JP2004006990A - Semiconductor package substrate and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new semiconductor package substrate which is quipped with a large number of pins, easily improved in density, miniaturized, superior in reliability, and not required to be equipped with a stiffener by reforming a conventional semiconductor package substrate and improving a multilayer wiring structure film in evenness and to provide a semiconductor device using the new semiconductor package substrate. <P>SOLUTION: The multilayer wiring structure film 15 is laminated on a metal base 11 of a metal plate having an opening in which a semiconductor device 16 is fitted, the semiconductor device 16 is fitted into the opening formed in the metal base 11 and connected to a metal pad 12 in a flip-chip mounting manner. Furthermore, solder balls 19 for BGA are mounted on a metal pad 29. At this point, the surface of the semiconductor device 16 is arranged on the same plane with the that of the metal base 11. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は金属基板を使用する半導体パッケージ基板及びそれを使用する半導体装置に関し、特に、半導体素子の搭載部の平滑性に優れ半導体装置の信頼性を向上させる半導体パッケージ基板及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor package substrate using a metal substrate and a semiconductor device using the same, and more particularly, to a semiconductor package substrate and a semiconductor device that have excellent smoothness of a semiconductor element mounting portion and improve the reliability of the semiconductor device.

 従来、多層配線基板、例えば半導体素子を搭載する多層配線基板として、特許文献1(特開平8−330474号公報)に開示されているような高密度な配線が可能なセラミック多層配線基板が多く使用されている。このセラミック多層配線基板は、アルミナ等からなる絶縁基板と、その表面に形成されたW及びMo等の高融点金属からなる配線導体とから構成されており、この絶縁基板の一部分に凹部が形成され、この凹部に半導体素子が収納され、蓋体により封止されるものである。 Conventionally, as a multilayer wiring board, for example, a multilayer wiring board on which a semiconductor element is mounted, a ceramic multilayer wiring board capable of high-density wiring as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-330474) is often used. Has been. This ceramic multilayer wiring board is composed of an insulating substrate made of alumina or the like and a wiring conductor made of a refractory metal such as W or Mo formed on the surface thereof, and a recess is formed in a part of the insulating substrate. The semiconductor element is accommodated in the recess and sealed with a lid.

 また、最近では特許文献2(特開平11−17058号公報)及び特許文献3(特許第2679681号)に開示されているように、絶縁材料には有機樹脂を使用しエッチング法及びめっき法により銅配線を形成することで微細な回路を形成して多層化するプリント基板、例えば、ビルドアップ基板が使用されている。絶縁材料に有機樹脂を使用する有機樹脂多層配線基板は、多数の半導体素子を搭載したマルチチップモジュール(MCM)等への適用も提案されている。このようなプリント基板、特に、プリント基板上に絶縁層の薄膜を形成してゆくビルドアップ基板は、表層に微細な回路を形成できるため、回路の高密度化に有効である。 Recently, as disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-17058) and Patent Document 3 (Japanese Patent No. 2679682), an organic resin is used as an insulating material and copper is etched by an etching method and a plating method. A printed circuit board, for example, a build-up circuit board, which forms a fine circuit by forming wirings to form a multilayer is used. An organic resin multilayer wiring board using an organic resin as an insulating material has also been proposed for application to a multi-chip module (MCM) equipped with a large number of semiconductor elements. Such a printed board, in particular, a build-up board in which a thin film of an insulating layer is formed on the printed board can form a fine circuit on the surface layer, and is therefore effective for increasing the density of the circuit.

 更に、チップサイズパッケージ(CSP)及びボールグリッドアレイ(BGA)の形態として、特開2000−58701号公報に示されているポリイミド系等のフィルムに銅配線を形成したテープタイプの基板が使用されている。 Further, as a chip size package (CSP) and a ball grid array (BGA), a tape type substrate in which copper wiring is formed on a polyimide film or the like disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-58701 is used. Yes.

特開平8−330474号公報JP-A-8-330474 特開平11−17058号公報JP 11-17058 A 特許第2679681号Japanese Patent No. 2679681

 しかしながら、従来の技術には以下に示すような問題点がある。セラミック多層配線基板において絶縁基板を構成するセラミックは、硬くて脆い性質を有することから、製造工程及び搬送工程において欠け及び割れ等の損傷が発生しやすく、損傷が発生すると半導体素子の気密封止性が損なわれるため不良品となり、セラミック多層配線基板の歩留まりが低下するという問題点がある。 However, the conventional techniques have the following problems. The ceramic that constitutes an insulating substrate in a ceramic multilayer wiring board is hard and brittle, so that damage such as chipping and cracking is likely to occur in the manufacturing process and transport process. As a result, the product becomes defective and the yield of the ceramic multilayer wiring board decreases.

 また、セラミック多層配線基板は、焼成前のグリーンシート上に配線を印刷し、各シートを積層して焼成させて製造される。この製造工程において、高温での焼成により収縮が生じるために、焼成後の基板には反り、変形及び寸法のばらつき等の形状不良が発生しやすいという問題点がある。このような形状不良の発生により、高密度化された回路基板及びフリップチップ等の基板に要求される厳しい平坦性に対して、十分に対応できない。即ち、このような形状不良により、回路の多ピン化、高密度化及び微細化が阻害されると共に、半導体素子の搭載部の平坦性が失われるため、半導体素子と基板との間のフリップチップ接続された部分にクラック及びはがれ等が発生しやすく、半導体装置の信頼性を低下させるという問題点がある。 Also, the ceramic multilayer wiring board is manufactured by printing wiring on a green sheet before firing, laminating each sheet and firing. In this manufacturing process, shrinkage occurs due to baking at a high temperature, and thus there is a problem that the substrate after baking is likely to be warped, and shape defects such as deformation and dimensional variation are likely to occur. Due to the occurrence of such shape defects, it is not possible to sufficiently cope with the strict flatness required for high-density circuit boards and flip-chip boards. That is, such a shape defect hinders the increase in the number of pins, the density, and the miniaturization of the circuit, and the flatness of the mounting portion of the semiconductor element is lost. Therefore, the flip chip between the semiconductor element and the substrate There is a problem that cracks and peeling are likely to occur in the connected portions, and the reliability of the semiconductor device is lowered.

 更に、ビルドアップ基板においては、コア材に使用しているプリント基板と表層に形成される絶縁樹脂膜との熱膨張差から基板の反りが発生する。この反りも多ピン化している半導体素子をフリップチップ接続する際の障害となり、前述の如く、回路の高密度化を阻害すると共に、ビルドアップ基板の歩留まりを低下させる。 Furthermore, in the build-up substrate, the substrate warps due to the difference in thermal expansion between the printed circuit board used for the core material and the insulating resin film formed on the surface layer. This warpage also becomes an obstacle when flip-chip connecting semiconductor elements having a large number of pins, and as described above, the density of the circuit is hindered and the yield of the build-up substrate is lowered.

 更にまた、ポリイミド系等のテープを使用する基板においては、半導体素子を搭載する際のテープ基材の伸縮による位置ずれが大きく、回路の高密度化へ対応が十分にできないという問題点がある。 Furthermore, in a substrate using a polyimide tape or the like, there is a problem that a positional shift due to expansion and contraction of the tape base material when mounting a semiconductor element is large, and it is not possible to sufficiently cope with a high density circuit.

 更にまた、従来の基板においては、基板上に多層配線構造膜を形成し、この多層配線構造膜の上に半導体素子を搭載しているため、半導体素子の搭載部には多層化による波打ちが発生し、多層配線構造膜と半導体素子との接続が不安定になるという問題点もある。 Furthermore, in a conventional substrate, a multilayer wiring structure film is formed on the substrate, and a semiconductor element is mounted on the multilayer wiring structure film. However, there is also a problem that the connection between the multilayer wiring structure film and the semiconductor element becomes unstable.

 更にまた、従来の半導体装置において、基板の剛性を向上させるためにはスティフナを装着する必要がある。例えば、複数の半導体素子を覆う大きなヒートシンクを装着する場合は、基板とヒートシンクの間における半導体素子と半導体素子との隙間にスティフナを挿入している。この方法により、基板の剛性は向上するものの半導体装置の製造工程が煩雑になり、半導体装置における製造コストの上昇を招いている。 Furthermore, in a conventional semiconductor device, it is necessary to attach a stiffener to improve the rigidity of the substrate. For example, when a large heat sink covering a plurality of semiconductor elements is mounted, a stiffener is inserted in the gap between the semiconductor element and the semiconductor element between the substrate and the heat sink. Although the rigidity of the substrate is improved by this method, the manufacturing process of the semiconductor device becomes complicated and the manufacturing cost of the semiconductor device is increased.

 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、従来の半導体パッケージ基板を改良し、多層配線基板の平坦性を向上させることにより、多ピン化、高密度化及び微細化が容易で信頼性が高く、且つ、スティフナを装着する必要がない新規な半導体パッケージ基板及び半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and by improving the conventional semiconductor package substrate and improving the flatness of the multilayer wiring substrate, it is easy to increase the number of pins, increase the density, and reduce the size. It is an object of the present invention to provide a novel semiconductor package substrate and semiconductor device that have high reliability and do not require a stiffener.

 本発明に係る半導体パッケージ基板は、金属板からなり開口部を有するメタルベースと、前記メタルベースの表面上に直接積層された多層配線構造膜と、を有し、前記多層配線構造膜は、前記メタルベースに接する第1の面における前記開口部内の領域に形成されその表面が前記第1の面よりも突出した位置にある第1の金属パッドを有することを特徴とする。 A semiconductor package substrate according to the present invention includes a metal base made of a metal plate and having an opening, and a multilayer wiring structure film directly laminated on a surface of the metal base, the multilayer wiring structure film includes: It has a 1st metal pad in the area | region in the said opening part in the 1st surface which contact | connects a metal base, and the surface has the position which protruded from the said 1st surface.

 本発明においては、平坦なメタルベース上に多層配線構造膜が積層されているため多層配線構造膜の平坦性が向上し、また、メタルベースが多層配線構造膜の補強材として機能するため多層配線構造膜の変形が抑制され回路の多ピン化、高密度化及び微細化が可能になる。特に、多層配線構造膜における半導体素子を接続する面の平坦性を向上させることができる。 In the present invention, since the multilayer wiring structure film is laminated on the flat metal base, the flatness of the multilayer wiring structure film is improved, and the metal base functions as a reinforcing material for the multilayer wiring structure film. The deformation of the structural film is suppressed, and the number of pins, the density, and the size of the circuit can be increased. In particular, the flatness of the surface connecting the semiconductor elements in the multilayer wiring structure film can be improved.

 また、前記メタルベースにおける前記多層配線構造膜側の面における前記開口部の縁部に金属膜が形成されていることが好ましい。これにより、メタルベースから多層配線構造膜に印加される応力を緩和し、多層配線構造膜にクラックが発生することを抑制することができる。 Further, it is preferable that a metal film is formed at an edge of the opening on the surface of the metal base on the multilayer wiring structure film side. Thereby, the stress applied from the metal base to the multilayer wiring structure film can be relaxed, and the occurrence of cracks in the multilayer wiring structure film can be suppressed.

 更に、前記第1の金属パッドの表層部分は、金、錫及び半田からなる群から選択された少なくとも1種の金属又はその合金により覆われていることが好ましい。第1の金属パッドを半田により覆うことにより、多層配線構造膜に第1の金属パッドを介して半導体素子を接続する際に、この半田を半田ボールとして使用することができる。これにより、印刷又は転写により半田ボールを形成する場合と比較して、半田ボールを安定して高密度に形成することができるため、パッドの狭ピッチ化を図ることができる。また、請求項1に記載されているように、第1の金属パッドが多層配線構造膜の第1の面よりも突出しているため、第1の金属パッドと半田との間の接続強度が高く、半導体素子を接続したときの接続信頼性が高い。 Furthermore, it is preferable that the surface layer portion of the first metal pad is covered with at least one metal selected from the group consisting of gold, tin and solder, or an alloy thereof. By covering the first metal pad with solder, this solder can be used as a solder ball when the semiconductor element is connected to the multilayer wiring structure film via the first metal pad. As a result, the solder balls can be stably formed at a high density as compared with the case where the solder balls are formed by printing or transfer, so that the pitch of the pads can be reduced. In addition, as described in claim 1, since the first metal pad protrudes from the first surface of the multilayer wiring structure film, the connection strength between the first metal pad and the solder is high. Connection reliability when semiconductor elements are connected is high.

 本発明に係る半導体装置は、前記半導体パッケージ基板と、この半導体パッケージ基板における前記メタルベースの前記開口部内に嵌入され前記第1の金属パッドに接続された半導体素子と、を有することを特徴とする。 A semiconductor device according to the present invention includes the semiconductor package substrate, and a semiconductor element that is inserted into the opening of the metal base in the semiconductor package substrate and connected to the first metal pad. .

 本発明においては、半導体素子をメタルベースの開口部内に嵌入し、この半導体素子を波打ちがなく平坦性が良好な多層配線構造膜の最表面に接続するため、多層配線構造膜と半導体素子の接続部における信頼性が向上する。 In the present invention, the semiconductor element is inserted into the opening of the metal base, and the semiconductor element is connected to the outermost surface of the multilayer wiring structure film having no undulation and good flatness. Reliability in the part is improved.

 以上詳述したように、本発明の半導体パッケージ基板は、平滑なメタルベース上に半導体素子搭載用の第1の金属パッドを有する多層配線構造膜を積層しているため、半導体素子搭載部の平坦性が優れており、半導体素子を半導体パッケージ基板に実装する際の信頼性を向上できる。また、メタルベースを半導体素子搭載部以外の部分に残すことにより、多層配線構造膜の反り及び寸法変化を最小限に抑えることができるため、多層配線構造膜における多ピン化、高密度化及び微細化が容易になる。更に、メタルベースの変形量は、プリント基板及びセラミック基板の変形量と比較して少ないため、多層配線構造膜の高密度化が容易となる。 As described above in detail, since the semiconductor package substrate of the present invention has the multilayer wiring structure film having the first metal pad for mounting the semiconductor element on the smooth metal base, the semiconductor element mounting portion is flat. The reliability is excellent when the semiconductor element is mounted on the semiconductor package substrate. In addition, by leaving the metal base in a portion other than the semiconductor element mounting portion, it is possible to minimize warping and dimensional change of the multilayer wiring structure film. It becomes easy. Furthermore, since the deformation amount of the metal base is small compared to the deformation amounts of the printed circuit board and the ceramic substrate, it is easy to increase the density of the multilayer wiring structure film.

 また、本発明の半導体装置は、半導体素子搭載後の半導体素子の表面とメタルベースの表面とを同一面上に配置することにより、メタルベースをスティフナとして使用することができる。これにより、基板にスティフナを装着する工程を無くすことができるため、半導体装置の製造コストを低減することができる。更に、メタルベースにおける多層配線構造膜側の面における開口部の縁部に金属膜が形成されているため、メタルベースから多層配線構造膜に応力が直接印加されることを防止でき、多層配線構造膜にクラックが発生することを抑制できるため、半導体装置の信頼性が向上する。 Further, the semiconductor device of the present invention can use the metal base as a stiffener by arranging the surface of the semiconductor element after mounting the semiconductor element and the surface of the metal base on the same plane. This eliminates the step of attaching the stiffener to the substrate, so that the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced. Further, since the metal film is formed at the edge of the opening on the surface of the metal base on the multilayer wiring structure film side, it is possible to prevent stress from being directly applied from the metal base to the multilayer wiring structure film. Since the generation of cracks in the film can be suppressed, the reliability of the semiconductor device is improved.

 更に、半導体素子搭載用の金属パッドの表面に半田ボールを配置することにより、半導体素子接続用の半田又は予備半田として使用できるため、フリップチップパッドの狭ピッチ化に対応できる。 Furthermore, by arranging solder balls on the surface of a metal pad for mounting a semiconductor element, it can be used as a solder for connecting a semiconductor element or a spare solder, so that it is possible to cope with a narrow pitch of flip chip pads.

 更にまた、メタルベース上に半導体素子搭載用の金属パッドを形成したのち薄膜コンデンサを形成することができるために、チップパッド近傍にデカップリングコンデンサを設けることができる。 Furthermore, since a thin film capacitor can be formed after forming a metal pad for mounting a semiconductor element on the metal base, a decoupling capacitor can be provided in the vicinity of the chip pad.

 更にまた、キャリア基材を接続させない半導体パッケージ基板では、配線長を最短に抑えることができ、信号の高速化に対し有効な構造となる。一方、キャリア基材を接続させることにより、容易にグランド機能を強化し、抵抗及びコンデンサ等の受動部品を付加させることができる。また、マザーボードへの搭載時に発生する応力をキャリア基材で緩和することができ、二次実装時の信頼性を向上させることができる。 Furthermore, a semiconductor package substrate that is not connected to a carrier base material can minimize the wiring length and has an effective structure for increasing the signal speed. On the other hand, by connecting the carrier base material, it is possible to easily strengthen the ground function and add passive components such as a resistor and a capacitor. In addition, the stress generated at the time of mounting on the mother board can be relaxed by the carrier base material, and the reliability at the time of secondary mounting can be improved.

 更にまた、メタルベースの両面に多層配線構造膜を同時に形成した後、このメタルベースを2枚に分割することにより、半導体パッケージ基板の生産量を向上させることができ、半導体装置の低コスト化を図ることができる。 Furthermore, after forming the multilayer wiring structure film on both sides of the metal base at the same time, the metal base is divided into two, so that the production amount of the semiconductor package substrate can be improved, and the cost of the semiconductor device can be reduced. You can plan.

 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明に係る半導体パッケージ基板及び半導体装置の実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. First, embodiments of a semiconductor package substrate and a semiconductor device according to the present invention will be described.

 図1は、本発明装置の第1実施例に係る半導体パッケージ基板及び半導体装置の構成を示す図であり、図1(a)は表面側からみた半導体装置の斜視図、図1(b)は裏面側からみた半導体装置の斜視図、図1(c)は部分断面図である。本実施例は、本発明をフルグリッドBGAに適用した場合のものである。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor package substrate and a semiconductor device according to a first embodiment of the device of the present invention. FIG. 1A is a perspective view of the semiconductor device viewed from the front side, and FIG. FIG. 1C is a perspective view of the semiconductor device viewed from the back side, and FIG. In this embodiment, the present invention is applied to a full grid BGA.

 図1(a)乃至(c)に示す半導体装置は、半導体パッケージ基板31a及びこの半導体パッケージ基板31aに実装された半導体素子16から構成される。図1(a)に示すように、この半導体パッケージ基板31aにおいては、金属板からなるメタルベース11上に多層配線構造膜15が形成されている。このメタルベース11にはその中央に貫通する開口部が形成されており、この開口部内に半導体素子16が嵌入され、多層配線構造膜15上に搭載されている。図1(b)及び(c)に示すように、多層配線構造膜15におけるメタルベース11及び半導体素子16が配置されていない側の面(以下、多層配線構造膜15の裏面という)には第2の金属パッド29が設けられており、この第2の金属パッド29上にはBGA用半田ボール19が搭載されている。 The semiconductor device shown in FIGS. 1A to 1C includes a semiconductor package substrate 31a and a semiconductor element 16 mounted on the semiconductor package substrate 31a. As shown in FIG. 1A, in the semiconductor package substrate 31a, a multilayer wiring structure film 15 is formed on a metal base 11 made of a metal plate. The metal base 11 has an opening penetrating in the center thereof, and a semiconductor element 16 is fitted into the opening and mounted on the multilayer wiring structure film 15. As shown in FIGS. 1B and 1C, the surface of the multilayer wiring structure film 15 where the metal base 11 and the semiconductor element 16 are not disposed (hereinafter referred to as the back surface of the multilayer wiring structure film 15) is the first. Two metal pads 29 are provided, and BGA solder balls 19 are mounted on the second metal pads 29.

 図1(c)に示すように、多層配線構造膜15におけるメタルベース11及び半導体素子16が配置されている側の面(以下、多層配線構造膜15の表面という)のメタルベース11の開口部内には半導体素子16を搭載するための第1の金属パッド12が設けられており、第1の金属パッド12は半導体素子16の半田ボール18に接続されている。また、多層配線構造膜15には、所定のパターンを有する配線及びこの配線間に充填された絶縁性樹脂とから構成される配線層14と、有機樹脂からなる絶縁層13とが交互に積層されている。 As shown in FIG. 1C, in the opening of the metal base 11 on the surface of the multilayer wiring structure film 15 on which the metal base 11 and the semiconductor element 16 are disposed (hereinafter referred to as the surface of the multilayer wiring structure film 15). The first metal pad 12 for mounting the semiconductor element 16 is provided in the first metal pad 12, and the first metal pad 12 is connected to the solder ball 18 of the semiconductor element 16. In addition, the multilayer wiring structure film 15 is formed by alternately laminating a wiring layer 14 composed of wiring having a predetermined pattern and an insulating resin filled between the wirings, and an insulating layer 13 composed of an organic resin. ing.

 多層配線構造膜15は、ビルドアップ工法で使用されているサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により積層され、メタルベース11上に形成される。サブトラクティブ法は、例えば特開平10−51105号公報に開示されているように、基板又は樹脂上の銅箔をエッチングして回路パターンとする方法である。セミアディティブ法は、例えば特開平9−64493号公報に開示されているように、給電層を形成した後にレジスト内に電解めっきを析出させ、レジストを除去後に給電層をエッチングして回路パターンとする方法である。フルアディティブ法は、例えば特開平6−334334号公報に開示されているように、基板又は樹脂の表面を活性化させた後にレジストでパターンを形成し、このレジストを絶縁層として無電解めっき法により回路パターンを形成する方法である。 The multilayer wiring structure film 15 is formed on the metal base 11 by being laminated by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like used in the build-up method. The subtractive method is a method of forming a circuit pattern by etching a copper foil on a substrate or resin as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-51105. In the semi-additive method, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-64493, after forming a power feeding layer, electrolytic plating is deposited in the resist, and after removing the resist, the power feeding layer is etched to form a circuit pattern. Is the method. For example, as disclosed in JP-A-6-334334, the full additive method forms a pattern with a resist after activating the surface of a substrate or resin, and uses the resist as an insulating layer by an electroless plating method. This is a method of forming a circuit pattern.

 半導体素子16は、メタルベース11の開口部、即ち、多層配線構造膜15の表面側に嵌入され、半田ボール18により多層配線構造膜15の第1の金属パッド12に接続されており、半導体素子16と多層配線構造膜15の間の空間における半田ボール18間にはアンダーフィル17が充填されている。 The semiconductor element 16 is fitted into the opening of the metal base 11, that is, the surface side of the multilayer wiring structure film 15, and is connected to the first metal pad 12 of the multilayer wiring structure film 15 by a solder ball 18. Underfill 17 is filled between the solder balls 18 in the space between 16 and the multilayer wiring structure film 15.

 また、BGA用半田ボール19は第2の金属パッド29に接続されており、第2の金属パッド29は配線層14の最上層に接続されており、配線層14の各層は絶縁層13内のビアを介して互いに接続されており、配線層14の最下層は絶縁層13内のビアを介して第1の金属パッド12に接続されており、第1の金属パッド12は半田ボール18を介して半導体素子16に接続されている。 Also, the BGA solder balls 19 are connected to the second metal pads 29, the second metal pads 29 are connected to the uppermost layer of the wiring layer 14, and each layer of the wiring layer 14 is in the insulating layer 13. The wiring layers 14 are connected to each other via vias, and the lowermost layer of the wiring layer 14 is connected to the first metal pads 12 via vias in the insulating layer 13. The first metal pads 12 are connected via the solder balls 18. Are connected to the semiconductor element 16.

 メタルベース11は、ステンレス、鉄、ニッケル、銅及びアルミニウムからなる群から選択された少なくとも1種の金属又はその合金から構成されることができるが、ステンレス及び銅合金が取り扱いの面で最適である。また、メタルベース11の厚さは0.1乃至1.5mmが適している。 The metal base 11 can be made of at least one metal selected from the group consisting of stainless steel, iron, nickel, copper, and aluminum, or an alloy thereof, but stainless steel and a copper alloy are optimal in terms of handling. . The thickness of the metal base 11 is suitably 0.1 to 1.5 mm.

 半導体素子搭載用の第1の金属パッド12における半田ボール18と接続する表面を構成する材料は、金、錫若しくは半田のうちいずれかの金属又はその合金が適している。本実施例においては、金属パッド12の表面は金により構成されている。また、図1(c)において、金属パッド12と半田ボール18との接触面は多層配線構造膜15の表面と同一面上にあるが、金属パッド12の表面を多層配線構造膜15の表面より窪んだ形状とし、この窪みに半田ボール18のダムとしての機能を持たせることも可能である。 The material constituting the surface connected to the solder ball 18 in the first metal pad 12 for mounting the semiconductor element is suitably one of gold, tin, solder, or an alloy thereof. In the present embodiment, the surface of the metal pad 12 is made of gold. In FIG. 1C, the contact surface between the metal pad 12 and the solder ball 18 is on the same plane as the surface of the multilayer wiring structure film 15, but the surface of the metal pad 12 is more than the surface of the multilayer wiring structure film 15. It is also possible to have a recessed shape, and to have a function as a dam of the solder ball 18 in the recessed portion.

 絶縁層13は、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、BCB(benzocyclobutene)及びPBO(polybenzoxazole)からなる群から選択された1種又は2種以上の有機樹脂により形成されている。これらの有機樹脂のうちの1種を配線層14間の全ての絶縁層13に使用してもよいし、前記有機樹脂の2種以上の層を混在させて配線層14間に配置してもよい。本実施例においては、絶縁層13は例えばポリイミド樹脂により形成するが、例えば、最下層の絶縁層13をポリイミド樹脂により形成し、2層目以降をエポキシ樹脂により形成してもよい。 The insulating layer 13 is one or more organic resins selected from the group consisting of epoxy resins, epoxy acrylate resins, urethane acrylate resins, polyester resins, phenol resins, polyimide resins, BCB (benzocyclobutylene) and PBO (polybenzoxazole). It is formed by. One kind of these organic resins may be used for all the insulating layers 13 between the wiring layers 14, or two or more kinds of the organic resins may be mixed and disposed between the wiring layers 14. Good. In this embodiment, the insulating layer 13 is formed of, for example, a polyimide resin. For example, the lowermost insulating layer 13 may be formed of a polyimide resin, and the second and subsequent layers may be formed of an epoxy resin.

 配線層14における配線を構成する金属は、コストの観点から銅が最適であるが、金、銀、アルミニウム及びニッケルからなる群から選択された少なくとも1種の金属又はその合金も使用可能である。本実施例においては、配線層14における配線は銅から構成されている。 The metal constituting the wiring in the wiring layer 14 is optimal from the viewpoint of cost, but at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, aluminum, and nickel, or an alloy thereof can also be used. In this embodiment, the wiring in the wiring layer 14 is made of copper.

 本第1実施例に係る半導体装置は半導体パッケージ基板31aに半導体素子16が実装されている。次に、この実装方法について説明する。先ず、半導体素子16を半田ボール18により金属パッド12にフリップチップ接続し、アンダーフィル17を半導体素子16と多層配線構造膜15との間の空間に流し込み、硬化させる。次いで、多層配線構造膜15における金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着する。この工程により図1(a)乃至(c)に示す半導体装置が製造される。図1(c)では、半導体素子16が金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続されている例を示しているが、半導体素子16をフェイスアップの状態で多層配線構造膜15の表面に取り付け、ワイヤーボンディング等の手段により半導体素子16を多層配線構造膜15に電気的に接続してもよい。 In the semiconductor device according to the first embodiment, the semiconductor element 16 is mounted on the semiconductor package substrate 31a. Next, this mounting method will be described. First, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 by the solder ball 18, and the underfill 17 is poured into the space between the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are attached to the metal pads 29 in the multilayer wiring structure film 15. Through this step, the semiconductor device shown in FIGS. 1A to 1C is manufactured. FIG. 1C shows an example in which the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, but the surface of the multilayer wiring structure film 15 with the semiconductor element 16 face-up is shown. The semiconductor element 16 may be electrically connected to the multilayer wiring structure film 15 by means such as wire bonding or the like.

 上述の如く構成された第1実施例の半導体パッケージ基板においては、平坦なメタルベース11上に多層配線構造膜15を設けているため、多層配線構造膜15の平坦性が良好である。また、本実施例の半導体装置は、半導体素子16がメタルベース11の開口部内に嵌入され、波打ちがなく平坦な多層配線構造膜15の最表面に接続されているため、多層配線構造膜15と半導体素子16との接続部が安定し信頼性が高い。更に、半導体素子16における多層配線構造膜15と接続されていない側の面(以下、半導体素子16の表面という)を、メタルベース11における多層配線構造膜15と接合されていない側の面(以下、メタルベース11の表面という)と同一面上に配置することにより、メタルベース11に、多層配線構造膜15の垂直方向の変位を拘束し座屈強度を向上させるスティフナとしての機能を持たせることができる。また、半導体素子16の表面とメタルベース11の表面とを同一面上に配置しない場合は、メタルベース11を多層配線構造膜15の変形を抑えるフレームとして使用できる。更に、メタルベース11は金属から構成されているため、最表層のグランドとしての機能を付加することもできる。 In the semiconductor package substrate of the first embodiment configured as described above, since the multilayer wiring structure film 15 is provided on the flat metal base 11, the flatness of the multilayer wiring structure film 15 is good. In the semiconductor device of this embodiment, the semiconductor element 16 is inserted into the opening of the metal base 11 and connected to the outermost surface of the flat multilayer wiring structure film 15 without undulation. The connection portion with the semiconductor element 16 is stable and highly reliable. Furthermore, the surface of the semiconductor element 16 that is not connected to the multilayer wiring structure film 15 (hereinafter referred to as the surface of the semiconductor element 16) is the surface of the metal base 11 that is not bonded to the multilayer wiring structure film 15 (hereinafter referred to as the surface). The metal base 11 has a function as a stiffener that restrains the displacement in the vertical direction of the multilayer wiring structure film 15 and improves the buckling strength. Can do. Further, when the surface of the semiconductor element 16 and the surface of the metal base 11 are not arranged on the same plane, the metal base 11 can be used as a frame for suppressing deformation of the multilayer wiring structure film 15. Furthermore, since the metal base 11 is made of metal, a function as the ground of the outermost layer can be added.

 次に、本発明の半導体パッケージ基板及び半導体装置の第2実施例について説明する。図2は、本実施例に係る半導体パッケージ基板を使用した半導体装置の構成を示す部分断面図である。本実施例に係る半導体パッケージ基板の特徴は、メタルベース11の開口部に金属膜35が設けられている点である。 Next, a second embodiment of the semiconductor package substrate and the semiconductor device of the present invention will be described. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device using the semiconductor package substrate according to the present embodiment. A feature of the semiconductor package substrate according to this embodiment is that a metal film 35 is provided in the opening of the metal base 11.

 本第2実施例に係る半導体装置は半導体パッケージ基板31bに半導体素子16が実装されている。また、メタルベース11における多層配線構造膜15側の面における開口部の縁部に金属膜35が形成されている。多層配線構造膜15には金属膜35を嵌入するための凹部が形成されており、金属膜35はこの凹部内に配置されている。本第2実施例に係る半導体装置における上記以外の構成は、前述の第1実施例に係る半導体装置の構成と同一である。 In the semiconductor device according to the second embodiment, the semiconductor element 16 is mounted on the semiconductor package substrate 31b. A metal film 35 is formed at the edge of the opening on the surface of the metal base 11 on the multilayer wiring structure film 15 side. A recess for fitting the metal film 35 is formed in the multilayer wiring structure film 15, and the metal film 35 is disposed in the recess. The other configuration of the semiconductor device according to the second embodiment is the same as that of the semiconductor device according to the first embodiment.

 次に、半導体素子16を半導体パッケージ基板31bに実装する方法について説明する。先ず、半導体素子16をメタルベース11の開口部内に配置された金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続する。次に、アンダーフィル17を半導体素子16と多層配線構造膜15との間の空間に流し込み、硬化させる。次いで、多層配線構造膜15における金属パッド29に、BGA用半田ボール19を装着する。上述の工程により図2に示す半導体装置が製造される。また、第1実施例と同様に、半導体素子16と多層配線構造膜15との接続は、ワイヤーボンディングにより接続してもよい。 Next, a method for mounting the semiconductor element 16 on the semiconductor package substrate 31b will be described. First, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 disposed in the opening of the metal base 11 via the solder ball 18. Next, the underfill 17 is poured into the space between the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 and cured. Next, BGA solder balls 19 are attached to the metal pads 29 in the multilayer wiring structure film 15. The semiconductor device shown in FIG. 2 is manufactured by the above process. Similarly to the first embodiment, the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 may be connected by wire bonding.

 本第2実施例の半導体装置においては、金属膜35がメタルベース11における多層配線構造膜15側の面における開口部の縁部に形成されているため、メタルベース11の存在によりメタルベース11から多層配線構造膜15に印加される応力を緩和し、この応力が多層配線構造膜15に直接加わることを防止できる。これにより、この応力に起因して多層配線構造膜15にクラックが発生することを抑えることができる。 In the semiconductor device according to the second embodiment, the metal film 35 is formed at the edge of the opening on the surface of the metal base 11 on the multilayer wiring structure film 15 side. The stress applied to the multilayer wiring structure film 15 can be relaxed, and this stress can be prevented from being directly applied to the multilayer wiring structure film 15. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the multilayer wiring structure film 15 due to this stress.

 次に、本発明の半導体パッケージ基板及び半導体装置の第3実施例について説明する。図3は、本実施例に係る半導体パッケージ基板を使用した半導体装置の構成を示す部分断面図である。本実施例に係る半導体パッケージ基板の特徴は、図3に示すように、金属パッド12の中央部が多層配線構造膜15の表面から突出しており、また、金属パッド12の表面に半田ボール20が設けられ、半田ボール20は多層配線構造膜15の表面から突出している点である。本実施例の半導体装置における半田ボール20以外の部分の構成は、第1実施例又は第2実施例の半導体装置と同一である。 Next, a third embodiment of the semiconductor package substrate and semiconductor device of the present invention will be described. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device using the semiconductor package substrate according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the semiconductor package substrate according to the present embodiment is characterized in that the central portion of the metal pad 12 protrudes from the surface of the multilayer wiring structure film 15, and solder balls 20 are formed on the surface of the metal pad 12. The solder balls 20 provided are projected from the surface of the multilayer wiring structure film 15. The configuration of the semiconductor device of this embodiment other than the solder balls 20 is the same as that of the semiconductor device of the first embodiment or the second embodiment.

 本第3実施例に係る半導体装置は半導体パッケージ基板31cに半導体素子16が実装されている。次に、この実装方法について説明する。先ず、半導体素子16をメタルベース11の開口部内に配置された金属パッド12に半田ボール20を介してフリップチップ接続する。このとき、半導体素子16は半田ボール18を具備していなくてもよいが、もし半田ボール18を具備している場合は、半田ボール18及び半田ボール20を介して、半導体素子16を金属パッド12に接続する。次に、アンダーフィル17を半導体素子16と多層配線構造膜15との間の空間に流し込み、硬化させる。次いで、多層配線構造膜15における金属パッド29に、BGA用半田ボール19を装着する。上述の工程により図3に示す半導体装置が製造される。また、第1実施例及び第2実施例と同様に、半導体素子16と多層配線構造膜15との接続は、ワイヤーボンディングにより接続してもよい。 In the semiconductor device according to the third embodiment, the semiconductor element 16 is mounted on the semiconductor package substrate 31c. Next, this mounting method will be described. First, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 disposed in the opening of the metal base 11 via the solder ball 20. At this time, the semiconductor element 16 may not include the solder ball 18, but if the semiconductor element 16 includes the solder ball 18, the semiconductor element 16 is connected to the metal pad 12 via the solder ball 18 and the solder ball 20. Connect to. Next, the underfill 17 is poured into the space between the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 and cured. Next, BGA solder balls 19 are attached to the metal pads 29 in the multilayer wiring structure film 15. The semiconductor device shown in FIG. 3 is manufactured by the above process. Further, similarly to the first and second embodiments, the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 may be connected by wire bonding.

 本第3実施例の半導体装置においては、半導体素子16を多層配線構造膜15にフリップチップ接続するときに、半田ボール20が半田又は予備半田として機能するため、フリップチップパッドの狭ピッチ化を図ることができる。また、半導体素子16は半田ボール18を具備している必要がなくなる。 In the semiconductor device according to the third embodiment, when the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the multilayer wiring structure film 15, the solder balls 20 function as solder or pre-solder, so that the pitch of the flip chip pads is reduced. be able to. Further, the semiconductor element 16 does not need to have the solder ball 18.

 次に、本発明の半導体パッケージ基板及び半導体装置の第4実施例について説明する。図4及び図5は、本実施例に係る半導体装置の構成を示す部分断面図である。本実施例の半導体パッケージ基板の特徴は、金属パッド12に薄膜コンデンサ21が取り付けられている点である。本実施例の半導体装置における薄膜コンデンサ21以外の部分の構成は、第1実施例、第2実施例又は第3実施例の半導体装置と同一である。 Next, a semiconductor package substrate and a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described. 4 and 5 are partial cross-sectional views showing the configuration of the semiconductor device according to this example. A feature of the semiconductor package substrate of this embodiment is that a thin film capacitor 21 is attached to the metal pad 12. The structure of the semiconductor device of this embodiment other than the thin film capacitor 21 is the same as that of the semiconductor device of the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment.

 薄膜コンデンサ21はスパッタ法、蒸着法、CVD又は陽極酸化法等により形成する。この薄膜コンデンサ21を構成する材料は、酸化チタン、酸化タンタル、Al23、SiO2、Nb25、BST(BaxSr1-xTiO3)、PZT(PbZrxTi1-x3)、PLZT(Pb1-yLayZrxTi1-x3)又はSrBi2Ta29等のペロブスカイト系材料であることが好ましい。但し、前記化合物のいずれについても、0≦x≦1、0<y<1である。また、薄膜コンデンサ21は、所望の誘電率を実現することができる有機樹脂等により構成されてもよい。 The thin film capacitor 21 is formed by sputtering, vapor deposition, CVD, anodic oxidation, or the like. The material constituting the thin film capacitor 21 is titanium oxide, tantalum oxide, Al 2 O 3 , SiO 2 , Nb 2 O 5 , BST (Ba x Sr 1-x TiO 3 ), PZT (PbZr x Ti 1-x O 3) is preferably a perovskite material such as PLZT (Pb 1-y La y Zr x Ti 1-x O 3) or SrBi 2 Ta 2 O 9. However, 0 ≦ x ≦ 1 and 0 <y <1 for any of the compounds. The thin film capacitor 21 may be made of an organic resin or the like that can realize a desired dielectric constant.

 本第4実施例の半導体装置は、金属パッド12に薄膜コンデンサ21が取り付けられているため、半導体素子16のごく近傍にデカップリングコンデンサを設けることができる。また、本実施例の半導体装置においては、図5に示すように、第3実施例と同様に金属パッド12の表面に半田ボール20を設けてもよい。また、第1実施例、第2実施例及び第3実施例と同様に、半導体素子16と多層配線構造膜15との接続はワイヤーボンディングにより接続してもよい。 In the semiconductor device of the fourth embodiment, since the thin film capacitor 21 is attached to the metal pad 12, a decoupling capacitor can be provided very close to the semiconductor element 16. Further, in the semiconductor device of this embodiment, as shown in FIG. 5, solder balls 20 may be provided on the surface of the metal pad 12 as in the third embodiment. Similarly to the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 may be connected by wire bonding.

 次に、本発明の半導体パッケージ基板及び半導体装置の第5実施例について説明する。図6(a)乃至(c)は本第5実施例に係る半導体装置の構成を示す図であり、図6(a)は表面側からみた半導体装置の斜視図、図6(b)は裏面側からみた半導体装置の斜視図、図6(c)は部分断面図である。図6(a)乃至(c)はプリント基板24をキャリア基材とした半導体装置の構成を示す。 Next, a semiconductor package substrate and a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIGS. 6A to 6C are views showing the configuration of the semiconductor device according to the fifth embodiment. FIG. 6A is a perspective view of the semiconductor device as viewed from the front surface side, and FIG. FIG. 6C is a perspective view of the semiconductor device seen from the side, and FIG. 6A to 6C show a configuration of a semiconductor device using the printed circuit board 24 as a carrier base material.

 図6(a)乃至(c)に示すように、本第5実施例に係る半導体パッケージ基板31dの特徴は、図1乃至5に示した第1実施例乃至第4実施例に係る半導体パッケージ基板31a、31b又は31cに、キャリア基材としてプリント基板24を設け、異方導電膜又は導電性ペースト23によりプリント基板24の表裏間を導通させたことである。なお、キャリア基材には少なくとも一層以上からなるプリント基板、セラミック基板又は有機無機複合基板が適している。有機無機複合基板の例として、日本ガイシ株式会社製のGVP(Grid Via Plate)等がある。 As shown in FIGS. 6A to 6C, the semiconductor package substrate 31d according to the fifth embodiment is characterized in that the semiconductor package substrate according to the first to fourth embodiments shown in FIGS. That is, the printed circuit board 24 is provided as a carrier base material on 31a, 31b or 31c, and the printed circuit board 24 is electrically connected between the front and back surfaces by an anisotropic conductive film or conductive paste 23. In addition, the printed circuit board which consists of at least one layer, a ceramic substrate, or an organic inorganic composite board | substrate is suitable for a carrier base material. As an example of the organic-inorganic composite substrate, there is GVP (Grid Via Plate) manufactured by NGK Corporation.

 キャリア基材の接合は、接着剤、熱圧着又は化学反応を利用した接着のいずれかにより行い、所望のパターンでの導通を異方導電膜又は導電性ペーストにより行う。図6(a)乃至(c)に示した例では、キャリア基材にはプリント基板24を使用し、プリント基板24のスルーホール30を使用して、プリント基板24を導電性ペースト23を介して多層配線構造膜15の金属パッド29に接続している。プリント基板24を金属パッド29に接続する方法は、スルーホール30を使用せずにプリント基板24の表面に接続用のパッドを設けて接続を行ってもよく、スルーホール30を絶縁樹脂で埋め込み、絶縁樹脂の表面に金属パッドを設けて接続を行ってもよい。また、スルーホール30を金属粒子を含んだペーストで埋め込んでもよい。更に、図6(c)に示す導電性ペースト23を封止する目的で、スルーホール30を導電性ペースト23の上から更に絶縁樹脂等で埋め込んでもよい。 Bonding of the carrier base material is performed by any one of an adhesive, thermocompression bonding, or adhesion using a chemical reaction, and conduction in a desired pattern is performed by an anisotropic conductive film or conductive paste. In the example shown in FIGS. 6A to 6C, the printed circuit board 24 is used as the carrier base material, the through hole 30 of the printed circuit board 24 is used, and the printed circuit board 24 is passed through the conductive paste 23. It is connected to the metal pad 29 of the multilayer wiring structure film 15. The method of connecting the printed circuit board 24 to the metal pad 29 may be performed by providing a connection pad on the surface of the printed circuit board 24 without using the through hole 30, and the through hole 30 is filled with an insulating resin, Connection may be made by providing a metal pad on the surface of the insulating resin. Further, the through hole 30 may be filled with a paste containing metal particles. Further, for the purpose of sealing the conductive paste 23 shown in FIG. 6C, the through hole 30 may be further embedded from above the conductive paste 23 with an insulating resin or the like.

 本第5実施例に係る半導体装置は半導体パッケージ基板31dに半導体素子16が実装されて形成されている。この実装方法について説明する。図6(c)に示すように、第1実施例乃至第4実施例の半導体パッケージ基板31a、31b又は31cに、プリント基板24を所望の位置で導通がとれるように接着剤22により接合し、半導体パッケージ基板31dを形成する。この半導体パッケージ基板31dにおける金属パッド12に半導体素子16をフリップチップ接続する。このとき、金属パッド12の表面に半田ボール20(図5参照)が具備されている場合は半田ボール20により接続し、半田ボール20が具備されていない場合は半田ボール18により接続する。また、半田ボール20及び半田ボール18の双方を使用してもよい。次に、半導体素子16と多層配線構造膜15との間の空間にアンダーフィル17を流し込み硬化させる。次に、プリント基板24の表面のパッドにBGA用半田ボール19を装着する。なお、第1実施例乃至第4実施例と同様に、半導体素子16を多層配線構造膜15にワイヤーボンディングにより接続してもよい。 The semiconductor device according to the fifth embodiment is formed by mounting the semiconductor element 16 on the semiconductor package substrate 31d. This mounting method will be described. As shown in FIG. 6C, the printed circuit board 24 is bonded to the semiconductor package substrate 31a, 31b or 31c of the first to fourth embodiments with an adhesive 22 so as to be conductive at a desired position. A semiconductor package substrate 31d is formed. The semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 in the semiconductor package substrate 31d. At this time, when the solder ball 20 (see FIG. 5) is provided on the surface of the metal pad 12, the connection is made by the solder ball 20, and when the solder ball 20 is not provided, the connection is made by the solder ball 18. Further, both the solder ball 20 and the solder ball 18 may be used. Next, the underfill 17 is poured into the space between the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are attached to the pads on the surface of the printed circuit board 24. Note that, similarly to the first to fourth embodiments, the semiconductor element 16 may be connected to the multilayer wiring structure film 15 by wire bonding.

 このように構成された第5実施例の半導体装置においては、半導体パッケージ基板31dがキャリア基材としてプリント基板24を備えることによりグランド機能の強化を図ることができる。また、プリント基板24内に抵抗及びコンデンサ等の受動部品を内蔵することにより半導体パッケージ基板31dに容易に機能を付加させることができる。更に、プリント基板24を使用することにより二次実装時に発生する応力を緩和させることができ、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 In the semiconductor device of the fifth embodiment configured as described above, the ground function can be enhanced by providing the printed circuit board 24 as the carrier base material in the semiconductor package substrate 31d. Further, by incorporating passive components such as resistors and capacitors in the printed circuit board 24, functions can be easily added to the semiconductor package substrate 31d. Further, the use of the printed circuit board 24 can relieve the stress generated during the secondary mounting, thereby improving the reliability of the semiconductor device.

 次に、本発明の半導体パッケージ基板及び半導体装置の第6実施例について説明する。図7は本第6実施例に係る半導体装置の構成を示す部分断面図である。 Next, a semiconductor package substrate and a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the sixth embodiment.

 図7に示すように、本第6実施例に係る半導体パッケージ基板31eの特徴は、図1乃至5に示した第1乃至第4実施例に係る半導体パッケージ基板31a、31b及び31cに、キャリア基材としてプリント基板24aを設け、異方導電膜又は導電性ペースト23により導通させ、プリント基板24aのスルーホール30に接続ピン25を取り付けたことである。 As shown in FIG. 7, the feature of the semiconductor package substrate 31e according to the sixth embodiment is that the semiconductor package substrates 31a, 31b and 31c according to the first to fourth embodiments shown in FIGS. That is, the printed board 24a is provided as a material, and is electrically connected by the anisotropic conductive film or the conductive paste 23, and the connection pins 25 are attached to the through holes 30 of the printed board 24a.

 本実施例においても、前述の第5実施例と同様に、キャリア基材の接合は、接着剤、熱圧着又は化学反応を利用した接着のいずれかにより行い、所望のパターンでの導通を異方導電膜又は導電性ペーストにより行う。また、図7に示した例では、キャリア基材にはプリント基板24aを使用し、プリント基板24aのスルーホール30を使用して接続ピン25を設け、接続ピン25を介して外部との接続を行っている。このとき、このプリント基板24aと金属パッド29との接続位置は、接続ピン25の直下でなくてもよい。 Also in this embodiment, similarly to the above-described fifth embodiment, the carrier base material is bonded by any one of adhesive, thermocompression bonding, or adhesion using a chemical reaction, and conduction in a desired pattern is anisotropic. This is performed using a conductive film or a conductive paste. In the example shown in FIG. 7, the printed circuit board 24 a is used as the carrier base material, the connection pins 25 are provided using the through holes 30 of the printed circuit board 24 a, and the connection to the outside is performed through the connection pins 25. Is going. At this time, the connection position between the printed board 24 a and the metal pad 29 may not be directly below the connection pin 25.

 本第6実施例に係る半導体装置は、半導体パッケージ基板31eに半導体素子16が実装されて形成されている。この実装方法について説明する。図7に示すように、第1乃至第4実施例の半導体パッケージ基板31a、31b又は31cに、プリント基板24aを所望の位置で導通がとれるように接着剤22により接合し、半導体パッケージ基板31eを形成する。この半導体パッケージ基板31eにおける金属パッド12に半導体素子16をフリップチップ接続する。次に、半導体素子16と多層配線構造膜15との間の空間にアンダーフィル17を流し込み硬化させる。次に、プリント基板24aのスルーホール30に接続ピン25を装着する。なお、第1実施例乃至第4実施例と同様に、半導体素子16を多層配線構造膜15にワイヤーボンディングにより接続してもよい。 The semiconductor device according to the sixth embodiment is formed by mounting the semiconductor element 16 on the semiconductor package substrate 31e. This mounting method will be described. As shown in FIG. 7, the printed circuit board 24a is bonded to the semiconductor package substrate 31a, 31b or 31c of the first to fourth embodiments with an adhesive 22 so as to be conductive at a desired position, and the semiconductor package substrate 31e is bonded. Form. The semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 in the semiconductor package substrate 31e. Next, the underfill 17 is poured into the space between the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 and cured. Next, the connection pins 25 are attached to the through holes 30 of the printed board 24a. Note that, similarly to the first to fourth embodiments, the semiconductor element 16 may be connected to the multilayer wiring structure film 15 by wire bonding.

 このように構成された第6実施例の半導体装置においては、第5実施例の半導体装置と同様に、半導体パッケージ基板31eがキャリア基材としてプリント基板24aを備えることによりグランド機能の強化が図ることができる。また、プリント基板24a内に抵抗及びコンデンサ等の受動部品を内蔵することにより半導体パッケージ基板31eに容易に機能を付加させることができる。更に、プリント基板24aを使用することにより二次実装時に発生する応力を緩和させることができ、半導体装置の信頼性を向上させることができる。更に、プリント基板24aのスルーホール30を利用することにより、強固に取り付けられた接続ピン25を得ることができる。 In the semiconductor device of the sixth embodiment configured as described above, as in the semiconductor device of the fifth embodiment, the semiconductor package substrate 31e includes the printed circuit board 24a as a carrier base material, thereby enhancing the ground function. Can do. Further, by incorporating passive components such as resistors and capacitors in the printed circuit board 24a, functions can be easily added to the semiconductor package substrate 31e. Furthermore, by using the printed circuit board 24a, stress generated during secondary mounting can be relieved, and the reliability of the semiconductor device can be improved. Furthermore, by using the through hole 30 of the printed circuit board 24a, the connection pin 25 that is firmly attached can be obtained.

 次に、本発明の半導体パッケージ基板及び半導体装置の第7実施例について説明する。図8は本第7実施例に係る半導体装置の構成を示す部分断面図である。 Next, a semiconductor package substrate and a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the seventh embodiment.

 図8に示すように、本第7実施例に係る半導体パッケージ基板31fの特徴は、図1乃至5に示した第1乃至第4実施例に係る半導体パッケージ基板31a、31b又は31cに、キャリア基材としてセラミック基板26を設けたことである。セラミック基板26の内部には複数層の配線層が設けられており、セラミック基板26の表面にはパッドが形成されている。 As shown in FIG. 8, the feature of the semiconductor package substrate 31f according to the seventh embodiment is that the semiconductor package substrate 31a, 31b or 31c according to the first to fourth embodiments shown in FIGS. The ceramic substrate 26 is provided as a material. A plurality of wiring layers are provided inside the ceramic substrate 26, and pads are formed on the surface of the ceramic substrate 26.

 本第7実施例に係る半導体装置は半導体パッケージ基板31fに半導体素子16が実装されて形成されている。この実装方法について説明する。図8に示すように、第1乃至第4実施例の半導体パッケージ基板31a、31b又は31cに、セラミック基板26を所望の位置で導通がとれるように接着剤22により接合し、半導体パッケージ基板31fを形成する。この半導体パッケージ基板31fにおける金属パッド12に半導体素子16をフリップチップ接続する。次に、半導体素子16と多層配線構造膜15との間の空間にアンダーフィル17を流し込み硬化させる。次に、セラミック基板26の表面のパッドにBGA用半田ボール19を装着する。このとき、BGA用半田ボール19の位置はビアの直上でもよい。なお、第1乃至第4実施例と同様に、半導体素子16を多層配線構造膜15にワイヤーボンディングにより接続してもよい。 The semiconductor device according to the seventh embodiment is formed by mounting the semiconductor element 16 on the semiconductor package substrate 31f. This mounting method will be described. As shown in FIG. 8, the ceramic substrate 26 is bonded to the semiconductor package substrate 31a, 31b or 31c of the first to fourth embodiments with an adhesive 22 so as to be conductive at a desired position. Form. The semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 on the semiconductor package substrate 31f. Next, the underfill 17 is poured into the space between the semiconductor element 16 and the multilayer wiring structure film 15 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are attached to the pads on the surface of the ceramic substrate 26. At this time, the position of the BGA solder ball 19 may be directly above the via. As in the first to fourth embodiments, the semiconductor element 16 may be connected to the multilayer wiring structure film 15 by wire bonding.

 このように構成された第7実施例の半導体装置においては、半導体パッケージ基板31fがキャリア基材としてセラミック基板26を備えることによりグランド機能の強化を図ることができる。また、セラミック基板26内に抵抗及びコンデンサ等の受動部品を内蔵することにより半導体パッケージ基板31fに容易に機能を付加させることができる。更に、セラミック基板26を使用することにより二次実装時に発生する応力を緩和させることができ、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 In the semiconductor device according to the seventh embodiment configured as described above, the ground function can be enhanced by providing the ceramic substrate 26 as the carrier substrate in the semiconductor package substrate 31f. Further, by incorporating passive components such as resistors and capacitors in the ceramic substrate 26, functions can be easily added to the semiconductor package substrate 31f. Further, the use of the ceramic substrate 26 can relieve the stress generated during the secondary mounting, thereby improving the reliability of the semiconductor device.

 以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施例について説明する。図9(a)乃至(e)及び図10(a)乃至(d)は、本発明方法の第1実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。本実施例方法は、本発明の半導体装置の第1実施例(図1参照)に係る半導体装置を製造するためのものである。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Embodiments of the semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described below. FIGS. 9A to 9E and FIGS. 10A to 10D are partial cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the method of the present invention in the order of steps. This embodiment method is for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment (see FIG. 1) of the semiconductor device of the present invention. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、図9(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11の表面にめっきレジスト27を形成する。形成する方法は、めっきレジスト27が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等で積層し、めっきレジスト27がドライフィルムであればラミネート法等で積層した後、乾燥等の処理を施して固め、めっきレジスト27が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、非感光性であればレーザ加工法等によりパターニングする。 First, as shown in FIG. 9A, a plating resist 27 is formed on the surface of a metal base 11 which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm. If the plating resist 27 is liquid, it is laminated by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If the plating resist 27 is a dry film, it is laminated by a lamination method or the like and then dried. If the plating resist 27 is photosensitive, patterning is performed by a photolithography process or the like, and if the plating resist 27 is non-photosensitive, patterning is performed by a laser processing method or the like.

 次に、図9(b)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により、金、錫及び半田からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、第1の金属パッド12の表層部(図示せず)を形成する。次に、バリアメタル(図示せず)としてニッケルを析出し、更に銅を析出させて第1の金属パッド12を形成する。このとき、メタルベース11を構成する金属と金属パッド12の表層部を形成する金属との間で金属間化合物が形成される場合は、金属パッド12の表層部を形成する前にニッケル等のバリアメタルを析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。また、図10に示す後の工程において金属パッド12の表面を多層配線構造膜15(図10(a)参照)の表面よりも窪ませる場合は、先に、ニッケル等のエッチング可能な金属を所定の厚さに析出させてから、金属パッド12の表層部を構成する金属を析出させ、バリアメタルとしてニッケルを析出し、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。 Next, as shown in FIG. 9 (b), at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder, or an alloy thereof is formed in the opening of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating. To form a surface layer portion (not shown) of the first metal pad 12. Next, nickel is deposited as a barrier metal (not shown), and further copper is deposited to form the first metal pad 12. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal forming the metal base 11 and the metal forming the surface layer portion of the metal pad 12, a barrier such as nickel is formed before forming the surface layer portion of the metal pad 12. Deposit metal. This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. Further, when the surface of the metal pad 12 is depressed below the surface of the multilayer wiring structure film 15 (see FIG. 10A) in the subsequent step shown in FIG. 10, an etchable metal such as nickel is first given. Then, a metal constituting the surface portion of the metal pad 12 is deposited, nickel is deposited as a barrier metal, and copper is further deposited to form the metal pad 12.

 次に、図9(c)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、表面を清浄化する。 Next, as shown in FIG. 9C, after removing the plating resist 27, the surface is cleaned.

 次に、図9(d)に示すように、絶縁層13を形成する。絶縁層13を形成する方法は、絶縁層13を構成する絶縁樹脂が液状ならば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により絶縁樹脂を積層し、また、絶縁樹脂がドライフィルムであればラミネート法等により絶縁樹脂を積層した後、乾燥等の処理を施して前記絶縁樹脂を固める。そして、前記絶縁樹脂が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、前記絶縁樹脂が非感光性であればレーザ加工法等により、前記絶縁樹脂をパターニングしてビアホール34を形成し、キュアを行って絶縁樹脂を硬化させて絶縁層13を形成する。 Next, as shown in FIG. 9D, the insulating layer 13 is formed. If the insulating resin constituting the insulating layer 13 is liquid, the insulating layer 13 is formed by laminating the insulating resin by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If so, the insulating resin is laminated by a laminating method or the like, and then the insulating resin is hardened by a treatment such as drying. Then, if the insulating resin is photosensitive, the via hole 34 is formed by patterning the insulating resin by a photolithographic process or the like, and if the insulating resin is non-photosensitive, the curing is performed. The insulating resin is cured to form the insulating layer 13.

 次に、図9(e)に示すように、配線パターンをサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により形成し、配線層14を形成する。このとき、ビアホール34を導電物質により埋め込み、配線層14を金属パッド12に接続する。 Next, as shown in FIG. 9E, a wiring pattern is formed by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like to form a wiring layer 14. At this time, the via hole 34 is filled with a conductive material, and the wiring layer 14 is connected to the metal pad 12.

 次に、図10(a)に示すように、サブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等による絶縁層13の形成工程及び配線層14の形成工程を繰り返す。そして、その後、絶縁層13及び配線層14からなる積層体上に金属パッド29を形成する。これにより、金属パッド12、絶縁層13、配線層14及び金属パッド29から構成される多層配線構造膜15を形成する。 Next, as shown in FIG. 10A, the process of forming the insulating layer 13 and the process of forming the wiring layer 14 by the subtractive method, the semi-additive method or the full additive method are repeated. Thereafter, a metal pad 29 is formed on the laminated body composed of the insulating layer 13 and the wiring layer 14. Thereby, the multilayer wiring structure film 15 composed of the metal pad 12, the insulating layer 13, the wiring layer 14, and the metal pad 29 is formed.

 次に、図10(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面に、エッチングレジスト28を形成する。エッチングレジスト28を形成する方法は、エッチングレジスト28が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等によりエッチングレジスト28を積層し、エッチングレジスト28がドライフィルムであればラミネート法等でエッチングレジスト28を積層した後、乾燥等の処理を施してエッチングレジスト28を固め、エッチングレジスト28が感光性であればフォトリソプロセス等により、エッチングレジスト28が非感光性であればレーザ加工法等によりエッチングレジスト28をパターニングする。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15が露出するまでエッチングして凹部32を形成する。 Next, as shown in FIG. 10B, an etching resist 28 is formed on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11. The etching resist 28 is formed by laminating the etching resist 28 by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like if the etching resist 28 is liquid, and a laminating method or the like if the etching resist 28 is a dry film. After the etching resist 28 is laminated, the etching resist 28 is hardened by performing a treatment such as drying. If the etching resist 28 is photosensitive, a photolithographic process or the like is performed. If the etching resist 28 is non-photosensitive, a laser processing method or the like is performed. Then, the etching resist 28 is patterned. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 is exposed, thereby forming a recess 32.

 次に、図10(c)に示すように、エッチングレジスト28を除去し、金属パッド12の表面及び金属パッド29の表面を清浄化し、半導体パッケージ基板31aを形成する。 Next, as shown in FIG. 10C, the etching resist 28 is removed, the surface of the metal pad 12 and the surface of the metal pad 29 are cleaned, and the semiconductor package substrate 31a is formed.

 次に、図10(d)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続し、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着し、図10(d)に示すような半導体装置を形成する。 Next, as shown in FIG. 10D, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, and an underfill 17 is formed in the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16. Pour to cure. Next, the BGA solder balls 19 are mounted on the metal pads 29 to form a semiconductor device as shown in FIG.

 この半導体装置は、本発明装置の第1実施例に係る半導体装置と同じものであり、上述の製造方法によれば、この半導体装置を効率よく製造することができる。また、本実施例に係る製造方法によれば、平坦なメタルベース11を基板として多層配線構造膜15を積層するため、多層配線構造膜15の平坦性を向上させることができる。特に、半導体素子16を接続する多層配線構造膜15の表面の平坦性を向上させることができる。 This semiconductor device is the same as the semiconductor device according to the first embodiment of the device of the present invention, and according to the manufacturing method described above, this semiconductor device can be efficiently manufactured. In addition, according to the manufacturing method according to the present embodiment, since the multilayer wiring structure film 15 is laminated using the flat metal base 11 as a substrate, the flatness of the multilayer wiring structure film 15 can be improved. In particular, the flatness of the surface of the multilayer wiring structure film 15 connecting the semiconductor elements 16 can be improved.

 次に、本発明方法の第2実施例について説明する。本第2実施例方法は、本発明装置の第2実施例に係る半導体装置(図2参照)を製造するためのものである。本実施例方法の特徴は、第1実施例方法に加えて、金属膜35を設ける工程を有する点である。図11(a)乃至(d)、図12(a)乃至(c)及び図13(a)乃至(d)は、本実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, a second embodiment of the method of the present invention will be described. The second embodiment method is for manufacturing a semiconductor device (see FIG. 2) according to a second embodiment of the device of the present invention. The feature of this embodiment method is that it has a step of providing a metal film 35 in addition to the method of the first embodiment. 11A to 11D, 12A to 12C, and 13A to 13D are partial cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment in the order of steps. . Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、図11(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11の表面にめっきレジスト27を形成する。形成する方法は、めっきレジスト27が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等で積層し、めっきレジスト27がドライフィルムであればラミネート法等で積層した後、乾燥等の処理を施して固め、めっきレジスト27が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、非感光性であればレーザ加工法等によりパターニングする。 First, as shown in FIG. 11A, a plating resist 27 is formed on the surface of the metal base 11 which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm. If the plating resist 27 is liquid, it is laminated by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If the plating resist 27 is a dry film, it is laminated by a lamination method or the like and then dried. If the plating resist 27 is photosensitive, patterning is performed by a photolithography process or the like, and if the plating resist 27 is non-photosensitive, patterning is performed by a laser processing method or the like.

 次に、図11(b)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により、金、錫及び半田からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、第1の金属パッド12の表層部(図示せず)を形成する。次に、バリアメタル(図示せず)としてニッケルを析出させ、更に銅を析出させて第1の金属パッド12を形成する。このとき、メタルベース11を構成する金属と金属パッド12の表層部を形成する金属との間で金属間化合物が形成される場合は、金属パッド12の表層部を形成する前にニッケル等のバリアメタルを析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。また、図13(a)に示す後の工程において金属パッド12の表面を多層配線構造膜15の表面よりも窪ませる場合は、先に、ニッケル等のエッチング可能な金属を所定の厚さに析出させてから、金属パッド12の表層部を構成する金属を析出させ、バリアメタルとしてニッケルを析出し、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。 Next, as shown in FIG. 11 (b), at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder, or an alloy thereof is formed in the opening of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating. To form a surface layer portion (not shown) of the first metal pad 12. Next, nickel is deposited as a barrier metal (not shown), and further copper is deposited to form the first metal pad 12. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal forming the metal base 11 and the metal forming the surface layer portion of the metal pad 12, a barrier such as nickel is formed before forming the surface layer portion of the metal pad 12. Deposit metal. This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. Further, when the surface of the metal pad 12 is recessed below the surface of the multilayer wiring structure film 15 in the subsequent step shown in FIG. 13A, an etchable metal such as nickel is first deposited to a predetermined thickness. Then, a metal constituting the surface layer portion of the metal pad 12 is deposited, nickel is deposited as a barrier metal, and copper is further deposited to form the metal pad 12.

 次に、図11(c)に示すように、めっきレジスト36を形成する。めっきレジスト27を除去した後にめっきレジスト36を形成する方が適しているが、可能であれば、めっきレジスト27上にめっきレジスト36を形成し、合わせてパターニングしても構わない。形成する方法は、めっきレジスト36が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等で積層し、めっきレジスト36がドライフィルムであればラミネート法等で積層した後、乾燥等の処理を施して固め、めっきレジスト36が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、非感光性であればレーザ加工法等によりパターニングする。 Next, as shown in FIG. 11C, a plating resist 36 is formed. It is more suitable to form the plating resist 36 after removing the plating resist 27. However, if possible, the plating resist 36 may be formed on the plating resist 27 and patterned. If the plating resist 36 is liquid, it is laminated by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If the plating resist 36 is a dry film, it is laminated by a lamination method or the like and then dried. If the plating resist 36 is photosensitive, patterning is performed by a photolithography process or the like. If the plating resist 36 is non-photosensitive, patterning is performed by a laser processing method or the like.

 次に、図11(d)に示すように、めっきレジスト36の開口部に電解めっき法、無電解めっき法又はスパッタ法により、メタルベース11をエッチングする際にエッチング耐性を有する金属、即ち、金、白金、銀、パラジウム、チタン、クロム、モリブデン、タンタル、ニッケル及びアルミニウムからなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、金属膜35の表層部(図示せず)を形成する。次に、金属膜35に厚みを持たせるために、電解めっき法又は無電解めっき法により形成可能な銅、ニッケル、金、パラジウム等の金属を析出させて金属膜35を形成する。また、電気的な性能を付加する場合は、金属膜35の拡散を抑えるためにバリアメタル(図示せず)を形成してもよい。このとき、メタルベース11を構成する金属と金属膜35の表層部を構成する金属との間で金属間化合物が形成される場合は、金属膜35の表層部を形成する前にニッケル等のバリアメタルを析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。また、図13(a)に示す後の工程において金属膜35の表面を多層配線構造膜15の表面よりも窪ませる場合は、先に、ニッケル等のエッチング可能な金属を所定の厚さに析出させてから、金属膜35を形成する。また、金属膜35を多層配線構造膜15より突出させる場合(図示せず)は、めっきレジスト36をマスクとして、エッチングによりメタルベース11に凹部を形成してから、金属膜35を形成する。 Next, as shown in FIG. 11D, a metal having etching resistance when the metal base 11 is etched into the opening of the plating resist 36 by electrolytic plating, electroless plating, or sputtering, that is, gold And depositing at least one metal selected from the group consisting of platinum, silver, palladium, titanium, chromium, molybdenum, tantalum, nickel and aluminum or an alloy thereof to form a surface layer portion (not shown) of the metal film 35 To do. Next, in order to give the metal film 35 a thickness, a metal film 35 is formed by depositing a metal such as copper, nickel, gold, or palladium that can be formed by an electrolytic plating method or an electroless plating method. In addition, when adding electrical performance, a barrier metal (not shown) may be formed in order to suppress diffusion of the metal film 35. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal constituting the metal base 11 and the metal constituting the surface layer portion of the metal film 35, a barrier such as nickel is formed before the surface layer portion of the metal film 35 is formed. Deposit metal. This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. Further, when the surface of the metal film 35 is depressed below the surface of the multilayer wiring structure film 15 in the subsequent step shown in FIG. 13A, an etchable metal such as nickel is first deposited to a predetermined thickness. Then, the metal film 35 is formed. When the metal film 35 is projected from the multilayer wiring structure film 15 (not shown), the metal film 35 is formed after forming a recess in the metal base 11 by etching using the plating resist 36 as a mask.

 次に、図12(a)に示すように、めっきレジスト36を除去した後、表面を清浄化する。次に、図12(b)に示すように、メタルベース11上に絶縁層13を形成する。絶縁層13を形成する方法は、絶縁層13を構成する絶縁樹脂が液状ならば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により絶縁樹脂を積層し、また、絶縁樹脂がドライフィルムであればラミネート法等により絶縁樹脂を積層した後、乾燥等の処理を施して前記絶縁樹脂を固める。そして、前記絶縁樹脂が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、前記絶縁樹脂が非感光性であればレーザ加工法等により、前記絶縁樹脂をパターニングしてビアホール34を形成し、キュアを行って絶縁樹脂を硬化させて絶縁層13を形成する。 Next, as shown in FIG. 12A, after removing the plating resist 36, the surface is cleaned. Next, as shown in FIG. 12B, the insulating layer 13 is formed on the metal base 11. If the insulating resin constituting the insulating layer 13 is liquid, the insulating layer 13 is formed by laminating the insulating resin by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If so, the insulating resin is laminated by a laminating method or the like, and then the insulating resin is hardened by a treatment such as drying. Then, if the insulating resin is photosensitive, the via hole 34 is formed by patterning the insulating resin by a photolithographic process or the like, and if the insulating resin is non-photosensitive, the curing is performed. The insulating resin is cured to form the insulating layer 13.

 次に、図12(c)に示すように、配線パターンをサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により形成し、配線層14を形成する。このとき、ビアホール34を導電物質により埋め込み、配線層14を金属パッド12に接続する。なお、金属膜35を回路の構成要素として使用する場合(図示せず)は、図12(b)に示す工程において金属膜35に接続されるような位置にビアホール34を形成し、図12(c)に示す工程において配線層14をビアホール34を介して金属膜35に接続する。 Next, as shown in FIG. 12C, a wiring pattern is formed by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like to form a wiring layer 14. At this time, the via hole 34 is filled with a conductive material, and the wiring layer 14 is connected to the metal pad 12. When the metal film 35 is used as a circuit component (not shown), a via hole 34 is formed at a position connected to the metal film 35 in the step shown in FIG. In the step shown in c), the wiring layer 14 is connected to the metal film 35 through the via hole 34.

 次に、図13(a)に示すように、サブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等による絶縁層13の形成工程及び配線層14の形成工程を繰り返し、更に金属パッド29を形成して多層配線構造膜15を形成する。 Next, as shown in FIG. 13A, the formation process of the insulating layer 13 and the formation process of the wiring layer 14 by the subtractive method, the semi-additive method or the full additive method are repeated, and the metal pad 29 is further formed. A multilayer wiring structure film 15 is formed.

 次に、図13(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面に、エッチングレジスト28を形成する。エッチングレジスト28を形成する方法は、エッチングレジスト28が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等によりエッチングレジスト28を積層し、エッチングレジスト28がドライフィルムであればラミネート法等でエッチングレジスト28を積層した後、乾燥等の処理を施してエッチングレジスト28を固め、エッチングレジスト28が感光性であればフォトリソプロセス等により、エッチングレジスト28が非感光性であればレーザ加工法等によりエッチングレジスト28をパターニングする。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15および金属膜35が露出するまでエッチングして凹部32を形成する。 Next, as shown in FIG. 13B, an etching resist 28 is formed on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11. The etching resist 28 is formed by laminating the etching resist 28 by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like if the etching resist 28 is liquid, and a laminating method or the like if the etching resist 28 is a dry film. After the etching resist 28 is laminated, the etching resist 28 is hardened by performing a treatment such as drying. If the etching resist 28 is photosensitive, a photolithographic process or the like is performed. If the etching resist 28 is non-photosensitive, a laser processing method or the like is performed. Then, the etching resist 28 is patterned. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 and the metal film 35 are exposed to form the recesses 32.

 次に、図13(c)に示すように、エッチングレジスト28を除去し、金属パッド12の表面及び金属パッド29の表面を清浄化し、半導体パッケージ基板31bを形成する。 Next, as shown in FIG. 13C, the etching resist 28 is removed, the surfaces of the metal pads 12 and the surfaces of the metal pads 29 are cleaned, and a semiconductor package substrate 31b is formed.

 次に、図13(d)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続し、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着し、図13(d)に示すような半導体装置を形成する。 Next, as shown in FIG. 13D, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, and an underfill 17 is formed in the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16. Pour to cure. Next, the BGA solder balls 19 are mounted on the metal pads 29 to form a semiconductor device as shown in FIG.

 本第2実施例方法によれば、本発明装置の第2実施例に示した金属膜35を具備した半導体装置を効率よく製造することができる。この半導体装置においては、金属膜35をメタルベース11の開口部に配置することにより、メタルベース11が多層配線構造膜15に加える応力を緩和し、この応力が多層配線構造膜15に直接印加されることを防止できる。これにより、多層配線構造膜15のクラック発生を抑えることができる。 According to the second embodiment method, the semiconductor device including the metal film 35 shown in the second embodiment of the device of the present invention can be efficiently manufactured. In this semiconductor device, by disposing the metal film 35 in the opening of the metal base 11, the stress applied by the metal base 11 to the multilayer wiring structure film 15 is relieved, and this stress is directly applied to the multilayer wiring structure film 15. Can be prevented. Thereby, generation | occurrence | production of the crack of the multilayer wiring structure film 15 can be suppressed.

 次に、本実施例の変形例について説明する。本変形例においては、金属パッド12と金属膜35とを同時に形成する。図14(a)乃至(e)は、本変形例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。本変形例においては、図14(a)乃至(e)に示す工程を行った後、図13(a)乃至(d)に示す工程を行う。 Next, a modification of this embodiment will be described. In this modification, the metal pad 12 and the metal film 35 are formed simultaneously. 14A to 14E are partial cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to this modification in the order of steps. In this modification, after performing the steps shown in FIGS. 14A to 14E, the steps shown in FIGS. 13A to 13D are performed.

 先ず、図14(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11の表面上にめっきレジスト27を形成する。形成する方法は、めっきレジスト27が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等で積層し、めっきレジスト27がドライフィルムであればラミネート法等で積層した後、乾燥等の処理を施して固め、めっきレジスト27が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、非感光性であればレーザ加工法等によりパターニングする。 First, as shown in FIG. 14A, a plating resist 27 is formed on the surface of a metal base 11 which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm. If the plating resist 27 is liquid, it is laminated by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If the plating resist 27 is a dry film, it is laminated by a lamination method or the like and then dried. If the plating resist 27 is photosensitive, patterning is performed by a photolithography process or the like, and if the plating resist 27 is non-photosensitive, patterning is performed by a laser processing method or the like.

 次に、図14(b)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により、金、錫及び半田からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、第1の金属パッド12の表層部(図示せず)及び金属膜35の表層部(図示せず)を形成する。次に、バリアメタル(図示せず)としてニッケルを析出させ、更に銅を析出させて第1の金属パッド12及び金属膜35を形成する。このとき、メタルベース11を構成する金属と金属パッド12及び金属膜35の表層部を形成する金属との間で金属間化合物が形成される場合は、金属パッド12及び金属膜35の表層部を形成する前にニッケル等のバリアメタルを析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。また、図13(a)に示す後の工程において金属パッド12及び金属膜35の表面を多層配線構造膜15の表面よりも窪ませる場合は、先に、ニッケル等のエッチング可能な金属を所定の厚さに析出させてから、金属パッド12及び金属膜35の表層部を構成する金属を析出させ、バリアメタルとしてニッケルを析出し、更に銅を析出させて金属パッド12及び金属膜35を形成する。 Next, as shown in FIG. 14 (b), at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder or an alloy thereof is formed in the opening of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating. To form a surface layer portion (not shown) of the first metal pad 12 and a surface layer portion (not shown) of the metal film 35. Next, nickel is deposited as a barrier metal (not shown), and copper is further deposited to form the first metal pad 12 and the metal film 35. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal constituting the metal base 11 and the metal forming the surface layer portion of the metal pad 12 and the metal film 35, the surface layer portion of the metal pad 12 and the metal film 35 is Before forming, a barrier metal such as nickel is deposited. This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. Further, when the surface of the metal pad 12 and the metal film 35 is recessed from the surface of the multilayer wiring structure film 15 in the subsequent process shown in FIG. After depositing to the thickness, the metal constituting the surface portion of the metal pad 12 and the metal film 35 is deposited, nickel is deposited as a barrier metal, and copper is further deposited to form the metal pad 12 and the metal film 35. .

 次に、図14(c)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、表面を清浄化する。次に、図14(d)に示すように、絶縁層13を形成する。絶縁層13を形成する方法は、絶縁層13を構成する絶縁樹脂が液状ならば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により絶縁樹脂を積層し、また、絶縁樹脂がドライフィルムであればラミネート法等により絶縁樹脂を積層した後、乾燥等の処理を施して前記絶縁樹脂を固める。そして、前記絶縁樹脂が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、前記絶縁樹脂が非感光性であればレーザ加工法等により、前記絶縁樹脂をパターニングしてビアホール34を形成し、キュアを行って絶縁樹脂を硬化させて絶縁層13を形成する。 Next, as shown in FIG. 14C, after removing the plating resist 27, the surface is cleaned. Next, as shown in FIG. 14D, the insulating layer 13 is formed. If the insulating resin constituting the insulating layer 13 is liquid, the insulating layer 13 is formed by laminating the insulating resin by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If so, the insulating resin is laminated by a laminating method or the like, and then the insulating resin is hardened by a treatment such as drying. Then, if the insulating resin is photosensitive, the via hole 34 is formed by patterning the insulating resin by a photolithographic process or the like, and if the insulating resin is non-photosensitive, the curing is performed. The insulating resin is cured to form the insulating layer 13.

 次に、図14(e)に示すように、配線パターンをサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により形成し、配線層14を形成する。このとき、ビアホール34を導電物質により埋め込み、配線層14を金属パッド12に接続する。なお、金属膜35を、回路を構成する要素として使用する場合(図示せず)は、図14(d)に示す工程において金属膜35に接続されるような位置にビアホール34を形成し、図14(e)に示す工程において配線層14をビアホール34を介して金属膜35に接続する。 Next, as shown in FIG. 14E, a wiring pattern is formed by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like to form a wiring layer 14. At this time, the via hole 34 is filled with a conductive material, and the wiring layer 14 is connected to the metal pad 12. When the metal film 35 is used as an element constituting a circuit (not shown), a via hole 34 is formed at a position where it is connected to the metal film 35 in the step shown in FIG. 14 (e), the wiring layer 14 is connected to the metal film 35 through the via hole 34.

 その後、図13(a)乃至(d)に示す工程を行い、本発明装置の第2実施例に示した半導体装置を製造する。本変形例によれば、金属パッド12及び金属膜35を同時に形成することができるため、半導体装置をより効率よく製造することができる。 Thereafter, the steps shown in FIGS. 13A to 13D are performed to manufacture the semiconductor device shown in the second embodiment of the device of the present invention. According to this modification, the metal pad 12 and the metal film 35 can be formed simultaneously, so that the semiconductor device can be manufactured more efficiently.

 次に、本発明方法の第3実施例について説明する。本第3実施例方法は、本発明装置の第3実施例に係る半導体装置(図3参照)を製造するためのものである。本実施例方法の特徴は、第1実施例方法に加えて、金属パッド12の表面に半田ボール20を形成し、この半田ボール20を多層配線構造膜15の表面より突出させる工程を有する点である。図15(a)乃至(f)及び図16(a)乃至(d)は、本実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, a third embodiment of the method of the present invention will be described. The third embodiment method is for manufacturing a semiconductor device (see FIG. 3) according to a third embodiment of the device of the present invention. A feature of the method of this embodiment is that, in addition to the method of the first embodiment, a step of forming solder balls 20 on the surface of the metal pad 12 and projecting the solder balls 20 from the surface of the multilayer wiring structure film 15 is provided. is there. FIGS. 15A to 15F and FIGS. 16A to 16D are partial cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to this example in the order of steps. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、図15(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11の表面にめっきレジスト27を形成する。めっきレジスト27を形成する方法は、めっきレジスト27が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等によりめっきレジスト27を積層し、めっきレジスト27がドライフィルムであればラミネート法等によりめっきレジスト27を積層した後、乾燥等の処理を施してめっきレジスト27を固め、めっきレジスト27が感光性であればフォトリソプロセス等により、めっきレジスト27が非感光性であればレーザ加工法等によりめっきレジスト27をパターニングする。 First, as shown in FIG. 15A, a plating resist 27 is formed on the surface of a metal base 11 which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm. The plating resist 27 is formed by laminating the plating resist 27 by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like if the plating resist 27 is liquid, and a laminating method or the like if the plating resist 27 is a dry film. After the plating resist 27 is laminated by the above, a treatment such as drying is performed to solidify the plating resist 27. If the plating resist 27 is photosensitive, a photolithographic process or the like is performed. If the plating resist 27 is non-photosensitive, a laser processing method or the like is performed. Then, the plating resist 27 is patterned.

 次いで、図15(b)に示すように、めっきレジスト27をマスクとしてメタルベース11にハーフエッチングを施し、半田ボール20及び金属パッド12を形成するための凹部33を形成する。 Next, as shown in FIG. 15B, the metal base 11 is half-etched using the plating resist 27 as a mask to form the recesses 33 for forming the solder balls 20 and the metal pads 12.

 次に、図15(c)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により半田ボール20を形成し、バリアメタル(図示せず)としてニッケルを析出させ、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。このとき、メタルベース11を構成する金属と半田ボール20との間で金属間化合物が形成される場合は、半田ボール20を形成するよりも先にニッケル等のバリアメタルを析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。なお、半田ボール20を凹部33の内面に電解めっき法又は無電解めっき法により形成することにより、半田めっき膜は凹部33の底面及び側壁の双方に形成されるため、半田めっき膜の形状は凹部33の形状を反映したものとなる。そして、この半田めっき膜上、即ち半田ボール20の内側に金属パッド12を形成するため、図15(c)に示すように、金属パッド12の形状は凹部33の形状を反映した凸形状となり、金属パッド12の中央部は、多層配線構造膜15の表面から突出する。 Next, as shown in FIG. 15 (c), solder balls 20 are formed in the openings of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating, and nickel is deposited as a barrier metal (not shown). Copper is deposited to form metal pads 12. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal constituting the metal base 11 and the solder ball 20, a barrier metal such as nickel is deposited before the solder ball 20 is formed. This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. In addition, since the solder plating film is formed on both the bottom surface and the side wall of the recess 33 by forming the solder ball 20 on the inner surface of the recess 33 by electrolytic plating or electroless plating, the shape of the solder plating film is a recess. The shape of 33 is reflected. Then, in order to form the metal pad 12 on this solder plating film, that is, inside the solder ball 20, the shape of the metal pad 12 becomes a convex shape reflecting the shape of the concave portion 33 as shown in FIG. The central part of the metal pad 12 protrudes from the surface of the multilayer wiring structure film 15.

 次に、図15(d)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、メタルベース11及び金属パッド12の表面を清浄化する。 Next, as shown in FIG. 15D, after removing the plating resist 27, the surfaces of the metal base 11 and the metal pad 12 are cleaned.

 次に、図15(e)に示すように、絶縁層13を形成する。絶縁層13を形成する方法は、絶縁層13を構成する絶縁樹脂が液状ならば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により絶縁樹脂を積層し、また、絶縁樹脂がドライフィルムであればラミネート法等により絶縁樹脂を積層した後、乾燥等の処理を施して前記絶縁樹脂を固める。そして、前記絶縁樹脂が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、前記絶縁樹脂が非感光性であればレーザ加工法等により、前記絶縁樹脂をパターニングしてビアホール34を形成し、キュアを行って絶縁樹脂を硬化させて絶縁層13を形成する。このとき、キュア温度は半田ボール20の融点以下の温度とする。 Next, as shown in FIG. 15E, the insulating layer 13 is formed. If the insulating resin constituting the insulating layer 13 is liquid, the insulating layer 13 is formed by laminating the insulating resin by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If so, the insulating resin is laminated by a laminating method or the like, and then the insulating resin is hardened by a treatment such as drying. Then, if the insulating resin is photosensitive, the via hole 34 is formed by patterning the insulating resin by a photolithographic process or the like, and if the insulating resin is non-photosensitive, the curing is performed. The insulating resin is cured to form the insulating layer 13. At this time, the curing temperature is set to a temperature equal to or lower than the melting point of the solder ball 20.

 次に、図15(f)に示すように、配線パターンをサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により形成し、配線層14を形成する。このとき、ビアホール34を導電物質により埋め込み、配線層14を金属パッド12に接続する。 Next, as shown in FIG. 15F, a wiring pattern is formed by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like to form a wiring layer 14. At this time, the via hole 34 is filled with a conductive material, and the wiring layer 14 is connected to the metal pad 12.

 次に、図16(a)に示すように、サブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等による絶縁層13の形成工程及び配線層14の形成工程を繰り返し、更に金属パッド29を形成して多層配線構造膜15を形成する。 Next, as shown in FIG. 16A, the formation process of the insulating layer 13 and the formation process of the wiring layer 14 by the subtractive method, the semi-additive method or the full additive method are repeated, and the metal pad 29 is further formed. A multilayer wiring structure film 15 is formed.

 次に、図16(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面に、エッチングレジスト28を形成する。エッチングレジスト28を形成する方法は、エッチングレジスト28が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等によりエッチングレジスト28を積層し、エッチングレジスト28がドライフィルムであればラミネート法等によりエッチングレジスト28を積層した後、乾燥等の処理を施してエッチングレジスト28を固め、エッチングレジスト28が感光性であればフォトリソプロセス等により、エッチングレジスト28が非感光性であればレーザ加工法等によりエッチングレジスト28をパターニングする。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15が露出するまでエッチングし、凹部32を形成する。 Next, as shown in FIG. 16B, an etching resist 28 is formed on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11. The etching resist 28 is formed by laminating the etching resist 28 by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like if the etching resist 28 is liquid, and a laminating method or the like if the etching resist 28 is a dry film. After the etching resist 28 is laminated, the etching resist 28 is hardened by performing a treatment such as drying. If the etching resist 28 is photosensitive, a photolithographic process or the like is performed. If the etching resist 28 is non-photosensitive, a laser processing method or the like is performed. Then, the etching resist 28 is patterned. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 is exposed to form a recess 32.

 次に、図16(c)に示すように、エッチングレジスト28を除去し、半田ボール20の表面及び金属パッド29の表面を清浄化して、半導体パッケージ基板31cを形成する。 Next, as shown in FIG. 16C, the etching resist 28 is removed and the surface of the solder ball 20 and the surface of the metal pad 29 are cleaned to form the semiconductor package substrate 31c.

 次いで、図16(d)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に、半田ボール20を介すか又は半田ボール20を予備半田として使用し半田ボール18(図13(d)参照)を介してフリップチップ接続し、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着し、図16(d)に示すような半導体装置を形成する。 Next, as shown in FIG. 16D, the semiconductor element 16 is placed on the metal pad 12 via the solder ball 20 or the solder ball 20 is used as a preliminary solder and via the solder ball 18 (see FIG. 13D). Then, flip-chip connection is performed, and an underfill 17 is poured into the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are mounted on the metal pads 29 to form a semiconductor device as shown in FIG.

 本第3実施例方法によれば、本発明装置の第3実施例に示した金属パッド12の表面に半田ボール20を具備する半導体装置を効率よく製造することができる。この半導体装置においては、半導体素子16を多層配線構造膜15にフリップチップ接続するときに、半田ボール20が半田又は予備半田として機能するため、フリップチップパッドの狭ピッチ化を図ることができる。また、半導体素子16は半田ボール18を具備する必要がなくなる。また、多層配線構造膜15とメタルベース11との間に、前述の第2実施例方法において示した金属膜35を形成してもよい。この場合、図11乃至13又は図14及び13に示す工程によって、金属膜35を形成することができる。 According to the method of the third embodiment, a semiconductor device having the solder balls 20 on the surface of the metal pad 12 shown in the third embodiment of the device of the present invention can be efficiently manufactured. In this semiconductor device, when the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the multilayer wiring structure film 15, the solder balls 20 function as solder or preliminary solder, so that the pitch of the flip chip pads can be reduced. Further, the semiconductor element 16 does not need to have the solder ball 18. Further, the metal film 35 shown in the above-described second embodiment method may be formed between the multilayer wiring structure film 15 and the metal base 11. In this case, the metal film 35 can be formed by the steps shown in FIGS. 11 to 13 or FIGS.

 次に、本発明方法の第4実施例について説明する。図17(a)乃至(f)及び図18(a)乃至(d)は、この第4実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。この第4実施例方法は、本発明装置の第1実施例に係る半導体装置を製造するためのものである。本第4実施例方法は、第1実施例方法と比較して、メタルベース11に予め半導体搭載用の凹部を形成する点に特徴がある。 Next, a fourth embodiment of the method of the present invention will be described. 17A to 17F and FIGS. 18A to 18D are partial cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment in the order of steps. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps. The method of the fourth embodiment is for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the device of the present invention. Compared with the first embodiment method, the fourth embodiment method is characterized in that a recess for mounting a semiconductor is formed in the metal base 11 in advance.

 先ず、図17(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11の表面に、エッチング又はドリル等による切削加工により半導体素子搭載用凹部32を形成する。又は、メタルベース11を半導体素子搭載部が開口している金属板と平滑な金属板を張り合わせることにより形成してもよい。 First, as shown in FIG. 17A, a recess 32 for mounting a semiconductor element is formed on the surface of a metal base 11 which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm by cutting using etching or a drill. . Alternatively, the metal base 11 may be formed by bonding a metal plate having a semiconductor element mounting portion open to a smooth metal plate.

 次に、図17(b)に示すように、メタルベース11の裏面にめっきレジスト27を形成する。めっきレジスト27を形成する方法は、めっきレジスト27が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により積層し、めっきレジスト27がドライフィルムであればラミネート法等でめっきレジスト27を積層した後、乾燥等の処理を施してめっきレジスト27を固め、めっきレジスト27が感光性であればフォトリソプロセス等により、めっきレジスト27が非感光性であればレーザ加工法等によりめっきレジスト27をパターニングする。 Next, as shown in FIG. 17B, a plating resist 27 is formed on the back surface of the metal base 11. The plating resist 27 is formed by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like if the plating resist 27 is liquid, and a plating method 27 by a laminating method or the like if the plating resist 27 is a dry film. After the layers are laminated, the plating resist 27 is hardened by a treatment such as drying. If the plating resist 27 is photosensitive, the plating resist 27 is formed by a photolithography process or the like. Is patterned.

 次に、図17(c)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により、金、錫及び半田からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、金属パッド12の表層部(図示せず)を形成する。次に、バリアメタル(図示せず)としてニッケルを析出し、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。このとき、メタルベース11を構成する金属と金属パッド12の表層部を形成する金属との間で金属間化合物が形成される場合は、金属パッド12を形成する前にニッケル等のバリアメタルを析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。また、図18に示す後の工程において金属パッド12の表面を多層配線構造膜15(図18(c)参照)の表面よりも窪ませる場合は、先に、ニッケル等のエッチング可能な金属を所定の厚さに析出させてから、金属パッド12の表層部を形成する金属を析出させ、バリアメタルとしてニッケルを析出させ、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。 Next, as shown in FIG. 17 (c), at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder, or an alloy thereof, is formed on the opening of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating. To form a surface layer portion (not shown) of the metal pad 12. Next, nickel is deposited as a barrier metal (not shown), and copper is further deposited to form the metal pad 12. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal constituting the metal base 11 and the metal forming the surface layer portion of the metal pad 12, a barrier metal such as nickel is deposited before the metal pad 12 is formed. Let This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. Further, when the surface of the metal pad 12 is made lower than the surface of the multilayer wiring structure film 15 (see FIG. 18C) in the subsequent process shown in FIG. 18, an etchable metal such as nickel is predetermined. Then, the metal forming the surface layer of the metal pad 12 is deposited, nickel is deposited as a barrier metal, and copper is further deposited to form the metal pad 12.

 次に、図17(d)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、メタルベース11及び金属パッド12の表面を清浄化する。 Next, as shown in FIG. 17D, after removing the plating resist 27, the surfaces of the metal base 11 and the metal pad 12 are cleaned.

 次に、図17(e)に示すように、絶縁層13を形成する。絶縁層13を形成する方法は、絶縁層13を構成する絶縁樹脂が液状ならば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により絶縁樹脂を積層し、また、絶縁樹脂がドライフィルムであればラミネート法等により絶縁樹脂を積層した後、乾燥等の処理を施して前記絶縁樹脂を固める。そして、前記絶縁樹脂が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、前記絶縁樹脂が非感光性であればレーザ加工法等により、前記絶縁樹脂をパターニングしてビアホール34を形成し、キュアを行って絶縁樹脂を硬化させて絶縁層13を形成する。 Next, as shown in FIG. 17E, an insulating layer 13 is formed. If the insulating resin constituting the insulating layer 13 is liquid, the insulating layer 13 is formed by laminating the insulating resin by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If so, the insulating resin is laminated by a laminating method or the like, and then the insulating resin is hardened by a treatment such as drying. Then, if the insulating resin is photosensitive, the via hole 34 is formed by patterning the insulating resin by a photolithographic process or the like, and if the insulating resin is non-photosensitive, the curing is performed. The insulating resin is cured to form the insulating layer 13.

 次に、図17(f)に示すように、配線パターンをサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により形成し、配線層14を形成する。このとき、ビアホール34を導電物質により埋め込み、配線層14を金属パッド12に接続する。 Next, as shown in FIG. 17F, a wiring pattern is formed by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like to form a wiring layer 14. At this time, the via hole 34 is filled with a conductive material, and the wiring layer 14 is connected to the metal pad 12.

 次に、図18(a)に示すように、サブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等による絶縁層13の形成工程及び配線層14の形成工程を繰り返す。そして、その後、絶縁層13及び配線層14からなる積層体上に金属パッド29を形成して、多層配線構造膜15を形成する。 Next, as shown in FIG. 18A, the process of forming the insulating layer 13 and the process of forming the wiring layer 14 by the subtractive method, the semi-additive method or the full additive method are repeated. Thereafter, a metal pad 29 is formed on the laminated body including the insulating layer 13 and the wiring layer 14 to form the multilayer wiring structure film 15.

 次に、図18(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面にエッチングレジスト28を形成しパターニングする。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15が露出するまでエッチングする。また、半導体素子搭載用凹部32におけるメタルベース11の厚さがある程度薄いときは、メタルベース11の表面にエッチングレジスト28を形成することなくエッチングを行うことも可能である。 Next, as shown in FIG. 18B, an etching resist 28 is formed and patterned on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 is exposed. Further, when the thickness of the metal base 11 in the semiconductor element mounting recess 32 is somewhat thin, it is possible to perform etching without forming the etching resist 28 on the surface of the metal base 11.

 次いで、図18(c)に示すように、エッチングレジスト28を除去し、金属パッド12の表面及び金属パッド29の表面を清浄化し、半導体パッケージ基板31aを形成する。 Next, as shown in FIG. 18C, the etching resist 28 is removed, the surface of the metal pad 12 and the surface of the metal pad 29 are cleaned, and the semiconductor package substrate 31a is formed.

 次に、図18(d)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続し、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着し、図18(d)に示すような半導体装置を形成する。 Next, as shown in FIG. 18 (d), the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, and an underfill 17 is formed in the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16. Pour to cure. Next, the BGA solder balls 19 are attached to the metal pads 29 to form a semiconductor device as shown in FIG.

 この半導体装置は、本発明装置の第1実施例に係る半導体装置、即ち第1実施例方法により製造される半導体装置と構成が同じである。本第4実施例方法は、メタルベース11に予め半導体搭載用凹部を形成することにより、図18(b)で示したメタルベース11をエッチングする工程においてエッチング時間を短縮することができ、また、半導体素子搭載用の開口部の形状が均一となるという利点を有している。なお、図17(b)及び(c)に示す工程において、金属膜35(図14(b)参照)を形成してもよい。これにより、前述の本発明装置の第2実施例に係る半導体装置(図2参照)を効率よく製造することができる。 This semiconductor device has the same configuration as the semiconductor device according to the first embodiment of the device of the present invention, that is, the semiconductor device manufactured by the method of the first embodiment. The fourth embodiment method can reduce the etching time in the step of etching the metal base 11 shown in FIG. 18B by forming a recess for mounting a semiconductor in the metal base 11 in advance. There is an advantage that the shape of the opening for mounting the semiconductor element is uniform. Note that in the steps shown in FIGS. 17B and 17C, a metal film 35 (see FIG. 14B) may be formed. Thereby, the semiconductor device (see FIG. 2) according to the second embodiment of the device of the present invention described above can be efficiently manufactured.

 次に、本発明方法の第5実施例について説明する。本第5実施例の製造方法は、第3実施例方法と第4実施例方法とを組み合わせたものであり、両方の利点を有している。図19(a)乃至(f)及び図20(a)乃至(d)は、本第5実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, a fifth embodiment of the method of the present invention will be described. The manufacturing method of the fifth embodiment is a combination of the third embodiment method and the fourth embodiment method, and has both advantages. FIGS. 19A to 19F and FIGS. 20A to 20D are partial cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment in the order of steps. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、第4実施例方法に示した方法により、厚さが0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11の表面に半導体素子搭載用の凹部32を形成する。次に、図19(a)に示すように、メタルベース11の裏面にめっきレジスト27を形成する。めっきレジスト27を形成する方法は、めっきレジスト27が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等でめっきレジスト27を積層し、また、めっきレジスト27がドライフィルムであればラミネート法等でめっきレジスト27を積層した後、乾燥等の処理を施してめっきレジスト27を固め、めっきレジスト27が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、めっきレジスト27が非感光性であればレーザ加工法等によりめっきレジスト27をパターニングする。 First, a recess 32 for mounting a semiconductor element is formed on the surface of a metal base 11 which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm by the method shown in the method of the fourth embodiment. Next, as shown in FIG. 19A, a plating resist 27 is formed on the back surface of the metal base 11. The plating resist 27 is formed by laminating the plating resist 27 by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like if the plating resist 27 is liquid, or by laminating if the plating resist 27 is a dry film. After the plating resist 27 is laminated by a method or the like, the plating resist 27 is hardened by performing a treatment such as drying. If the plating resist 27 is photosensitive, it is obtained by a photolithography process or the like, and if the plating resist 27 is non-photosensitive. The plating resist 27 is patterned by a laser processing method or the like.

 次に、図19(b)に示すように、めっきレジスト27をマスクとしてメタルベース11にハーフエッチングを施し、半田ボール20及び金属パッド12を形成するための凹部33を形成する。なお、本第5実施例方法においては、メタルベース11に半導体素子搭載用の凹部32を形成してから凹部33を形成しているが、先に凹部33を形成してから凹部32を形成してもよく、可能であれば同時に形成してもよい。 Next, as shown in FIG. 19B, the metal base 11 is half-etched using the plating resist 27 as a mask to form the recesses 33 for forming the solder balls 20 and the metal pads 12. In the method of the fifth embodiment, the recess 33 is formed after forming the recess 32 for mounting the semiconductor element on the metal base 11, but the recess 32 is formed after the recess 33 is formed first. If possible, they may be formed simultaneously.

 次に、図19(c)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により半田ボール20を形成し、バリアメタル(図示せず)としてニッケルを析出させ、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。このとき、メタルベース11を構成する金属と半田ボール20との間で金属間化合物が形成される場合は、半田ボール20を形成する前にニッケル等のバリアメタルを先に析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。なお、半田ボール20を凹部33の内面に電解めっき法又は無電解めっき法により形成し、半田ボール20の内側に金属パッドを形成するため、図19(c)に示すように、金属パッド12の中央部は、多層配線構造膜15の表面から突出する。 Next, as shown in FIG. 19 (c), solder balls 20 are formed in the openings of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating, and nickel is deposited as a barrier metal (not shown). Copper is deposited to form metal pads 12. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal constituting the metal base 11 and the solder ball 20, a barrier metal such as nickel is first deposited before the solder ball 20 is formed. This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. Since the solder ball 20 is formed on the inner surface of the recess 33 by electrolytic plating or electroless plating and a metal pad is formed on the inner side of the solder ball 20, as shown in FIG. The central portion protrudes from the surface of the multilayer wiring structure film 15.

 次に、図19(d)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、メタルベース11及び金属パッド12の表面を清浄化する。 Next, as shown in FIG. 19D, after the plating resist 27 is removed, the surfaces of the metal base 11 and the metal pad 12 are cleaned.

 次に、図19(e)に示すように、絶縁層13を形成する。絶縁層13を形成する方法は、絶縁層13を構成する絶縁樹脂が液状ならば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により絶縁樹脂を積層し、また、絶縁樹脂がドライフィルムであればラミネート法等により絶縁樹脂を積層した後、乾燥等の処理を施して前記絶縁樹脂を固める。そして、前記絶縁樹脂が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、前記絶縁樹脂が非感光性であればレーザ加工法等により、前記絶縁樹脂をパターニングしてビアホール34を形成し、キュアを行って絶縁樹脂を硬化させて絶縁層13を形成する。このとき、キュア温度は半田ボール20の融点以下の温度とする。 Next, as shown in FIG. 19E, the insulating layer 13 is formed. If the insulating resin constituting the insulating layer 13 is liquid, the insulating layer 13 is formed by laminating the insulating resin by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If so, the insulating resin is laminated by a laminating method or the like, and then the insulating resin is hardened by a treatment such as drying. Then, if the insulating resin is photosensitive, the via hole 34 is formed by patterning the insulating resin by a photolithographic process or the like, and if the insulating resin is non-photosensitive, the curing is performed. The insulating resin is cured to form the insulating layer 13. At this time, the curing temperature is set to a temperature equal to or lower than the melting point of the solder ball 20.

 次に、図19(f)に示すように、配線パターンをサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により形成し、配線層14を形成する。このとき、ビアホール34を導電物質により埋め込み、配線層14を金属パッド12に接続する。 Next, as shown in FIG. 19F, a wiring pattern is formed by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like, thereby forming a wiring layer 14. At this time, the via hole 34 is filled with a conductive material, and the wiring layer 14 is connected to the metal pad 12.

 次に、図20(a)に示すように、サブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等による絶縁層13の形成工程及び配線層14の形成工程を繰り返し、その後金属パッド29を形成する。これにより、半田ボール20、金属パッド12、絶縁層13、配線層14及び金属パッド29から構成される多層配線構造膜15を形成する。 Next, as shown in FIG. 20A, the formation process of the insulating layer 13 and the formation process of the wiring layer 14 by a subtractive method, a semi-additive method, or a full additive method are repeated, and then the metal pad 29 is formed. Thereby, the multilayer wiring structure film 15 including the solder balls 20, the metal pads 12, the insulating layer 13, the wiring layer 14, and the metal pads 29 is formed.

 次に、図20(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面に、エッチングレジスト28を形成しパターニングする。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15が露出するまでエッチングする。なお、半導体素子搭載用凹部32におけるメタルベース11の厚さがある程度薄いときは、メタルベース11の表面にエッチングレジスト28を形成することなくエッチングを行うことも可能である。 Next, as shown in FIG. 20B, an etching resist 28 is formed and patterned on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 is exposed. When the thickness of the metal base 11 in the semiconductor element mounting recess 32 is thin to some extent, it is possible to perform etching without forming the etching resist 28 on the surface of the metal base 11.

 次いで、図20(c)に示すように、エッチングレジスト28を除去し、半田ボール20の表面及び金属パッド29の表面を清浄化し、半導体パッケージ基板31cを形成する。 Next, as shown in FIG. 20C, the etching resist 28 is removed, the surface of the solder ball 20 and the surface of the metal pad 29 are cleaned, and a semiconductor package substrate 31c is formed.

 次いで、図20(d)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に、半田ボール20を介すか又は半田ボール20を予備半田として使用し半田ボール18(図18(d)参照)を介してフリップチップ接続し、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着し、図20(d)に示すような半導体装置を形成する。 Next, as shown in FIG. 20 (d), the semiconductor element 16 is placed on the metal pad 12 via the solder ball 20 or the solder ball 20 is used as a preliminary solder via the solder ball 18 (see FIG. 18 (d)). Then, flip-chip connection is performed, and an underfill 17 is poured into the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are mounted on the metal pads 29 to form a semiconductor device as shown in FIG.

 この半導体装置は、本発明装置の第3実施例に係る半導体装置、即ち第3実施例方法により製造された半導体装置(図3参照)と構成が同じである。本実施例に係る製造方法によれば、メタルベース11に予め半導体搭載用の凹部32を形成することにより、メタルベース11をエッチングする時間を短縮することができ、半導体搭載用の開口部の形状を均一にすることができる。また、金属パッド12の表面に半田ボール20を具備しているため、半導体素子16を多層配線構造膜15にフリップチップ接続するときに、半田ボール20が半田又は予備半田として機能するため、フリップチップパッドの狭ピッチ化を図ることができる。また、半導体素子16は半田ボール18を具備する必要がなくなる。なお、図19(a)乃至(c)に示す工程において、前述の第2の実施例方法において示した金属膜35(図14(b)参照)を形成することもできる。これにより、本発明装置の第3実施例に係る半導体装置を、効率よく製造することができる。 This semiconductor device has the same configuration as the semiconductor device according to the third embodiment of the device of the present invention, that is, the semiconductor device manufactured by the third embodiment method (see FIG. 3). According to the manufacturing method according to the present embodiment, by forming the recess 32 for mounting the semiconductor in the metal base 11 in advance, the time for etching the metal base 11 can be shortened, and the shape of the opening for mounting the semiconductor Can be made uniform. Since the solder ball 20 is provided on the surface of the metal pad 12, when the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the multilayer wiring structure film 15, the solder ball 20 functions as solder or spare solder. The pad pitch can be reduced. Further, the semiconductor element 16 does not need to have the solder ball 18. In the steps shown in FIGS. 19A to 19C, the metal film 35 (see FIG. 14B) shown in the second embodiment method can be formed. Thereby, the semiconductor device according to the third embodiment of the device of the present invention can be efficiently manufactured.

 次に、本発明方法の第6実施例について説明する。本第6実施例方法は、本発明装置の第4実施例に係る半導体装置、即ち、金属パッド12と配線層14との間に薄膜コンデンサ21が形成されている半導体装置を製造するためのものである。図21(a)及び(b)は、本第6実施例方法に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, a sixth embodiment of the method of the present invention will be described. The method of the sixth embodiment is for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the device of the present invention, that is, a semiconductor device in which a thin film capacitor 21 is formed between the metal pad 12 and the wiring layer 14. It is. 21A and 21B are partial cross-sectional views showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the method of the sixth embodiment in the order of steps. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、図9(a)乃至(c)に示す工程により、図21(a)に示すように、表面に金属パッド12が形成されたメタルベース11を得る。即ち、図9(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11の表面にめっきレジスト27を形成する。 First, as shown in FIG. 21A, a metal base 11 having a metal pad 12 formed on the surface is obtained by the steps shown in FIGS. 9A to 9C. That is, as shown in FIG. 9A, a plating resist 27 is formed on the surface of the metal base 11 which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm.

 次に、図9(b)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により、金、錫及び半田からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、バリアメタルとしてニッケルを析出し、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。 Next, as shown in FIG. 9 (b), at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder, or an alloy thereof is formed in the opening of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating. Then, nickel is deposited as a barrier metal, and copper is further deposited to form the metal pad 12.

 次に、図9(c)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、メタルベース11及び金属パッド12の表面を清浄化し、図21(a)に示すような構造を得る。 Next, as shown in FIG. 9C, after the plating resist 27 is removed, the surfaces of the metal base 11 and the metal pad 12 are cleaned to obtain a structure as shown in FIG.

 また、このとき、図9(a)乃至(c)に示す工程により表面に金属パッド12が形成されたメタルベース11を得る替わりに、図11(a)乃至(d)及び図12(a)、又は図14(a)乃至(c)に示す工程により、金属パッド12を備え金属膜35が被覆されたメタルベース11を得てもよく、図15(a)乃至(d)に示す工程により金属パット12及び半田ボール20を具備するメタルベース11を得てもよく、図17(a)乃至(d)に示す工程により裏面に金属パッド12を具備し表面に半導体搭載用の凹部32が形成されたメタルベース11を得てもよい。更に、図19(a)乃至(d)に示す工程により金属パット12及び半田ボール20を具備し半導体搭載用の凹部32が形成されたメタルベース11を得てもよい。但し、メタルベース11が半田ボール20を具備する場合は、後述する薄膜コンデンサ21を形成するときの温度は半田ボール20の融点以下でなければならない。 At this time, instead of obtaining the metal base 11 having the metal pad 12 formed on the surface by the steps shown in FIGS. 9A to 9C, FIGS. 11A to 11D and 12A. Alternatively, the metal base 11 provided with the metal pad 12 and covered with the metal film 35 may be obtained by the steps shown in FIGS. 14A to 14C, and the steps shown in FIGS. The metal base 11 having the metal pad 12 and the solder ball 20 may be obtained. The metal pad 12 is provided on the back surface and the semiconductor mounting recess 32 is formed on the front surface by the steps shown in FIGS. The obtained metal base 11 may be obtained. Furthermore, the metal base 11 having the metal pads 12 and the solder balls 20 and having the recesses 32 for mounting semiconductors may be obtained by the steps shown in FIGS. However, when the metal base 11 includes the solder balls 20, the temperature when forming the thin film capacitor 21 described later must be equal to or lower than the melting point of the solder balls 20.

 図21(a)に示すような表面に金属パッド12が形成されたメタルベース11を得た後、図21(b)に示すように、レジスト(図示せず)をマスクとして所望の金属パッド12の表面のみを露出させ、スパッタ法、蒸着法、CVD又は陽極酸化法等により薄膜コンデンサ21を形成する。この薄膜コンデンサ21の誘電体層を構成する材料は、酸化チタン、酸化タンタル、Al23、SiO2、Nb25、BST(BaxSr1-xTiO3)、PZT(PbZrxTi1-x3)、PLZT(Pb1-yLayZrxTi1-x3)又はSrBi2Ta29等のペロブスカイト系材料であることが好ましい。但し、前記化合物のいずれについても、0≦x≦1、0<y<1である。また、薄膜コンデンサ21は、所望の誘電率を実現することができる有機樹脂等により構成されてもよい。 After obtaining the metal base 11 having the metal pad 12 formed on the surface as shown in FIG. 21A, the desired metal pad 12 is formed using a resist (not shown) as a mask as shown in FIG. Only the surface is exposed, and the thin film capacitor 21 is formed by sputtering, vapor deposition, CVD, anodic oxidation, or the like. Materials constituting the dielectric layer of the thin film capacitor 21 are titanium oxide, tantalum oxide, Al 2 O 3 , SiO 2 , Nb 2 O 5 , BST (Ba x Sr 1-x TiO 3 ), PZT (PbZr x Ti). 1-x O 3), is preferably a perovskite material such as PLZT (Pb 1-y La y Zr x Ti 1-x O 3) or SrBi 2 Ta 2 O 9. However, 0 ≦ x ≦ 1 and 0 <y <1 for any of the compounds. The thin film capacitor 21 may be made of an organic resin or the like that can realize a desired dielectric constant.

 次に、レジストを除去するリフトオフ法により、不要部分の誘電体等を除去する。このとき、メタルマスク等により所望の位置に薄膜コンデンサ21が形成されてもよい。 Next, unnecessary portions of dielectrics and the like are removed by a lift-off method for removing the resist. At this time, the thin film capacitor 21 may be formed at a desired position by a metal mask or the like.

 以後の工程は、図9(d)、(e)及び図10(a)乃至(d)に示す工程と同じである。但し、図9(d)、(e)及び図10(a)乃至(d)には薄膜コンデンサ21は図示されていない。図9(d)に示すように、絶縁層13を形成し、図9(e)に示すように、配線パターンを形成し配線層14を形成する。 The subsequent steps are the same as those shown in FIGS. 9D and 9E and FIGS. 10A to 10D. However, the thin film capacitor 21 is not shown in FIGS. 9D and 9E and FIGS. 10A to 10D. As shown in FIG. 9D, an insulating layer 13 is formed, and as shown in FIG. 9E, a wiring pattern is formed and a wiring layer 14 is formed.

 次に、図10(a)に示すように、絶縁層形成工程及び配線層形成工程を繰り返して、多層配線構造膜15を形成する。 Next, as shown in FIG. 10A, the multilayer wiring structure film 15 is formed by repeating the insulating layer forming step and the wiring layer forming step.

 次に、図10(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面にエッチングレジスト28を形成する。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15が露出するまでエッチングする。 Next, as shown in FIG. 10B, an etching resist 28 is formed on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 is exposed.

 次に、図10(c)に示すように、エッチングレジスト28を除去し、金属パッド12の表面及び金属パッド29の表面を清浄化し、半導体パッケージ基板31aを形成する。 Next, as shown in FIG. 10C, the etching resist 28 is removed, the surface of the metal pad 12 and the surface of the metal pad 29 are cleaned, and the semiconductor package substrate 31a is formed.

 次に、図10(d)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続し、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着する。以上の工程により、図4に示すように、金属パッド12と絶縁層13との間に薄膜コンデンサ21を有する半導体装置を製造することができる。 Next, as shown in FIG. 10D, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, and an underfill 17 is formed in the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16. Pour to cure. Next, the BGA solder balls 19 are attached to the metal pads 29. Through the above steps, a semiconductor device having a thin film capacitor 21 between the metal pad 12 and the insulating layer 13 can be manufactured as shown in FIG.

 また、図9(a)乃至(c)に示す工程により得られた表面に金属パッド12が形成されたメタルベース11を使用する替わりに、図11(a)乃至(d)及び図12(a)、又は図14(a)乃至(c)に示す工程により得られる金属パッド12を具備し金属膜35が被覆されたメタルベース11を使用する場合は、薄膜コンデンサ21を形成した後、図12(b)、(c)及び図13(a)乃至(d)に示す工程、又は図14(d)、(e)及び図13(a)乃至(d)に示す工程により、薄膜コンデンサ21及び金属膜35の双方を具備した半導体装置(図示せず)を製造することができる。更に、図15(a)乃至(d)に示す工程により得られた金属パット12及び半田ボール20を具備するメタルベース11を使用する場合は、薄膜コンデンサ21を形成した後、図15(e)、(f)及び図16(a)乃至(d)に示す工程により、図5に示すような半導体装置を製造することができる。更に、図17(a)乃至(d)に示す工程により得られた表面に金属パッド12を具備し半導体搭載用の凹部32が形成されたメタルベース11を使用する場合は、薄膜コンデンサ21を形成した後、図17(e)、(f)及び図18(a)乃至(d)に示す工程により、図4に示すような半導体装置を製造することができる。更にまた、図19(a)乃至(d)に示す工程により得られた金属パット12及び半田ボール20を具備し半導体搭載用の凹部32が形成されたメタルベース11を使用する場合は、薄膜コンデンサ21を形成した後、図19(e)、(f)及び図20(a)乃至(d)に示す工程により、図5に示すような半導体装置を製造することができる。 Further, instead of using the metal base 11 having the metal pad 12 formed on the surface obtained by the steps shown in FIGS. 9A to 9C, FIGS. 11A to 11D and FIG. ), Or when the metal base 11 provided with the metal pad 12 obtained by the steps shown in FIGS. 14A to 14C and covered with the metal film 35 is used, after forming the thin film capacitor 21, FIG. (B), (c) and the steps shown in FIGS. 13 (a) to (d) or the steps shown in FIGS. 14 (d), (e) and FIGS. 13 (a) to (d). A semiconductor device (not shown) including both the metal films 35 can be manufactured. Further, when the metal base 11 having the metal pad 12 and the solder ball 20 obtained by the steps shown in FIGS. 15A to 15D is used, after the thin film capacitor 21 is formed, FIG. , (F) and the steps shown in FIGS. 16A to 16D, a semiconductor device as shown in FIG. 5 can be manufactured. Further, in the case of using the metal base 11 provided with the metal pad 12 on the surface obtained by the steps shown in FIGS. 17A to 17D and having the recess 32 for mounting the semiconductor, the thin film capacitor 21 is formed. Then, the semiconductor device as shown in FIG. 4 can be manufactured by the steps shown in FIGS. 17E and 17F and FIGS. 18A to 18D. Furthermore, in the case of using the metal base 11 having the metal pad 12 and the solder ball 20 obtained by the steps shown in FIGS. 19A to 19D and having the recess 32 for mounting a semiconductor, a thin film capacitor is used. After forming 21, the semiconductor device as shown in FIG. 5 can be manufactured by the steps shown in FIGS. 19E and 19F and FIGS. 20A to 20D.

 本実施例の製造方法により、1個以上の金属パッド12と配線層14との間に薄膜コンデンサ21を形成し、半導体素子16のごく近傍にデカップリングコンデンサを有した半導体装置を製造することができる。 According to the manufacturing method of this embodiment, a thin film capacitor 21 is formed between one or more metal pads 12 and the wiring layer 14, and a semiconductor device having a decoupling capacitor in the immediate vicinity of the semiconductor element 16 can be manufactured. it can.

 次に、本発明方法の第7実施例について説明する。本第7実施例方法は、本発明装置の第5実施例に係る半導体装置、即ち、キャリア基材としてプリント基板24を接合した半導体装置を製造するためのものである。図22(a)乃至(d)及び図23(a)乃至(c)は、本第7実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, a seventh embodiment of the method of the present invention will be described. The method of the seventh embodiment is for manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment of the device of the present invention, that is, a semiconductor device having a printed circuit board 24 bonded as a carrier base material. 22A to 22D and FIGS. 23A to 23C are partial cross-sectional views showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh embodiment in the order of steps. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、図9(a)乃至(e)及び図10(a)に示す工程により、図10(a)に示すようなメタルベース11上に多層配線構造膜15を積層した積層体(以下、積層体という)を得る。 First, a laminated body in which a multilayer wiring structure film 15 is laminated on a metal base 11 as shown in FIG. 10A by the steps shown in FIGS. 9A to 9E and FIG. Body).

 また、このとき、図10(a)に示すようなメタルベース11上に多層配線構造膜15を積層した積層体を使用する替わりに、第2実施例方法における図13(a)に示すような積層体に金属膜35が設けられたものを使用してもよく、又は、第3実施例方法における図16(a)に示すような積層体に半田ボール20が設けられたものを使用してもよく、第4実施例方法における図18(a)に示すような積層体に半導体素子搭載用の凹部32が設けられたものを使用してもよい。また、第5実施例方法における図20(a)に示すような積層体に半田ボール20及び半導体素子搭載用の凹部32が設けられたものを使用してもよく、第6実施例方法で形成された積層体に薄膜コンデンサ21が設けられたものを使用することもできる。 At this time, instead of using a laminate in which the multilayer wiring structure film 15 is laminated on the metal base 11 as shown in FIG. 10A, as shown in FIG. 13A in the second embodiment method. A laminate provided with a metal film 35 may be used, or a laminate provided with solder balls 20 as shown in FIG. 16A in the third embodiment method may be used. Alternatively, a laminate in which the recess 32 for mounting the semiconductor element is provided in the laminate as shown in FIG. 18A in the method of the fourth embodiment may be used. Also, a laminate in which solder balls 20 and recesses 32 for mounting semiconductor elements are provided in the laminate as shown in FIG. 20A in the method of the fifth embodiment may be used, and formed by the method of the sixth embodiment. A laminated body in which a thin film capacitor 21 is provided can also be used.

 次に、図22(a)に示すように、多層配線構造膜15の表面を清浄化し、図22(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面における金属パッド29を除く領域に接着剤22を塗布する。接着剤22を所望の領域に塗布する方法としては、印刷法及び例えば金属パッド29等のような接着剤22を塗布しない領域にマスキングを施して接着剤22を塗布した後、マスキングを取り除く方法等がある。また、接着剤22が感光性を有している場合は、フォトリソプロセスにより接着剤22をパターニングする方法でもよい。 Next, as shown in FIG. 22A, the surface of the multilayer wiring structure film 15 is cleaned and bonded to a region excluding the metal pads 29 on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 as shown in FIG. The agent 22 is applied. Examples of a method of applying the adhesive 22 to a desired region include a printing method and a method of removing masking after applying the adhesive 22 by applying masking to a region where the adhesive 22 is not applied, such as the metal pad 29. There is. Further, when the adhesive 22 has photosensitivity, a method of patterning the adhesive 22 by a photolithography process may be used.

 次に、図22(c)に示すように、キャリア基材であるプリント基板24を、プリント基板24のスルーホール30に多層配線構造膜15の金属パッド29が整合するように多層配線構造膜15の裏面に接合する。なお、図22(b)では、多層配線構造膜15の裏面に接着剤22を塗布する例が示されているが、プリント基板24に接着剤22を塗布して接合を行ってもよい。 Next, as shown in FIG. 22C, the multilayer wiring structure film 15 is arranged such that the printed circuit board 24 that is a carrier base material is aligned with the metal pad 29 of the multilayer wiring structure film 15 in the through hole 30 of the printed circuit board 24. Join to the back of the. Although FIG. 22B shows an example in which the adhesive 22 is applied to the back surface of the multilayer wiring structure film 15, the adhesive 22 may be applied to the printed circuit board 24 for bonding.

 次に、図22(d)に示すように、プリント基板24のスルーホール30内に、導電性ペースト23を充填し、加熱を施して固める。導電性ペースト23が以後の工程で漏れ及び変形を起こす可能性がある場合は、スルーホール30に更に絶縁樹脂を充填して硬化させることが好ましい。 Next, as shown in FIG. 22 (d), the conductive paste 23 is filled in the through hole 30 of the printed circuit board 24, and is hardened by heating. When there is a possibility that the conductive paste 23 may leak and deform in the subsequent steps, it is preferable that the through hole 30 is further filled with an insulating resin and cured.

 次に、図23(a)に示すように、プリント基板24の表面、スルーホール30の内部及びメタルベース11の表面に、エッチングレジスト28を形成する。エッチングレジスト28を形成する方法は、エッチングレジスト28が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等でエッチングレジスト28を積層し、エッチングレジスト28がドライフィルムであればラミネート法等でエッチングレジスト28を積層した後、乾燥等の処理を施してエッチングレジスト28を固め、エッチングレジスト28が感光性であればフォトリソプロセス等により、エッチングレジスト28が非感光性であればレーザ加工法等によりエッチングレジスト28をパターニングする。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15が露出するまでエッチングする。このとき、予めメタルベース11に半導体素子搭載用の凹部32(図18(a)参照)が設けられており、凹部32におけるメタルベース11の厚さがある程度薄い場合は、メタルベース11の表面にエッチングレジスト28を形成することなく、エッチングを行うことも可能である。 Next, as shown in FIG. 23A, an etching resist 28 is formed on the surface of the printed circuit board 24, the inside of the through hole 30, and the surface of the metal base 11. The etching resist 28 is formed by laminating the etching resist 28 by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, or a printing method if the etching resist 28 is liquid, and a laminating method if the etching resist 28 is a dry film. After the etching resist 28 is laminated, the etching resist 28 is hardened by performing a treatment such as drying. If the etching resist 28 is photosensitive, a photolithographic process or the like is performed. If the etching resist 28 is non-photosensitive, a laser processing method or the like is performed. Then, the etching resist 28 is patterned. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 is exposed. At this time, a recess 32 (see FIG. 18A) for mounting a semiconductor element is provided in advance in the metal base 11, and when the thickness of the metal base 11 in the recess 32 is thin to some extent, It is also possible to perform etching without forming the etching resist 28.

 次いで、図23(b)に示すように、エッチングレジスト28を除去し、金属パッド12の表面及びプリント基板24の金属パッドの表面を清浄化し、半導体パッケージ基板31dを形成する。 Next, as shown in FIG. 23B, the etching resist 28 is removed, the surface of the metal pad 12 and the surface of the metal pad of the printed board 24 are cleaned, and the semiconductor package substrate 31d is formed.

 次に、図22(c)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続する。また、金属パッド12の表面に半田ボール20(図20(a)参照)が形成されている場合は、半田ボール20を介するか、又は半田ボール20を予備半田として使用し半田ボール18を介してフリップチップ接続する。その後、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、プリント基板24の金属パッドにBGA用半田ボール19を装着する。 Next, as shown in FIG. 22C, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18. Further, when the solder ball 20 (see FIG. 20A) is formed on the surface of the metal pad 12, the solder ball 20 is used, or the solder ball 20 is used as spare solder and the solder ball 18 is used. Flip chip connection. Thereafter, the underfill 17 is poured into the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are attached to the metal pads of the printed circuit board 24.

 また、本第7実施例の変形例として、本発明装置の第6実施例に記載したように、半導体素子16を金属パッド12にフリップチップ接続した後、プリント基板24の金属パッドにBGA用半田ボール19を取り付ける替わりに、プリント基板24aのスルーホール30に接続ピン25(図7参照)を取り付けてもよい。 As a modification of the seventh embodiment, as described in the sixth embodiment of the apparatus of the present invention, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12, and then the BGA solder is applied to the metal pad of the printed circuit board 24. Instead of attaching the ball 19, a connection pin 25 (see FIG. 7) may be attached to the through hole 30 of the printed circuit board 24a.

 このように、本実施例の製造方法によれば、図6(c)及び図7に示すようなキャリア基材を取り付けた半導体装置を効率よく製造することができる。 As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to efficiently manufacture the semiconductor device to which the carrier base as shown in FIGS. 6C and 7 is attached.

 次に、本発明方法の第8実施例について説明する。図24(a)乃至(c)は、本第8実施例方法を工程順に示す部分断面図である。本第8実施例方法は、キャリア基材を接合した半導体装置を製造するためのものであり、第7実施例方法と比較して、スルーホールが導電物質で埋められているキャリア基材又は接続パッドを別に具備しているキャリア基材を使用する点に特徴がある。キャリア基材には、プリント基板、セラミック基板又は有機無機複合基板を使用する。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, an eighth embodiment of the method of the present invention will be described. 24A to 24C are partial sectional views showing the method of the eighth embodiment in the order of steps. The eighth embodiment method is for manufacturing a semiconductor device in which a carrier base material is bonded. Compared with the seventh embodiment method, the carrier base material or connection in which the through hole is filled with a conductive material. It is characterized in that a carrier substrate having a separate pad is used. A printed circuit board, a ceramic substrate, or an organic / inorganic composite substrate is used as the carrier base material. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、第7実施例方法と同様に、図9(a)乃至(e)及び図10(a)に示す工程により、メタルベース11上に多層配線構造膜15を積層した積層体を作製する。また、このとき、前述の第7実施例方法と同様に、図9(a)に示す積層体を使用する替わりに、第2実施例方法における図13(a)に示すような積層体に金属膜35が設けられたものを使用してもよく、第3実施例方法における図16(a)に示す積層体に半田ボール20が設けられたものを使用してもよく、第4実施例方法における図18(a)に示す積層体に半導体素子搭載用の凹部32が設けられたものを使用してもよい。また、第5実施例方法における図20(a)に示す積層体に半田ボール20及び半導体素子搭載用の凹部32が設けられたものを使用してもよく、第6実施例方法における積層体に薄膜コンデンサ21が設けられたものを使用することもできる。 First, similarly to the method of the seventh embodiment, a laminated body in which the multilayer wiring structure film 15 is laminated on the metal base 11 is manufactured by the steps shown in FIGS. 9A to 9E and FIG. 10A. At this time, similarly to the above-described seventh embodiment method, instead of using the laminate shown in FIG. 9 (a), a metal is applied to the laminate as shown in FIG. 13 (a) in the second embodiment method. A film provided with a film 35 may be used, or a laminate in which solder balls 20 are provided on the laminate shown in FIG. 16A in the third embodiment method may be used. The laminate shown in FIG. 18 (a) may be provided with a recess 32 for mounting a semiconductor element. Further, the laminate shown in FIG. 20A in the fifth embodiment method may be used in which the solder ball 20 and the recess 32 for mounting the semiconductor element are provided, and the laminate in the sixth embodiment method may be used. What was provided with the thin film capacitor 21 can also be used.

 次に、図24(a)に示すように、多層配線構造膜15の表面を清浄化し、図24(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面における金属パッド29を除く領域に接着剤22を塗布する。接着剤22を所望の領域に塗布する方法は、第7実施例方法と同様である。 Next, as shown in FIG. 24A, the surface of the multilayer wiring structure film 15 is cleaned and bonded to a region excluding the metal pads 29 on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 as shown in FIG. The agent 22 is applied. A method of applying the adhesive 22 to a desired region is the same as the method of the seventh embodiment.

 次に、図24(c)に示すように、キャリア基材であるセラミック基板26のパッドが導電性ペースト23と接続するように、セラミック基板26を多層配線構造膜15に接合する。図24(c)においては、多層配線構造膜15の表面に接着剤22及び導電性ペースト23を塗布した例を示しているが、接着剤22及び導電性ペースト23をセラミック基板26の表面に塗布するか、接着剤22及び導電性ペースト23を夫々多層配線構造膜15の表面及びセラミック基板26の表面のいずれかに別々に塗布して、セラミック基板26を多層配線構造膜15に接合してもよい。 Next, as shown in FIG. 24C, the ceramic substrate 26 is bonded to the multilayer wiring structure film 15 so that the pads of the ceramic substrate 26 serving as the carrier base material are connected to the conductive paste 23. FIG. 24C shows an example in which the adhesive 22 and the conductive paste 23 are applied to the surface of the multilayer wiring structure film 15. However, the adhesive 22 and the conductive paste 23 are applied to the surface of the ceramic substrate 26. Alternatively, the adhesive 22 and the conductive paste 23 may be separately applied to either the surface of the multilayer wiring structure film 15 or the surface of the ceramic substrate 26 to join the ceramic substrate 26 to the multilayer wiring structure film 15. Good.

 以後の工程は、図23(a)乃至(c)と同じである。即ち、セラミック基板26の表面及びメタルベース11の表面に、エッチングレジスト28を形成し、パターニングする。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15が露出するまでエッチングする。次に、エッチングレジスト28を除去し、金属パッド12の表面及びセラミック基板26の金属パッドの表面を清浄化し、半導体パッケージ基板を形成する。 Subsequent steps are the same as those shown in FIGS. That is, the etching resist 28 is formed on the surface of the ceramic substrate 26 and the surface of the metal base 11 and patterned. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 is exposed. Next, the etching resist 28 is removed, the surface of the metal pad 12 and the surface of the metal pad of the ceramic substrate 26 are cleaned, and a semiconductor package substrate is formed.

 次に、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続し、その後、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、セラミック基板26の金属パッドにBGA用半田ボール19を装着する。 Next, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, and then the underfill 17 is poured into the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are mounted on the metal pads of the ceramic substrate 26.

 また、本第8実施例の変形例として、半導体素子16を金属パッド12にフリップチップ接続した後、BGA用半田ボール19の替わりに、接続ピン25を取り付けてもよい。 Further, as a modification of the eighth embodiment, after the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12, a connection pin 25 may be attached instead of the BGA solder ball 19.

 このように、本第8実施例の製造方法によれば、図8に示すようなスルーホールが導電物質で埋められているキャリア基材又は接続パッドを別に具備しているキャリア基材を取り付けた半導体パッケージ基板を効率よく製造することができる。 As described above, according to the manufacturing method of the eighth embodiment, a carrier base material in which through-holes as shown in FIG. A semiconductor package substrate can be manufactured efficiently.

 次に、本発明方法の第9実施例について説明する。図25(a)乃至(c)並びに図26(a)及び(b)は、本第9実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。本第9実施例は、本発明装置の第5実施例に係る半導体装置、即ち、キャリア基材を接合した半導体装置(例えば、図6(a)乃至(c)参照)を製造するためのものである。本実施例は、メタルベース11をキャリア基材に接合させる前に、メタルベース11に半導体素子16を嵌入するための開口部を設けることに特徴がある。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, a ninth embodiment of the method of the present invention will be described. FIGS. 25A to 25C and FIGS. 26A and 26B are partial cross-sectional views showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the ninth embodiment in the order of steps. The ninth embodiment is for manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention device, that is, a semiconductor device (for example, see FIGS. 6A to 6C) in which a carrier substrate is bonded. It is. The present embodiment is characterized in that an opening for fitting the semiconductor element 16 into the metal base 11 is provided before the metal base 11 is bonded to the carrier base material. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 図25(a)乃至(c)並びに図26(a)及び(b)は、第7実施例方法と同様に、キャリア基材にはプリント基板24を使用する例を示している。また、図25(a)乃至(c)並びに図26(a)及び(b)においては、図10(c)に示すようなメタルベース11上に多層配線構造膜15を積層しメタルベース11に開口部を設けたものを使用し、以後の工程を例として示している。本第9実施例においては、図10(c)に示すものの替わりに、図13(c)、図16(c)、図18(c)若しくは図20(c)に示すもの又は第6実施例方法にて形成した薄膜コンデンサ21を具備するものを使用することもできる。 FIGS. 25 (a) to 25 (c) and FIGS. 26 (a) and (b) show an example in which the printed circuit board 24 is used as the carrier base material, as in the seventh embodiment method. In FIGS. 25A to 25C and FIGS. 26A and 26B, a multilayer wiring structure film 15 is laminated on the metal base 11 as shown in FIG. A process provided with an opening is used and the subsequent steps are shown as an example. In the ninth embodiment, instead of the one shown in FIG. 10C, the one shown in FIG. 13C, FIG. 16C, FIG. 18C or FIG. 20C or the sixth embodiment What comprises the thin film capacitor 21 formed by the method can also be used.

 先ず、図9(a)乃至(e)並びに図10(a)及び(b)に示す工程により、メタルベース11上に多層配線構造膜15を積層しメタルベース11に開口部を設けたものを作製する。即ち、図9(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11の表面にめっきレジスト27を形成しパターニングする。 First, in the process shown in FIGS. 9A to 9E and FIGS. 10A and 10B, a multilayer wiring structure film 15 is laminated on the metal base 11 and an opening is provided in the metal base 11. Make it. That is, as shown in FIG. 9A, a plating resist 27 is formed and patterned on the surface of the metal base 11 which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm.

 次に、図9(b)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により、金、錫及び半田からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、バリアメタルとしてニッケルを析出し、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。 Next, as shown in FIG. 9 (b), at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder, or an alloy thereof is formed in the opening of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating. Then, nickel is deposited as a barrier metal, and copper is further deposited to form the metal pad 12.

 次に、図9(c)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、表面を清浄化し、図9(d)に示すように、絶縁層13を形成し、図9(e)に示すように、配線パターンを形成し配線層14を形成する。 Next, as shown in FIG. 9C, after removing the plating resist 27, the surface is cleaned, and the insulating layer 13 is formed as shown in FIG. 9D, as shown in FIG. 9E. Thus, a wiring pattern is formed and the wiring layer 14 is formed.

 次に、図10(a)に示すように、絶縁層形成工程及び配線層形成工程を繰り返して、多層配線構造膜15を形成し、図10(a)に示すような積層体を得る。次に、図10(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面にエッチングレジスト28を形成し、パターニングする。その後、このエッチングレジスト28をマスクとして、メタルベース11を多層配線構造膜15が露出するまでエッチングする。 Next, as shown in FIG. 10A, the insulating layer forming step and the wiring layer forming step are repeated to form a multilayer wiring structure film 15 to obtain a laminate as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 10B, an etching resist 28 is formed on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11 and patterned. Thereafter, using the etching resist 28 as a mask, the metal base 11 is etched until the multilayer wiring structure film 15 is exposed.

 次に、図25(a)に示すように、多層配線構造膜15の表面を清浄化し、図25(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面における金属パッド29を除く領域に接着剤22を塗布する。 Next, as shown in FIG. 25A, the surface of the multilayer wiring structure film 15 is cleaned and bonded to the region excluding the metal pads 29 on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 as shown in FIG. The agent 22 is applied.

 次に、図25(c)に示すように、キャリア基材であるプリント基板24を、プリント基板24のスルーホール30に多層配線構造膜15の金属パッド29が整合するように接合する。図25(b)では、多層配線構造膜15の表面に接着剤22を塗布する例が示されているが、プリント基板24に接着剤22を塗布して接合を行ってもよい。 Next, as shown in FIG. 25C, the printed circuit board 24 as a carrier base material is bonded to the through hole 30 of the printed circuit board 24 so that the metal pads 29 of the multilayer wiring structure film 15 are aligned. In FIG. 25B, an example in which the adhesive 22 is applied to the surface of the multilayer wiring structure film 15 is shown, but the adhesive 22 may be applied to the printed circuit board 24 for bonding.

 次に、図26(a)に示すように、プリント基板24のスルーホール30内に、導電性ペースト23を充填し、加熱を施して固める。導電性ペースト23が以後の工程で漏れ及び変形を起こす可能性がある場合は、スルーホール30に更に絶縁樹脂を充填して硬化させることが好ましい。以上の工程により、図26(a)に示すような半導体パッケージ基板31dを形成する。 Next, as shown in FIG. 26 (a), the conductive paste 23 is filled into the through hole 30 of the printed circuit board 24, and is hardened by heating. When there is a possibility that the conductive paste 23 may leak and deform in the subsequent steps, it is preferable that the through hole 30 is further filled with an insulating resin and cured. Through the above steps, a semiconductor package substrate 31d as shown in FIG.

 次に、図26(b)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続する。また、金属パッド12の表面に半田ボール20が形成されている場合は、半田ボール20を介するか、又は半田ボール20を予備半田として使用し半田ボール18を介してフリップチップ接続する。その後、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、プリント基板24の金属パッドにBGA用半田ボール19を装着する。 Next, as shown in FIG. 26B, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18. Further, when the solder ball 20 is formed on the surface of the metal pad 12, the solder ball 20 is used, or the solder ball 20 is used as a spare solder and is flip-chip connected via the solder ball 18. Thereafter, the underfill 17 is poured into the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are attached to the metal pads of the printed circuit board 24.

 また、本第9実施例方法の変形例として、本発明装置の第6実施例に記載したように、半導体素子16を金属パッド12にフリップチップ接続した後、プリント基板24の金属パッドにBGA用半田ボール19を取り付ける替わりに、図7に示すように、プリント基板24aのスルーホール30に接続ピン25を取り付けてもよい。 Further, as a modification of the method of the ninth embodiment, as described in the sixth embodiment of the apparatus of the present invention, after the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12, the metal pad of the printed circuit board 24 is used for BGA. Instead of attaching the solder balls 19, connection pins 25 may be attached to the through holes 30 of the printed circuit board 24a as shown in FIG.

 このように、本第9実施例の製造方法によれば、キャリア基材をメタルベース11に接合させる前に、メタルベース11に半導体素子16を配置するための開口部を設けることができる。このため、キャリア基材を接合した後にメタルベース11のエッチング処理を行う必要がない。多層配線構造膜15とキャリア基材との接合に関しては、本第9実施例の製造方法よりも第7実施例方法及び第8実施例方法の方が有利であるが、エッチング処理により損傷を受けやすいキャリア基材を使用する場合は、本第9実施例の製造方法の方が有利となる。 Thus, according to the manufacturing method of the ninth embodiment, before the carrier base material is joined to the metal base 11, an opening for arranging the semiconductor element 16 can be provided in the metal base 11. For this reason, it is not necessary to perform the etching process of the metal base 11 after joining a carrier base material. Regarding the bonding between the multilayer wiring structure film 15 and the carrier substrate, the method of the seventh embodiment and the method of the eighth embodiment are more advantageous than the manufacturing method of the ninth embodiment. When an easy carrier substrate is used, the manufacturing method of the ninth embodiment is more advantageous.

 次に、本発明方法の第10実施例について説明する。図27(a)乃至(c)は、本第10実施例方法に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。本実施例の製造方法は、第8実施例方法に係る製造方法と第9実施例方法に係る製造方法とを組み合わせた方法である。即ち、キャリア基材を接合した半導体パッケージ基板を製造するための製造方法であり、キャリア基材にはスルーホールが導電物質で埋められているキャリア基材又は接続パッドを別に具備しているキャリア基材を使用し、キャリア基材を多層配線構造膜15に接合させる前に、メタルベース11に半導体素子16を配置するための開口部を設ける点に特徴がある。キャリア基材には、プリント基板、セラミック基板又は有機無機複合基板を使用する。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, a tenth embodiment of the method of the present invention will be described. 27A to 27C are partial cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the method of the tenth embodiment in the order of steps. The manufacturing method of the present embodiment is a combination of the manufacturing method according to the eighth embodiment method and the manufacturing method according to the ninth embodiment method. That is, a manufacturing method for manufacturing a semiconductor package substrate to which a carrier base material is bonded. The carrier base material further includes a carrier base material or a connection pad in which a through hole is filled with a conductive material. Before the carrier material is bonded to the multilayer wiring structure film 15 using a material, the metal base 11 is provided with an opening for arranging the semiconductor element 16. A printed circuit board, a ceramic substrate, or an organic / inorganic composite substrate is used as the carrier base material. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 図27(a)乃至(c)においては、例としてセラミック基板を使用している。また、図27(a)乃至(c)においては、第1実施例方法の図10(c)に示すメタルベース11と多層配線構造膜15とからなるものを使用し、以後の工程を例として示している。本第10実施例方法においては、図10(c)に示すものの替わりに、図13(c)、図16(c)、図18(c)若しくは図20(c)に示すもの又は第6実施例方法に記載されている薄膜コンデンサ21を具備するものを使用することもできる。 27A to 27C, a ceramic substrate is used as an example. In FIGS. 27A to 27C, the metal base 11 and the multilayer wiring structure film 15 shown in FIG. 10C of the first embodiment method are used, and the subsequent steps are taken as an example. Show. In the method of the tenth embodiment, instead of the one shown in FIG. 10 (c), the one shown in FIG. 13 (c), FIG. 16 (c), FIG. 18 (c) or FIG. It is also possible to use the one having the thin film capacitor 21 described in the example method.

 先ず、第8実施例方法と同様に、図9(a)乃至(e)並びに図10(a)及び(b)に示す工程により、メタルベース11上に多層配線構造膜15を積層したものを作製する。 First, similarly to the method of the eighth embodiment, the multilayer wiring structure film 15 is laminated on the metal base 11 by the steps shown in FIGS. 9A to 9E and FIGS. 10A and 10B. Make it.

 次に、図27(a)に示すように、エッチングレジスト28を除去し、多層配線構造膜15の表面を清浄化し、図27(b)に示すように、多層配線構造膜15の裏面における金属パッド29を除く領域に接着剤22を塗布する。その後、接着剤22を塗布した領域の開口部、即ち金属パッド29の部分に導電性ペースト23を配置する。又は、先に導電性ペースト23を所望の位置に配置してから、接着剤22を塗布してもよい。 Next, as shown in FIG. 27A, the etching resist 28 is removed, the surface of the multilayer wiring structure film 15 is cleaned, and the metal on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 is shown in FIG. The adhesive 22 is applied to the area excluding the pad 29. Thereafter, the conductive paste 23 is disposed in the opening of the region where the adhesive 22 is applied, that is, in the portion of the metal pad 29. Alternatively, the adhesive 22 may be applied after the conductive paste 23 is first disposed at a desired position.

 次に、図27(c)に示すように、キャリア基材であるセラミック基板26の金属パッドが導電性ペースト23と接続するように、セラミック基板26を多層配線構造膜15に接合する。図27(b)においては、多層配線構造膜15の表面に接着剤22及び導電性ペースト23を塗布した例を示しているが、接着剤22及び導電性ペースト23をセラミック基板26に表面に塗布するか、接着剤22及び導電性ペースト23を夫々多層配線構造膜15の表面及びセラミック基板26の表面のいずれかに別々に塗布して、セラミック基板26を多層配線構造膜15に接合してもよい。以上の工程により、図27(c)に示すような半導体パッケージ基板31eが形成される。 Next, as shown in FIG. 27 (c), the ceramic substrate 26 is bonded to the multilayer wiring structure film 15 so that the metal pads of the ceramic substrate 26 as a carrier base material are connected to the conductive paste 23. FIG. 27B shows an example in which the adhesive 22 and the conductive paste 23 are applied to the surface of the multilayer wiring structure film 15. However, the adhesive 22 and the conductive paste 23 are applied to the surface of the ceramic substrate 26. Alternatively, the adhesive 22 and the conductive paste 23 may be separately applied to either the surface of the multilayer wiring structure film 15 or the surface of the ceramic substrate 26 to join the ceramic substrate 26 to the multilayer wiring structure film 15. Good. Through the above steps, a semiconductor package substrate 31e as shown in FIG. 27C is formed.

 以後の工程は、図23(c)と同じである。即ち、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続し、その後、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、セラミック基板26の金属パッドにBGA用半田ボール19を装着する。 The subsequent steps are the same as those in FIG. That is, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, and then the underfill 17 is poured into the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16 and cured. Next, the BGA solder balls 19 are mounted on the metal pads of the ceramic substrate 26.

 また、本第10実施例方法の変形例として、本発明装置の第6実施例(図6(a)乃至(c)参照)に記載したように、半導体素子16を金属パッド12にフリップチップ接続した後、プリント基板24の金属パッドにBGA用半田ボール19を取り付ける替わりに、プリント基板24aのスルーホール30に接続ピン25を取り付けてもよい。 As a modification of the method of the tenth embodiment, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 as described in the sixth embodiment of the device of the present invention (see FIGS. 6A to 6C). After that, instead of attaching the BGA solder balls 19 to the metal pads of the printed board 24, the connection pins 25 may be attached to the through holes 30 of the printed board 24a.

 このように、本第10実施例の製造方法によれば、スルーホールが導電物質で埋められているキャリア基材又は接続パッドを別に具備しているキャリア基材を取り付けた半導体パッケージ基板を効率よく製造することができる。また、キャリア基材を多層配線構造膜15に接合させる前に、メタルベース11に半導体素子16を嵌入するための開口部を設けることにより、キャリア基材を接合した後にメタルベース11のエッチング処理を行う必要がなくなり、エッチング処理により損傷を受けやすいキャリア基材を使用することができる。 As described above, according to the manufacturing method of the tenth embodiment, the semiconductor package substrate to which the carrier base material in which the through hole is filled with the conductive material or the carrier base material separately provided with the connection pad is attached can be efficiently obtained. Can be manufactured. Further, before the carrier base material is joined to the multilayer wiring structure film 15, an opening for inserting the semiconductor element 16 is provided in the metal base 11, so that the metal base 11 is etched after the carrier base material is joined. There is no need to do this, and a carrier substrate that is easily damaged by the etching process can be used.

 次に、本発明方法の第11実施例について説明する。図28(a)乃至(e)並びに図29(a)及び(b)は、本第11実施例方法に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。なお、図29(b)以降の工程は、図10(a)乃至(d)に示す工程と同一である。本実施例の製造方法は、メタルベースの両面に金属パッド12を含む多層配線構造膜15を形成した後、メタルベースをその厚さ方向において半分に分割することにより、メタルベースの第2の面を形成する方法である。即ち、メタルベースの両面に、同時に多層配線構造膜15を形成することにより、半導体装置の生産率を2倍に向上させることができる。なお、図28(a)乃至(e)及び図29(a)は、第1実施例方法と同じ工程を示しているが、本実施例方法においては、第2実施例方法の図11(a)乃至(d)及び図12(a)乃至(c)又は図14(a)乃至(e)に示す工程を行い、更に図13(a)乃至(d)に示す工程を行うことにより半導体装置を製造してもよく、又は、第3実施例方法の図15(a)乃至(f)に示す工程を行い、更に図16(a)乃至(d)に示す工程を行うことにより半導体装置を製造してもよい。また、第6実施例方法の薄膜コンデンサ21が設けられたものを使用することもできる。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, an eleventh embodiment of the method of the present invention will be described. 28A to 28E and FIGS. 29A and 29B are partial cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the eleventh embodiment method in the order of steps. The steps after FIG. 29B are the same as the steps shown in FIGS. In the manufacturing method of the present embodiment, after the multilayer wiring structure film 15 including the metal pads 12 is formed on both surfaces of the metal base, the metal base is divided in half in the thickness direction, whereby the second surface of the metal base It is a method of forming. That is, by simultaneously forming the multilayer wiring structure film 15 on both surfaces of the metal base, the production rate of the semiconductor device can be improved by a factor of two. FIGS. 28A to 28E and FIG. 29A show the same steps as those in the first embodiment method. However, in this embodiment method, FIG. 11A of the second embodiment method is used. ) To (d) and FIGS. 12 (a) to (c) or FIGS. 14 (a) to (e), and further, the steps shown in FIGS. 13 (a) to (d) are performed to obtain the semiconductor device. Or the steps shown in FIGS. 15A to 15F of the third embodiment method and the steps shown in FIGS. 16A to 16D are further performed. It may be manufactured. Further, the one provided with the thin film capacitor 21 of the sixth embodiment method can also be used. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、図28(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11aの両表面にめっきレジスト27を形成する。図29(b)に示す切断後の各メタルベース11の厚さを0.1乃至1.5mmとする場合は、図28(a)に示すメタルベース11aの厚さを、メタルベース11の厚さの少なくとも2倍、即ち、0.2乃至3.0mmとする。めっきレジスト27を形成する方法は、めっきレジスト27が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等で積層し、めっきレジスト27がドライフィルムであればラミネート法等で積層した後、乾燥などの処理を施して固め、めっきレジスト27が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、非感光性であればレーザ加工法等によりパターニングする。 First, as shown in FIG. 28A, plating resists 27 are formed on both surfaces of a metal base 11a which is a metal plate having a thickness of 0.1 to 1.5 mm. When the thickness of each metal base 11 after cutting shown in FIG. 29B is 0.1 to 1.5 mm, the thickness of the metal base 11a shown in FIG. At least twice the thickness, that is, 0.2 to 3.0 mm. The plating resist 27 is formed by laminating by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, or a printing method if the plating resist 27 is liquid, and by laminating by a laminating method or the like if the plating resist 27 is a dry film. If the plating resist 27 is photosensitive, patterning is performed by a photolithography process or the like, and if it is non-photosensitive, patterning is performed by a laser processing method or the like.

 次に、図28(b)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により、金、錫及び半田からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、第1の金属パッド12の表層部(図示せず)を形成する。次に、バリアメタル(図示せず)としてニッケルを析出し、更に銅を析出させて第1の金属パッド12を形成する。このとき、メタルベース11を構成する金属と金属パッド12の表層部を形成する金属との間で金属間化合物が形成される場合は、金属パッド12の表層部を形成する前にニッケル等のバリアメタルを析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。また、後述する図29(a)に示す工程において金属パッド12の表面を多層配線構造膜15の表面よりも窪ませる場合は、先に、ニッケル等のエッチング可能な金属を所定の厚さに析出させてから、金属パッド12の表層部を構成する金属を析出させ、バリアメタルとしてニッケルを析出し、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。 Next, as shown in FIG. 28 (b), at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder or an alloy thereof is formed in the opening of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating. To form a surface layer portion (not shown) of the first metal pad 12. Next, nickel is deposited as a barrier metal (not shown), and further copper is deposited to form the first metal pad 12. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal forming the metal base 11 and the metal forming the surface layer portion of the metal pad 12, a barrier such as nickel is formed before forming the surface layer portion of the metal pad 12. Deposit metal. This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. In addition, when the surface of the metal pad 12 is made lower than the surface of the multilayer wiring structure film 15 in the step shown in FIG. 29A to be described later, an etchable metal such as nickel is first deposited to a predetermined thickness. Then, a metal constituting the surface layer portion of the metal pad 12 is deposited, nickel is deposited as a barrier metal, and copper is further deposited to form the metal pad 12.

 次に、図28(c)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、表面を清浄化する。次に、図28(d)に示すように、メタルベース11aの両面に絶縁層13を形成する。絶縁層13を形成する方法は、絶縁層13を構成する絶縁樹脂が液状ならば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により絶縁樹脂を積層し、また、絶縁樹脂がドライフィルムであればラミネート法等により絶縁樹脂を積層した後、乾燥等の処理をして前記絶縁樹脂を固める。そして、前記絶縁樹脂が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、前記絶縁樹脂が非感光性であればレーザ加工法等により、前記絶縁樹脂をパターニングしてビアホール34を形成し、キュアを行って絶縁樹脂を硬化させて絶縁樹脂13を形成する。 Next, as shown in FIG. 28C, after removing the plating resist 27, the surface is cleaned. Next, as shown in FIG. 28D, insulating layers 13 are formed on both surfaces of the metal base 11a. If the insulating resin constituting the insulating layer 13 is liquid, the insulating layer 13 is formed by laminating the insulating resin by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If so, an insulating resin is laminated by a laminating method or the like, and then the insulating resin is hardened by a treatment such as drying. Then, if the insulating resin is photosensitive, the via hole 34 is formed by patterning the insulating resin by a photolithographic process or the like, and if the insulating resin is non-photosensitive, the curing is performed. Then, the insulating resin is cured to form the insulating resin 13.

 次に、図28(e)に示すように、配線パターンをサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により形成し、配線層14を形成する。このとき、ビアホール34を導電物質により埋め込み、配線層14を金属パッド12に接続する。 Next, as shown in FIG. 28E, a wiring pattern is formed by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like, thereby forming a wiring layer 14. At this time, the via hole 34 is filled with a conductive material, and the wiring layer 14 is connected to the metal pad 12.

 次に、図29(a)に示すように、サブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等による絶縁層13の形成工程及び配線層14の形成工程を繰り返し、更に金属パッド29を形成する。これにより、金属パッド12、絶縁層13、配線層14及び金属パッド29からなる多層配線構造膜15を形成する。 Next, as shown in FIG. 29A, the formation process of the insulating layer 13 and the formation process of the wiring layer 14 by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like are repeated to further form the metal pads 29. Thereby, the multilayer wiring structure film 15 including the metal pad 12, the insulating layer 13, the wiring layer 14, and the metal pad 29 is formed.

 次に、図29(b)に示すように、メタルベース11aをその表面に平行な面に沿ってスライサ又はウォーターカッタ等により切断し、分割する。即ち、メタルベース11aをその厚み方向において2分割する。これにより、メタルベース11aを、片面に多層配線構造膜15が形成された2枚のメタルベース11に分割する。 Next, as shown in FIG. 29 (b), the metal base 11a is cut by a slicer or a water cutter along a plane parallel to the surface thereof and divided. That is, the metal base 11a is divided into two in the thickness direction. Thereby, the metal base 11a is divided into two metal bases 11 each having the multilayer wiring structure film 15 formed on one side.

 以後の工程は、図10(b)乃至(d)に示す工程と同じである。即ち、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面に、エッチングレジスト28を形成し、多層配線構造膜15が露出するまでエッチングして凹部32を形成する。エッチングレジスト28を除去し、金属パッド12の表面及び金属パッド29の表面を清浄化し、半導体パッケージ基板31aを形成する。 The subsequent steps are the same as the steps shown in FIGS. That is, the etching resist 28 is formed on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11, and the recess 32 is formed by etching until the multilayer wiring structure film 15 is exposed. The etching resist 28 is removed, the surface of the metal pad 12 and the surface of the metal pad 29 are cleaned, and the semiconductor package substrate 31a is formed.

 次に、図10(d)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続し、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。 Next, as shown in FIG. 10D, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, and an underfill 17 is formed in the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16. Pour to cure.

 次いで、金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着し、図10(d)に示すような半導体装置を形成する。 Next, a BGA solder ball 19 is mounted on the metal pad 29 to form a semiconductor device as shown in FIG.

 また、キャリア基材を接合した半導体装置は、第7実施例方法又は第8実施例方法の工程を行うことにより製造可能である。この際、メタルベース11aを分割してからキャリア基材を接合してもよいが、キャリア基材をメタルベース11aの両面に形成されている多層配線構造膜15に接合してから、メタルベース11を分割してもよい。 Further, the semiconductor device having the carrier base material bonded thereto can be manufactured by performing the steps of the seventh embodiment method or the eighth embodiment method. At this time, the carrier base material may be joined after dividing the metal base 11a. However, after joining the carrier base material to the multilayer wiring structure film 15 formed on both surfaces of the metal base 11a, the metal base 11 is joined. May be divided.

 このように、本実施例の製造方法により、半導体装置の製造コストを低く抑えることができる。 Thus, the manufacturing cost of the semiconductor device can be kept low by the manufacturing method of this embodiment.

 次に、本発明方法の第12実施例について説明する。図30(a)乃至(f)並びに図31(a)及び(b)は、本第12実施例方法に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。図31(b)以降の工程は、図10(a)乃至(d)に示す工程と同一である。本実施例の製造方法は、2枚のメタルベース11を張り合わせた後、この張り合わせたメタルベース(以下、メタルベース11bという)の両面に多層配線構造膜15を形成した後、メタルベース11bを再び2枚のメタルベース11に分割することにより、2枚のメタルベース11における第2の面を形成する方法である。即ち、メタルベース11bの両面に同時に多層配線構造膜15を形成することにより、半導体装置の生産率を2倍に向上させることができる。図30(a)乃至(f)及び図31(a)に示す工程は、第1実施例方法と同じ工程であるが、第1実施例方法の替わりに第2実施例方法の図11(a)乃至(d)及び図12(a)乃至(c)又は図14(a)乃至(e)に示す工程を行い、更に図13(a)乃至(d)に示す工程を行って半導体装置を製造してもよく、又は、第3実施例方法の図15(a)乃至(f)に示す工程を行い、更に図16(a)乃至(d)に示す工程を行うことにより半導体装置を製造してもよい。また、第4実施例方法の図17(a)に示すメタルベース11を張り合わせた後、図17(b)乃至(f)に示す工程を行い、その後図18(a)乃至(d)に示す工程を行うことにより半導体装置を製造してもよく、第5実施例方法の図19(a)に示すメタルベース11を2枚張り合わせた後、この張り合わせたメタルベースに対して図19(b)乃至(f)に示すような工程を行い、更に図20(a)乃至(d)に示す工程を行って半導体装置を製造してもよい。さらに、第6実施例方法の薄膜コンデンサ21が設けられたものを使用することもできる。なお、各工程間において適宜洗浄及び熱処理を行う。 Next, a twelfth embodiment of the method of the present invention will be described. FIGS. 30A to 30F and FIGS. 31A and 31B are partial cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the method of the twelfth embodiment in the order of steps. The processes after FIG. 31B are the same as the processes shown in FIGS. In the manufacturing method of this embodiment, after two metal bases 11 are bonded together, a multilayer wiring structure film 15 is formed on both surfaces of the bonded metal bases (hereinafter referred to as metal bases 11b), and then the metal bases 11b are mounted again. In this method, the second surface of the two metal bases 11 is formed by dividing into two metal bases 11. That is, by simultaneously forming the multilayer wiring structure film 15 on both surfaces of the metal base 11b, the production rate of the semiconductor device can be improved by a factor of two. The steps shown in FIGS. 30A to 30F and FIG. 31A are the same steps as the first embodiment method, but instead of the first embodiment method, FIG. 11A of the second embodiment method is used. ) To (d) and FIGS. 12 (a) to (c) or FIGS. 14 (a) to (e), and the steps shown in FIGS. 13 (a) to (d) are further performed to obtain the semiconductor device. The semiconductor device may be manufactured by performing the steps shown in FIGS. 15A to 15F of the third embodiment method and further performing the steps shown in FIGS. 16A to 16D. May be. Further, after the metal base 11 shown in FIG. 17A of the fourth embodiment method is bonded, the steps shown in FIGS. 17B to 17F are performed, and then shown in FIGS. 18A to 18D. A semiconductor device may be manufactured by performing the steps. After two metal bases 11 shown in FIG. 19A of the fifth embodiment method are bonded together, the bonded metal bases shown in FIG. A semiconductor device may be manufactured by performing the steps shown in FIGS. 20A to 20F and further performing the steps shown in FIGS. Further, the one provided with the thin film capacitor 21 of the method of the sixth embodiment can be used. Note that cleaning and heat treatment are appropriately performed between the respective steps.

 先ず、図30(a)に示すように、厚さ0.1乃至1.5mmの金属板であるメタルベース11を2枚張り合わせてメタルベース11bを形成する。なお、このときメタルベース11間に、メタルベース11が溶出しないエッチング液に溶出して除去できるような金属板を挟み込んでもよい。また、凹部32が形成されているメタルベース11を張り合わせることも可能である。張り合わせは、メタルベース11の張り合わせる面に細かい凹凸を形成して、相互に噛み込ませるか、接着剤を使用してメタルベース11の全面又は端部のみを接着するか、又は、溶接等によりメタルベース11の全面又は端部のみを接合することによって行う。但し、図31(b)に示す工程において、メタルベース11bを再び2枚のメタルベース11に分割することを考慮すると、張り合わせはメタルベース11の端部のみを接着又は接合することによって行うことが好ましい。 First, as shown in FIG. 30 (a), two metal bases 11 which are metal plates having a thickness of 0.1 to 1.5 mm are bonded together to form a metal base 11b. At this time, a metal plate may be sandwiched between the metal bases 11 so that the metal bases 11 can be eluted and removed in an etching solution that does not elute. It is also possible to bond the metal base 11 on which the recess 32 is formed. The bonding is performed by forming fine irregularities on the bonding surface of the metal base 11 and interposing them, or by bonding the entire surface or only the end of the metal base 11 using an adhesive, or by welding or the like. This is performed by bonding the entire surface or only the end of the metal base 11. However, in consideration of dividing the metal base 11b into two metal bases 11 again in the step shown in FIG. 31B, the bonding can be performed by bonding or joining only the end portions of the metal base 11. preferable.

 次に、図30(b)に示すように、張り合わせたメタルベース11bの両表面にめっきレジスト27を形成する。形成する方法は、めっきレジスト27が液状ならばスピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等で積層し、めっきレジスト27がドライフィルムであればラミネート法等で積層した後、乾燥などの処理を施して固め、めっきレジスト27が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、非感光性であればレーザ加工法等によりパターニングする。 Next, as shown in FIG. 30B, plating resists 27 are formed on both surfaces of the bonded metal base 11b. If the plating resist 27 is liquid, it is laminated by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If the plating resist 27 is a dry film, it is laminated by a lamination method or the like and then dried. If the plating resist 27 is photosensitive, patterning is performed by a photolithography process or the like, and if the plating resist 27 is non-photosensitive, patterning is performed by a laser processing method or the like.

 次に、図30(c)に示すように、めっきレジスト27の開口部に電解めっき法又は無電解めっき法により、金、錫及び半田からなる群より選択された少なくとも1種の金属又はその合金を析出させ、第1の金属パッド12の表層部(図示せず)を形成する。次に、バリアメタル(図示せず)としてニッケルを析出し、更に銅を析出させて第1の金属パッド12を形成する。このとき、メタルベース11を構成する金属と金属パッド12の表層部を形成する金属との間で金属間化合物が形成される場合は、金属パッド12の表層部を形成する前にニッケル等のバリアメタルを析出させる。このバリアメタルはエッチングにより除去できる金属であることが好ましい。また、図31(a)に示す後の工程において金属パッド12の表面を多層配線構造膜15の表面よりも窪ませる場合は、先に、ニッケル等のエッチング可能な金属を所定の厚さに析出させてから、金属パッド12の表層部を構成する金属を析出させ、バリアメタルとしてニッケルを析出し、更に銅を析出させて金属パッド12を形成する。 Next, as shown in FIG. 30 (c), at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder or an alloy thereof is formed in the opening of the plating resist 27 by electrolytic plating or electroless plating. To form a surface layer portion (not shown) of the first metal pad 12. Next, nickel is deposited as a barrier metal (not shown), and further copper is deposited to form the first metal pad 12. At this time, when an intermetallic compound is formed between the metal forming the metal base 11 and the metal forming the surface layer portion of the metal pad 12, a barrier such as nickel is formed before forming the surface layer portion of the metal pad 12. Deposit metal. This barrier metal is preferably a metal that can be removed by etching. Further, when the surface of the metal pad 12 is made lower than the surface of the multilayer wiring structure film 15 in the subsequent process shown in FIG. 31A, an etchable metal such as nickel is first deposited to a predetermined thickness. Then, a metal constituting the surface layer portion of the metal pad 12 is deposited, nickel is deposited as a barrier metal, and copper is further deposited to form the metal pad 12.

 次に、図30(d)に示すように、めっきレジスト27を除去した後、表面を浄化する。 Next, as shown in FIG. 30D, after removing the plating resist 27, the surface is purified.

 次に、図30(e)に示すように、絶縁層13を形成する。絶縁層13を形成する方法は、絶縁層13を構成する絶縁樹脂が液状ならば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法又は印刷法等により絶縁樹脂を積層し、また、絶縁樹脂がドライフィルムであればラミネート法等により絶縁樹脂を積層した後、乾燥等の処理をして前記絶縁樹脂を固める。そして、前記絶縁樹脂が感光性であればフォトリソプロセス等により、また、前記絶縁樹脂が非感光性であればレーザ加工法等により、前記絶縁樹脂をパターニングしてビアホール34を形成し、キュアを行って絶縁樹脂を硬化させて絶縁樹脂13を形成する。 Next, as shown in FIG. 30E, the insulating layer 13 is formed. If the insulating resin constituting the insulating layer 13 is liquid, the insulating layer 13 is formed by laminating the insulating resin by a spin coating method, a die coating method, a curtain coating method, a printing method, or the like. If so, an insulating resin is laminated by a laminating method or the like, and then the insulating resin is hardened by a treatment such as drying. Then, if the insulating resin is photosensitive, the via hole 34 is formed by patterning the insulating resin by a photolithographic process or the like, and if the insulating resin is non-photosensitive, the curing is performed. Then, the insulating resin is cured to form the insulating resin 13.

 次に、図30(f)に示すように、配線パターンをサブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等により形成し、配線層14を形成する。このとき、ビアホール34を導電物質により埋め込み、配線層14を金属パッド12に接続する。 Next, as shown in FIG. 30F, a wiring pattern is formed by a subtractive method, a semi-additive method, a full additive method, or the like to form a wiring layer 14. At this time, the via hole 34 is filled with a conductive material, and the wiring layer 14 is connected to the metal pad 12.

 次に、図31(a)に示すように、サブトラクティブ法、セミアディティブ法又はフルアディティブ法等による絶縁層13の形成工程及び配線層14の形成工程を繰り返した後、金属パッド29を形成して多層配線構造膜15を形成する。 Next, as shown in FIG. 31A, after the formation process of the insulating layer 13 and the formation process of the wiring layer 14 by the subtractive method, the semi-additive method or the full additive method are repeated, the metal pad 29 is formed. Thus, the multilayer wiring structure film 15 is formed.

 次に、図31(b)に示すように、メタルベース11bを2枚のメタルベース11に分割する。メタルベース11の全面を張り合わせてある場合は、メタルベース11bの張り合わせ面をスライサ又はウォーターカッタ等により切断し分割する。メタルベース11の端部のみ張り合わせた場合は、張り合わせてある端部を切断して除去することにより分割する。なお、図30(a)に示す工程において、メタルベース11間にメタルベース11が溶出しないエッチング液に溶出する金属板を挟み込んでいる場合は、この金属板を前記エッチング液でエッチングして除去することにより、メタルベース11bを2枚のメタルベース11に分割する。この際、多層配線構造膜15をエッチング液から保護するために、多層配線構造膜15の表面にレジストを形成しても構わない。 Next, as shown in FIG. 31 (b), the metal base 11 b is divided into two metal bases 11. When the entire surface of the metal base 11 is bonded, the bonded surface of the metal base 11b is cut and divided by a slicer or a water cutter. When only the end portion of the metal base 11 is bonded, it is divided by cutting and removing the bonded end portion. In the step shown in FIG. 30A, when a metal plate that is eluted in an etching solution that does not elute the metal base 11 is sandwiched between the metal bases 11, this metal plate is removed by etching with the etching solution. As a result, the metal base 11 b is divided into two metal bases 11. At this time, a resist may be formed on the surface of the multilayer wiring structure film 15 in order to protect the multilayer wiring structure film 15 from the etching solution.

 以後の工程は、図10(b)乃至(d)に示す工程と同じである。即ち、多層配線構造膜15の裏面及びメタルベース11の表面に、エッチングレジスト28を形成し、多層配線構造膜15が露出するまでエッチングして凹部32を形成する。エッチングレジスト28を除去し、金属パッド12の表面及び金属パッド29の表面を清浄化し、半導体パッケージ基板31aを形成する。 The subsequent steps are the same as the steps shown in FIGS. That is, the etching resist 28 is formed on the back surface of the multilayer wiring structure film 15 and the surface of the metal base 11, and the recess 32 is formed by etching until the multilayer wiring structure film 15 is exposed. The etching resist 28 is removed, the surface of the metal pad 12 and the surface of the metal pad 29 are cleaned, and the semiconductor package substrate 31a is formed.

 次に、図10(d)に示すように、半導体素子16を金属パッド12に半田ボール18を介してフリップチップ接続し、多層配線構造膜15と半導体素子16との間の空間にアンダーフィル17を流し込んで硬化させる。次いで、金属パッド29にBGA用半田ボール19を装着し、図10(d)に示すような半導体装置を形成する。 Next, as shown in FIG. 10D, the semiconductor element 16 is flip-chip connected to the metal pad 12 via the solder ball 18, and an underfill 17 is formed in the space between the multilayer wiring structure film 15 and the semiconductor element 16. Pour to cure. Next, the BGA solder balls 19 are mounted on the metal pads 29 to form a semiconductor device as shown in FIG.

 また、キャリア基材を接合した半導体装置は、第7実施例方法又は第8実施例方法の工程を行うことにより製造可能である。この際、メタルベース11bを分割してからキャリア基材を接合してもよいが、キャリア基材をメタルベース11bの両面に形成されている多層配線構造膜15に接合してから、メタルベース11bを分割してもよい。 Further, the semiconductor device having the carrier base material bonded thereto can be manufactured by performing the steps of the seventh embodiment method or the eighth embodiment method. At this time, the carrier base material may be joined after dividing the metal base 11b. However, after joining the carrier base material to the multilayer wiring structure film 15 formed on both surfaces of the metal base 11b, the metal base 11b is joined. May be divided.

 このように、本実施例の製造方法により、半導体装置の製造コストを低く抑えることができる。 Thus, the manufacturing cost of the semiconductor device can be kept low by the manufacturing method of this embodiment.

本発明に係る半導体装置の第1実施例を示す図であって、図1(a)は表面側からみた斜視図、(b)は裏面側からみた斜視図、(c)は部分断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows 1st Example of the semiconductor device based on this invention, Comprising: Fig.1 (a) is the perspective view seen from the surface side, (b) is the perspective view seen from the back surface side, (c) is a fragmentary sectional view. is there. 本発明に係る半導体装置の第2実施例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the 2nd example of the semiconductor device concerning the present invention. 本発明に係る半導体装置の第3実施例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a 3rd example of a semiconductor device concerning the present invention. 本発明に係る半導体装置の第4実施例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a 4th example of a semiconductor device concerning the present invention. 本発明に係る半導体装置の第4実施例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a 4th example of a semiconductor device concerning the present invention. 本発明に係る半導体装置の第5実施例を示す図であって、図5(a)は表面側からみた斜視図、(b)は裏面側からみた斜視図、(c)は部分断面図である。FIG. 5A is a perspective view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 5A is a perspective view seen from the front side, FIG. 5B is a perspective view seen from the back side, and FIG. is there. 本発明に係る半導体装置の第6実施例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a 6th example of a semiconductor device concerning the present invention. 本発明に係る半導体装置の第7実施例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a 7th example of a semiconductor device concerning the present invention. (a)乃至(e)は本発明方法の第1実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (e) are the fragmentary sectional views which show the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Example of this invention method to process order. (a)乃至(d)は同じく、この第1実施例方法における図9の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (d) is the fragmentary sectional view which similarly shows the process of FIG. 9 in this 1st Example method in order of a process. (a)乃至(d)は本発明方法の第2実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (d) are the fragmentary sectional views which show the manufacturing method of the semiconductor device based on 2nd Example of the method of this invention in order of a process. (a)乃至(c)は同じく、この第2実施例方法における図11の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (c) is the fragmentary sectional view which similarly shows the process of FIG. 11 in this 2nd Example method in order of a process. (a)乃至(d)は同じく、この第2実施例方法における図12の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (d) is a fragmentary sectional view which similarly shows the process of FIG. 12 in this 2nd Example method in order of a process. (a)乃至(e)はこの第2実施例の変形例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (e) are the fragmentary sectional views which show the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the modification of this 2nd Example in process order. (a)乃至(f)は本発明方法の第3実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (f) is a fragmentary sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 3rd Example of this invention method to process order. (a)乃至(d)は同じく、この第3実施例方法における図15の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (d) is a fragmentary sectional view which similarly shows the process of FIG. 15 in this 3rd Example method in order of a process. (a)乃至(f)は本発明方法の第4実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (f) is a fragmentary sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 4th Example of this invention method to process order. (a)乃至(d)は同じく、この第4実施例方法における図17の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (d) is the fragmentary sectional view which similarly shows the process of FIG. 17 in this 4th Example method in order of a process. (a)乃至(f)は本発明方法の第5実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (f) is a fragmentary sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 5th Example of this invention method to process order. (a)乃至(d)は同じく、この第5実施例方法における図19の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (d) is the fragmentary sectional view which similarly shows the process of FIG. 19 in this 5th Example method in order of a process. (a)及び(b)は本発明方法の第6実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) And (b) is a fragmentary sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor device based on 6th Example of this invention method to process order. (a)乃至(d)は本発明方法の第7実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (d) are the fragmentary sectional views which show the manufacturing method of the semiconductor device based on 7th Example of this invention method in order of a process. (a)乃至(c)は同じく、この第7実施例方法における図22の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (c) is the fragmentary sectional view which similarly shows the process of FIG. 22 in this 7th Example method in order of a process. (a)乃至(c)は本発明方法の第8実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (c) are the fragmentary sectional views which show the manufacturing method of the semiconductor device based on 8th Example of this invention method in order of a process. (a)乃至(c)は本発明方法の第9実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (c) are the fragmentary sectional views which show the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 9th Example of this invention method to process order. (a)及び(b)は同じく、この第9実施例方法における図25の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) And (b) is a fragmentary sectional view which shows the next process of FIG. 25 in this 9th Example method in order of a process. (a)乃至(c)は本発明方法の第10実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (c) are the fragmentary sectional views which show the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 10th Example of this invention method to process order. (a)乃至(e)は本発明方法の第11実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (e) are the fragmentary sectional views which show the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 11th Example of this invention method to process order. (a)及び(b)は同じく、この第11実施例方法における図28の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) And (b) is a fragmentary sectional view which shows the next process of FIG. 28 in this 11th Example method in order of a process. (a)乃至(f)は本発明方法の第12実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す部分断面図である。(A) thru | or (f) is a fragmentary sectional view which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 12th Example of this invention method to process order. (a)及び(b)は同じく、この第12実施例方法における図30の次の工程を工程順に示す部分断面図である。(A) And (b) is a fragmentary sectional view which shows the next process of FIG. 30 in this 12th Example method in order of a process.

符号の説明Explanation of symbols

 11、11a、11b;メタルベース
 12;金属パッド
 13;絶縁層
 14;配線層
 15;多層配線構造膜
 16;半導体素子
 17;アンダーフィル
 18;半田ボール
 19;BGA用半田ボール
 20;半田ボール
 21;薄膜コンデンサ
 22;接着剤
 23;導電性ペースト
 24、24a;プリント基板
 25;接続ピン
 26;セラミック基板
 27;レジスト
 28;レジスト
 29;金属パッド
 30;スルーホール
 31a〜31e;半導体パッケージ基板
 32;凹部
 33;凹部
 34;ビアホール
 35;金属膜
 36;レジスト
11, 11a, 11b; Metal base 12; Metal pad 13; Insulating layer 14; Wiring layer 15; Multilayer wiring structure film 16; Semiconductor element 17; Underfill 18; Solder ball 19; BGA solder ball 20; Thin film capacitor 22; Adhesive 23; Conductive paste 24, 24a; Printed circuit board 25; Connection pin 26; Ceramic board 27; Resist 28; Resist 29; Metal pad 30; Through hole 31a to 31e; Recess 34; via hole 35; metal film 36; resist

Claims (17)

金属板からなり開口部を有するメタルベースと、前記メタルベースの表面上に直接積層された多層配線構造膜と、を有し、前記多層配線構造膜は、前記メタルベースに接する第1の面における前記開口部内の領域に形成されその表面が前記第1の面よりも突出した位置にある第1の金属パッドを有することを特徴とする半導体パッケージ基板。 A metal base made of a metal plate and having an opening, and a multilayer wiring structure film laminated directly on a surface of the metal base, the multilayer wiring structure film on a first surface in contact with the metal base A semiconductor package substrate, comprising: a first metal pad formed in a region in the opening and having a surface protruding from the first surface. 前記多層配線構造膜は、交互に積層された複数の配線層及び絶縁層と、前記絶縁層に設けられ前記配線層間を接続するビアと、前記第1の面の反対側の第2の面に形成された第2の金属パッドとを有し、前記第2の金属パッドは前記配線層及び前記ビアを介して前記第1の金属パッドに接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ基板。 The multilayer wiring structure film includes a plurality of wiring layers and insulating layers stacked alternately, vias provided in the insulating layer and connecting the wiring layers, and a second surface opposite to the first surface. The second metal pad is formed, and the second metal pad is connected to the first metal pad through the wiring layer and the via. Semiconductor package substrate. 前記メタルベースにおける前記多層配線構造膜側の面における前記開口部の縁部に金属膜が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体パッケージ基板。 3. The semiconductor package substrate according to claim 1, wherein a metal film is formed at an edge of the opening on a surface of the metal base on the multilayer wiring structure film side. 少なくとも1個の前記第1の金属パッドと前記配線層との間に薄膜コンデンサを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 4. The semiconductor package substrate according to claim 1, further comprising a thin film capacitor between at least one of the first metal pads and the wiring layer. 5. 前記メタルベースは、ステンレス、鉄、ニッケル、銅及びアルミニウムからなる群から選択された少なくとも1種の金属又はその合金からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 5. The semiconductor according to claim 1, wherein the metal base is made of at least one metal selected from the group consisting of stainless steel, iron, nickel, copper, and aluminum, or an alloy thereof. Package substrate. 前記第1の金属パッドの表層部分は、金、錫及び半田からなる群から選択された少なくとも1種の金属又はその合金により覆われていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 6. The surface layer portion of the first metal pad is covered with at least one metal selected from the group consisting of gold, tin, and solder, or an alloy thereof. The semiconductor package substrate according to item. 前記絶縁層は、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、BCB(benzocyclobutene)及びPBO(polybenzoxazole)からなる群から選択された1種又は2種以上の有機樹脂からなる層が積層されたものであることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 The insulating layer is one or more organic resins selected from the group consisting of epoxy resin, epoxy acrylate resin, urethane acrylate resin, polyester resin, phenol resin, polyimide resin, BCB (benzocyclobutene) and PBO (polybenzoxazole). The semiconductor package substrate according to claim 2, wherein layers made of 前記多層配線構造膜の前記第2の面上に配置され、前記第2の金属パッドに接続されたキャリア基材を有することを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 8. The semiconductor according to claim 2, further comprising a carrier substrate disposed on the second surface of the multilayer wiring structure film and connected to the second metal pad. 9. Package substrate. 前記キャリア基材が前記第2の金属パッドに導電性ペースト又は異方導電膜を介して接続されていることを特徴とする請求項8に記載の半導体パッケージ基板。 The semiconductor package substrate according to claim 8, wherein the carrier base material is connected to the second metal pad via a conductive paste or an anisotropic conductive film. 前記キャリア基材は、少なくとも1層の配線層を有するプリント基板、セラミック基板又は有機無機複合基板のいずれかであることを特徴とする請求項8又は9に記載の半導体パッケージ基板。 10. The semiconductor package substrate according to claim 8, wherein the carrier base material is any one of a printed circuit board, a ceramic substrate, and an organic-inorganic composite substrate having at least one wiring layer. 前記キャリア基材が抵抗を有することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 The semiconductor package substrate according to claim 8, wherein the carrier base material has a resistance. 前記キャリア基材がコンデンサを有することを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 The semiconductor package substrate according to claim 8, wherein the carrier base material includes a capacitor. 前記キャリア基材がグランド機能を有することを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 The semiconductor package substrate according to claim 8, wherein the carrier base material has a ground function. 前記キャリア基材における前記多層配線構造膜が配置されていない側の表面に半田ボール又は接続ピンが配置され、この半田ボール又は接続ピンは前記キャリア基材を介して前記第2の金属パッドに接続されていることを特徴とする請求項8乃至13のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板。 Solder balls or connection pins are arranged on the surface of the carrier substrate where the multilayer wiring structure film is not arranged, and the solder balls or connection pins are connected to the second metal pads via the carrier substrate. The semiconductor package substrate according to claim 8, wherein the semiconductor package substrate is formed. 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の半導体パッケージ基板と、この半導体パッケージ基板における前記メタルベースの前記開口部内に嵌入され前記第1の金属パッドに接続された半導体素子と、を有することを特徴とする半導体装置。 The semiconductor package substrate according to claim 1, and a semiconductor element that is fitted into the opening of the metal base and connected to the first metal pad in the semiconductor package substrate. A semiconductor device characterized by the above. 前記半導体素子が、低融点金属又は導電性樹脂のいずれかの材料により前記第1の金属パッドにフリップチップ接続されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor element is flip-chip connected to the first metal pad by a material of either a low melting point metal or a conductive resin. 前記半導体素子が、低融点金属、有機樹脂又は金属混入樹脂からなる群から選択された少なくとも1種の材料により前記多層配線構造膜に連結されていることを特徴とする請求項15又は16に記載の半導体装置。 17. The semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor element is connected to the multilayer wiring structure film by at least one material selected from the group consisting of a low melting point metal, an organic resin, or a metal-mixed resin. Semiconductor device.
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