JP2004311788A - Sheet module and its manufacturing method - Google Patents
Sheet module and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004311788A JP2004311788A JP2003104553A JP2003104553A JP2004311788A JP 2004311788 A JP2004311788 A JP 2004311788A JP 2003104553 A JP2003104553 A JP 2003104553A JP 2003104553 A JP2003104553 A JP 2003104553A JP 2004311788 A JP2004311788 A JP 2004311788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- semiconductor
- module
- resin
- wiring pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
- H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
- H01L2221/68354—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used to support diced chips prior to mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01019—Potassium [K]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度なモジュールの実現が可能であり、かつフレキシブル性を有する半導体内蔵モジュール及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高機能化に伴い、半導体の高密度、高機能化が一層叫ばれている。これによりそれらを実装するため回路基板もまた小型高密度なものが望まれている。これらの要求に対し、高密度実装を実現する手段として、LSI間や部品間の電気配線を最短距離で接続できる基板の層間の電気接続方式であるインナビアホール接続法が、最も回路の高密度配線化が図れることから各方面で開発が進められている。しかしながらこれらの方法によっても、2次元的に部品を高密度に実装することは限界に近づきつつある。
【0003】
またこれらのインナービア構造の高密度実装基板は、樹脂系の材料で構成されるため、熱伝導度が低く、部品実装が高密度になればなる程部品からの発生する熱を放熱させることは困難となる。2000年の予測では、CPUのクロック周波数が1GHz程度になるといわれており、またその機能の高度化とあいまってCPUの消費電力も1チップ当たり100〜150Wに達しようとする予測もある。また高速化、高密度化に伴いノイズの影響も避けて通れなくなりつつある。従って回路基板は高密度、高機能に加え、対ノイズ、放熱性に加え部品を内蔵した3次元実装形態のモジュールの出現が期待されている。
【0004】
このような要求に対し、多層セラミック基板を応用し内部にコンデンサや抵抗体を形成したモジュールが提案されている。このようなセラミック多層基板では、基板材料と同時焼性可能な高誘電体材料をシート状に加工し、内部に挟み込んで焼成することで得られるが、異種の材料を同時焼性する場合、焼結タイミングのずれや、焼結時の収縮率の違いにより、焼成後そりが生じたり内部の配線に剥離が生じたりすることがあり、精密な焼成条件のコントロールが必要である。またセラミック基板による部品内蔵は、先に示した通り同時焼性が基本であるため、コンデンサや抵抗体などは形成できるが、シリコンなどの半導体を同時焼性することは不可能であり内蔵することはできない。
【0005】
一方、低温で半導体などの能動部品やコンデンサ、抵抗などの受動部品を内蔵させた回路基板の提案がなされている。下記特許文献1〜2には、プリント基板材に形成された銅配線に電子部品を搭載し、更にその上に樹脂で一面に被覆して埋め込み層を形成し、さらに接着剤で複数層接着する方法が記載されており、また下記特許文献3には貫通のスルーホール内に誘電体などの材料を埋設し、表面電極を形成してコンデンサや抵抗を内蔵する方法が記載されている。
【0006】
また、下記特許文献4には、インナービア構成で半導体やコンデンサなどを内蔵させる方法が記載されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平03−69191号公報
【0008】
【特許文献2】
特開平11−103147号公報
【0009】
【特許文献3】
特開平09−214092号公報
【0010】
【特許文献4】
特開平11−220262号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の場合において内蔵前に部品を配線上に実装している。半導体ベアチップを内蔵する場合においてもあらかじめ半導体を実装しておく必要があるため半導体周囲には封止樹脂が存在する。そのため、上記半導体内蔵基板において半導体の近くにビアを形成することが困難である。
【0012】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、高密度なモジュールの実現が可能であり、かつフレキシブル性を有する半導体内蔵モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のシート状モジュールは、無機フィラーと樹脂の混合物を含む電気絶縁層と、前記電気絶縁層の片面に少なくとも配線パターンを有する配線キャリア層と、前記電気絶縁層の他方面に配線パターン層を備え、前記配線キャリア層の配線パターンと前記他方面の配線パターン間を相互に接続するインナービアと、前記電気絶縁層内部に埋め込まれた半導体を含むシート状モジュールであって、前記半導体の外部電極が前記配線キャリアの配線パターンと突起電極を介して電気接続し、前記半導体の外部電極面と前記配線キャリア間に存在する電気絶縁材料が、前記電気絶縁層と同一の材料であり、前記電気絶縁層及び前記電気絶縁層の他方面の前記配線パターン層とが略同一面を形成していることを特徴とする。
【0014】
本発明のシート状モジュール第2番目の製造方法は、無機フィラーと樹脂の混合物をシート状に加工し、前記無機フィラーと樹脂からなるシート状物に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填し、離型フイルムの片面に配線パターンを形成し、半導体の外部電極上に導電性の突起物を形成し、配線パターンを有する配線キャリア層に前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填したシート状物を位置合わせして重ね、前記シート状物に前記導電性の突起物を形成した半導体の外部電極側を内側にして位置合わせして重ね、前記半導体を重ねたシート状物に銅箔を重ね、前記半導体を前記シート状物に埋没一体化させつつ前記半導体を前記配線キャリア表面の配線パターンに実装し、加熱加圧することで前記シート状物中の熱硬化樹脂及び導電性樹脂組成物を硬化させ、前記銅箔を加工して配線パターンを形成することを含むことを特徴とする。
【0015】
本発明のシート状モジュール第2番目の製造方法は、無機フィラーと樹脂の混合物をシート状加工し、前記無機フィラーと樹脂からなるシート状物に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填し、離型フイルムの片面に配線パターンを形成し、半導体の外部電極上に導電性の突起物を形成し、配線パターンを有する配線キャリア層に前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填したシート状物を位置合わせして重ね、前記シート状物に前記導電性の突起物を形成した半導体の外部電極側を内側にして位置合わせして重ね、前記半導体を重ねたシート状物に前記離型フイルム上に配線パターンを有する前記離型フイルムの配線パターンを内側にして位置合わせして重ね、前記半導体を前記シート状物に埋没一体化させつつ前記半導体を前記配線キャリア表面の配線パターンに実装し、加熱加圧することで前記シート状物中の熱硬化樹脂及び導電性樹脂組成物を硬化させ、前記離型フイルムを剥離することを含むことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明のシート状モジュールは、半導体の外部電極が配線キャリアの配線パターンと突起電極を介して電気接続し、半導体の外部電極面と配線キャリア間に存在する電気絶縁材料が、電気絶縁層と同一の材料であり、電気絶縁層及び電気絶縁層の他方面の配線パターン層とが略同一面を形成していることにより、半導体近傍にビアを形成することができ、高密度なシート状モジュールを形成できる。
【0017】
また、本構造の電気絶縁層を複数層有する多層シート状モジュールとすることでより高密度に半導体を実装したモジュールを実現できる。
【0018】
また、前記配線層は支持体の表面に形成されていてもよい。支持体を剥離することにより、配線基板等に実装可能なパッケージが得られる。また、露出した配線パターン上に他の電気素子などが実装できる。この場合において、前記支持体が有機フイルム又は金属箔からなることが望ましい。また、配線キャリアが電気絶縁層と2層以上の配線層を有することで、多層の半導体内蔵モジュールが可能である。また前記構成においては、配線キャリアの電気絶縁層として補強材と熱硬化樹脂を用いることとで、この機械的強度を有するモジュールを実現できる。
【0019】
配線キャリアの電気絶縁層として、熱可塑性樹脂からなるフイルム状基材を用いることで、フレキシブル性を有する多層配線構造のモジュールを実現できる。前記配線キャリアの電気絶縁層の補強材と熱硬化樹脂で構成された電気絶縁層の熱硬化樹脂が、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びイソシアネート樹脂から選ばれる少なくとも一つであるであることが望ましい。耐熱性や電気絶縁性に優れるからである。前記配線キャリアの電気絶縁層の熱可塑性樹脂からなるフイルム状基材が、全芳香族ポリエステル、フッ素樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂及びポリフェニレンサルファイド樹脂から選ばれる少なくとも一つであることが望ましい。
【0020】
また前記構成において、前記電気絶縁層及び前記電気絶縁層の他方面の前記配線パターン層と前記半導体の外部電極面と反対の面とが略同一面を形成することが望ましい。これにより前記電気絶縁層の厚みが半導体の厚み程度のモジュールを実現できる。また前記に加え、半導体表面を露出させることでモジュール表面の半導体を直接冷却可能な放熱性の優れた半導体内蔵モジュールを実現できる。
【0021】
また前記構成において、前記無機フィラーと樹脂の混合物からなる電気絶縁層の厚みが1.5倍以下であり、前記配線キャリアを含めた総厚みが200μm以下で、かつ可トウ性を有することを特徴とすることが望ましい。これによってフレキシブル性を持ったモジュールを実現できる。
【0022】
前記無機フィラーと樹脂の混合物からなる電気絶縁層の樹脂に、熱硬化性樹脂を用いることで、前記に加え前記半導体が熱硬化樹脂で封止されていて機械的強度を有するモジュールを実現できる
また前記構成において、前記無機フィラーが、SiO2,Al2O3,MgO,TiO2,BN,AlN及びSi3N4から選ばれる少なくとも一つであることが望ましい。種々の性能を発揮させることができるからである。即ち,Al2O3,TiO2,BN,AlNを用いた場合、熱伝導性に優れたモジュールとなる。また、MgOでは、熱伝導が良好になりかつ熱膨張係数を大きくすることができる。さらにSiO2(特に非結晶SiO2)であれば、熱膨張係数が小さく、軽く、また誘電率の小さいモジュールとすることができる。
【0023】
また前記構成において、前記インナービアを金属メッキとすることで、既存のメッキプロセスを利用してビア形成と同時に前記絶縁体表面に薄い配線層を形成できる。
【0024】
前記インナービアを導電性樹脂組成物とすることで、多層高密度ビアがインナービア構造で形成できる。これによって薄くきわめて高密度なモジュールが実現できる。
【0025】
また上記に加えて記載のシート状モジュールの無機フィラーと樹脂の混合物からなる電気絶縁層に、更に受動部品を内蔵することで、多様なモジュールを作製できる。
【0026】
さらに、前記受動部品として既存のチップ部品を内蔵することで容易に特性の安定したモジュールが実現できる。
【0027】
あるいは、前記受動部品が前記配線層のパターン間に形成された膜状受動部品であることで薄型モジュールの実現が可能である。この場合において、膜状受動部品が、薄膜もしくは無機フィラーと熱硬化樹脂の混合物よりなる抵抗、コンデンサ、インダクタからなるものが望ましい。薄膜では優れた性能の受動部品が得られるからである。また、フィラーと熱硬化性樹脂の混合物よりなる受動部品は、製造が容易で信頼性も高い。
【0028】
本発明の第1〜2番目の製造方法によれば、簡易な工法でシート状モジュールを形成できる。また離型フイルムに配線パターンを形成したものを使用するので、エッチング後の湿式処理が不要となり、より工程を簡略化できる。
【0029】
前記構成においては、前記無機フィラーと樹脂からなるシート状物に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填する工程とに代えて、加熱硬化の後、貫通孔を形成し、銅メッキによってスルーホールとすることが望ましい。従来のスルーホール技術をそのまま利用することができるので、工業上極めて有効である。
【0030】
前記製造方法において、配線パターンを有する配線キャリア層に積層して半導体を実装したが、銅箔を積層して絶縁層の加熱硬化後に前記銅箔を加工して配線パターンを形成して配線パターンを形成することを特徴とする。この方法により、簡易な工法でシート状モジュールを形成できる。
【0031】
前記製造方法において、前記シート状物に前記導電性の突起物を形成した半導体の外部電極側を内側にして位置合わせして重ねる工程と前記半導体を重ねたシート状物に銅箔を重ねる工程とが、前記半導体の外部電極と反対の面を銅箔に固定する工程と前記半導体を固定した前記銅箔を前記シート状物に位置合わせして重ねる工程であることを特徴とする。この方法により、半導体内蔵と前記シート状物の硬化を同時にでき、簡易な工法でシート状モジュールを形成できる。
【0032】
前記製造方法において、前記シート状物に前記導電性の突起物を形成した半導体の外部電極側を内側にして位置合わせして重ねる工程と前記半導体を重ねたシート状物に銅箔を重ねる工程とが、前記半導体の外部電極と反対の面を銅箔に固定する工程と前記半導体を固定した前記銅箔を前記シート状物に位置合わせして重ねる工程であることを特徴とする。この方法により半導体内蔵と前記シート状物の硬化を同時にでき、簡易な工法でシート状モジュールを形成できる。
【0033】
前記製造方法において、前記半導体の外部電極と反対の面を前記離型フイルムに固定が接着剤によって行われ、前記離型フイルムを剥離する工程において前記接着剤が前記半導体と一体となって剥離されることを特徴とする。この方法によって一括して位置合わせして積層できるので、簡易な工法でシート状モジュールを形成できる。
【0034】
前記製造方法において、前記半導体を前記シート状物に埋没一体化させつつ前記半導体を前記配線キャリア表面の配線パターンに実装する工程が、前記半導体を前記シート状物に埋没一体化させつつ前記半導体を前記配線キャリア表面の配線パターンに実装する工程の後であることを特徴とする。この方法によって一括して位置合わせして積層できるので、簡易な工法でシート状モジュールを形成できる。
【0035】
前記製造方法において、前記半導体を前記シート状物に埋没一体化させつつ前記半導体を前記配線キャリア表面の配線パターンに実装する工程と、加熱加圧することで前記シート状物中の熱硬化樹脂及び導電性樹脂組成物を硬化させる工程とが、加熱加圧することで同時に行われることを特徴とする。これによって簡易な工法でシート状モジュールを形成できる。
【0036】
前記構成において、前記配線パターンを有する配線キャリア層として基板を用いることができる。これによって容易に多層の半導体内蔵モジュールを形成できる。
【0037】
また前記構成において、半導体の外部電極上に導電性の突起物が金バンプであることが望ましい。
【0038】
また前記構成において、加熱加圧する温度が150〜260℃の範囲であることが望ましい。
【0039】
また前記構成において、加熱加圧する圧力が10〜200Kg/cm2の範囲であることが望ましい。
【0040】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例について解説する。
【0041】
(実施の形態1)
この実施の形態1は、本発明のシート状モジュールの一例であり、図1はこの実施形態の半導体内蔵シート状モジュールの断面図である。この実施形態の半導体内蔵シート状モジュールは、電気絶縁層101と、電気絶縁層101の片面に少なくとも形成された配線層102と、電気絶縁層101の他方面に配線パターン層103を有し、配線キャリア層として配線層102と配線パターン層103を電気的に接続するインナービア104と、電気絶縁層101の内部に配置された半導体105を含み、配線層102と半導体105との接続は、突起電極106を介して接続されており、配線層102と半導体105間に存在する電気材料が、電気絶縁層101と同一の材料よりなる。電気絶縁層101は、無機フィラーと樹脂とを含む混合物からなる。無機フィラーには、たとえば、Al2O3、MgO、BN、AlN又はSiO2などを用いることができる。無機フィラーは、混合物に対して70重量%から95重量%であることが好ましい。無機フィラーの平均粒子径は、0.1μm〜20μm以下であることが好ましい。熱硬化性樹脂には、たとえば、耐熱性が高いエポキシ樹脂、フェノール樹脂又はシアネート樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、耐熱性が特に高いため特に好ましい。なお、混合物は、さらに分散剤、着色剤、カップリング剤又は離型剤を含んでいてもよい。
【0042】
配線層102及び配線パターン層103は、電気導電性を有する物質からなり、たとえば、銅箔や導電性樹脂組成物からなる。配線パターンとして銅箔を用いる場合、たとえば、電解メッキにより作製された厚さ18μm〜35μm程度の銅箔が使用できる。銅箔は、電気絶縁層101との接着性を向上させるため、電気絶縁層101と接触する面を粗化することが望ましい。また、銅箔には、接着性及び耐酸化性向上のため、銅箔表面をカップリング処理したものや、銅箔表面に錫、亜鉛又はニッケルをメッキしたものを使用してもよい。また、配線層102及び配線パターン層103には、エッチング法又は打ち抜き法で形成された金属板のリードフレームを用いてもよい。以後、配線キャリア表面の配線層及び配線パターン層をまとめる場合は、「配線パターン」と表記する。
【0043】
インナービア104は、たとえば、熱硬化性の導電性物質からなる。熱硬化性の導電性物質としては、たとえば、金属粒子と熱硬化性樹脂とを混合した導電性樹脂組成物を用いることができる。金属粒子としては、金、銀、銅又はニッケルなどを用いることができる。金、銀、銅又はニッケルは導電性が高いため好ましく、銅は導電性が高くマイグレーションも少ないため特に好ましい。熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂又はシアネート樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は、耐熱性が高いため特に好ましい。
【0044】
半導体105は、たとえば、トランジスタ、IC、LSIなどの素子が用いられる。半導体素子は、半導体ベアチップであってもよい。
【0045】
図1に示したシート状モジュールでは、配線層と102と配線パターン層103とが、電気絶縁層101の貫通孔に充填されたインナービア104によって接続される。したがって、図1に示したシート状モジュールでは、高密度に回路部品103を実装することができる。
【0046】
また、本発明のシート状モジュールでは、電気絶縁層101に含まれる無機フィラーによって回路部品で発生した熱が速やかに伝導される。したがって、信頼性の高いシート状モジュールが得られる。
【0047】
また、図1に示したシート状モジュールでは、電気絶縁層101に用いる無機フィラーを選択することによって、電気絶縁層101の線膨張係数、熱伝導度、誘電率などを容易に制御することができる。電気絶縁層101の線膨張係数を半導体素子と略等しくすると、温度変化によるクラックの発生等を防止することができるため、信頼性の高いシート状モジュールが得られる。電気絶縁層101の熱伝導性を向上させると、高密度で回路部品を実装した場合にも、信頼性の高いシート状モジュールが得られる。電気絶縁層101の誘電率を低くすることによって、誘電損失の少ない高周波回路用モジュールが得られる。
【0048】
また、図1に示したシート状モジュールでは、半導体105の背面が電気絶縁層101と略同一平面を形成していて、半導体105の背面が露出しているため、半導体を直接冷却可能である。
【0049】
また、本発明のシート状モジュールは、電気絶縁層101の材料として、無機フィラーと樹脂との混合物を用いているため、セラミック基板と異なり、高温で焼成する必要がなく製造が容易である。
【0050】
なお、図1に示したシート状モジュールでは、配線層102及び配線パターン層103は電気絶縁層101に埋設されている場合を示したが、配線層102及び配線パターン層103が電気絶縁層101に埋設されていなくもよい(図5(h))。
【0051】
また、図1に示したシート状モジュールでは配線層102及び配線パターン層103上に回路部品が実装されていない場合を示したが、キャリア層102及び配線パターン層103上の回路部品を内蔵してもよい(以下の実施形態において同様である)。
【0052】
配線層102及び配線パターン層103上に回路部品を実装することによって、さらに高密度に回路部品を実装できる。
【0053】
(実施の形態2)
この実施の形態2は、本発明のシート状モジュールの一例であり、図2はこの実施形態の半導体内蔵シート状モジュールの断面図である。
【0054】
同図において、実施の形態1と同一名称の要素は、実施の形態1と同様の構成である。実施の形態2に示したシート状モジュールでは、実施の形態1のシート状モジュールに対して半導体205の背面が電気絶縁層201に内蔵されている。
【0055】
(実施の形態3)
この実施の形態3は、本発明のシート状モジュールの一例であり、図3はこの実施形態の半導体内蔵シート状モジュールの断面図である。
【0056】
同図において、実施の形態1と同一名称の要素は、実施の形態1と同様の構成である。
【0057】
実施の形態3に示したシート状モジュールでは、実施の形態1のシート状モジュールに対して配線キャリア層として配線層102のみであったものが表層に配線層302を有する多層基板307となっている。
【0058】
多層基板としてはガラスエポキシ基板といった樹脂基板、セラミック基板又はフレキ基板といった従来の多層基板を用いることができる。
【0059】
(実施形態4)
この実施の形態4は、本発明のシート状モジュールの一例であり、図4はこの実施形態の半導体内蔵シート状モジュールの断面図である。
【0060】
同図において、実施の形態3と同一名称の要素は、実施の形態3と同様の構成である。
【0061】
実施の形態4に示したシート状モジュールでは、実施の形態4のシート状モジュールに対してインナービアに代えてスルーホール404を有する。なお、本実施の形態では配線キャリア層として多層基板407を用いる場合を示しているが、実施の形態1と同様にキャリア層が配線層のみの形態でも可能である。
【0062】
(実施形態5)
この実施形態5では、図1に示したシート状モジュールの製造方法の一実施形態を説明する。実施形態5で用いられる材料及び半導体は、実施形態1で説明したものである。
【0063】
図5(a)〜(h)はシート状モジュールの製造工程の一実施形態を示す断面図である。まず、図5(a)に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を加工することによって板状の混合物501を形成する。板状の混合物501は、無機フィラーと未硬化状態の熱硬化性樹脂とを混合してペースト状混練物とし、そのペースト状混練物を一定厚みに成型することによって形成することができる。板状の混合物501を、熱硬化性樹脂の硬化温度より低い温度で熱処理をしてもよい。熱処理をすることによって、混合物501の可撓性を維持しながら粘着性を除去することができるため、その後の処理が容易になる。また、溶剤によって熱硬化性樹脂を溶解させた混合物では、熱処理をすることによって、溶剤の一部を除去することができる。
【0064】
その後、図5(b)に示すように、混合物501の所望の位置に貫通孔502を形成することによって、貫通孔502が形成された板状体を形成する。貫通孔502は、たとえば、レーザ加工、ドリルによる加工又は金型による加工で形成することができる。レーザ加工は、微細なピッチで貫通孔502を形成することができ、削り屑が発生しないため好ましい。レーザ加工では、炭酸ガスレーザやエキシマレーザを用いると加工が容易である。なお、貫通孔502は、ペースト状混練物を成型して板状の混合物501を形成する際に、同時に形成してもよい。
その後、図5(c)に示すように、貫通孔502に導電性樹脂組成物503を充填することによって、貫通孔502に導電性樹脂組成物503が充填された板状体を形成する。
【0065】
図5(a)〜(c)の工程と平行して、半導体504上に突起電極505を形成する。
【0066】
図5(a)〜(c)の工程と平行して、銅箔506a及び506bを形成する。
その後、図5(f)に示すように、銅箔506a、図5(c)の板状体、突起電極505を形成した半導体504及び銅箔506bを重ねる。
【0067】
その後、図5(g)に示すように、位置合わせして重ねたものを加圧することによって半導体504を埋設させると同時に突起電極505によって半導体504を銅箔506aに電気的に接続する。このようにして板状体を形成した後、これを加熱することによって、混合物501及び導電性樹脂組成物503中の熱硬化性樹脂を硬化させ、半導体504が埋設された板状体を形成する。加熱は、混合物501及び導電性樹脂組成物503中の熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度(たとえば150℃〜260℃)で行い、混合物501は電気絶縁層507となり、導電性樹脂組成物はインナービア508となる。この工程によって、銅箔506a及び506bと半導体504と絶縁層507とが機械的に強固に接着する。
【0068】
また、インナービア508によって、銅箔506a及び506bが電気的に接続される。なお、加熱によって混合物501及び導電性樹脂組成物503中の熱硬化性樹脂を硬化させる際に、加熱しながら10kg/cm2〜200kg/cm2の圧力で加圧することによって、シート状モジュールの機械的強度を向上させることができる(以下の実施形態において同様である)。
【0069】
その後、図5(h)に示すように、銅箔506a及び506bを加工することによって配線パターン509a及び509bを形成する。
【0070】
このようにして、実施形態1で説明したシート状モジュールが形成される。上記製造方法によれば、実施形態1で説明したシート状モジュールを容易に製造することができる。
【0071】
なお、実施形態5では、貫通孔501に充填する導電性物質として導電性樹脂組成物503を用いたが、熱硬化性の導電性物質であればよい(以下の実施形態において同様である)。
【0072】
(実施形態6)
この実施形態6では、図1に示したシート状モジュールの製造方法の他の一実施形態を説明する。実施形態6で用いられる材料は、実施形態1で説明したものである。
【0073】
図6(a)〜(h)は、実施形態6におけるシート状モジュールの製造工程を示す断面図である。まず、図6(a)に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を加工することによって板状の混合物601を形成する。この工程は図5(a)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0074】
その後、図6(b)に示すように、混合物601の所望の位置に、貫通孔602を形成する。この工程は図5(b)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0075】
その後、図6(c)に示すように、貫通孔602に導電性樹脂組成物603を充填することによって、貫通孔602に導電性樹脂組成物603が充填された板状体を形成する。
【0076】
図6(a)〜(c)の工程と平行して、半導体604上に突起電極605を形成する。
図6(a)〜(c)の工程と平行して、図6(e)に示すように、離型フイルム607上に配線パターン606を形成する。離型フイルム607には、たとえば、ポリエチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイトのフイルムを用いることができる。配線パターン606は、たとえば、離型フイルム607に銅箔を接着した後フォトリソ工程及びエッチング工程を行うことによって形成できる。また、配線パターン606には、エッチング法又は打ち抜き法で形成された金属板のリードフレームを用いてもよい。
【0077】
その後、図6(f)に示すように、配線パターン606a及び606bと導電性物質603とが所望の部分で接続されるように、離型フイルム607a、図6(c)の板状体及び離型フイルム607bを位置合わせして重ねる。
【0078】
その後、図6(g)に示すように、位置合わせして重ねたものを加圧し加熱することによって半導体604を埋設させると同時に突起電極605によって半導体604を配線パターン606aに電気的に接続させ、混合物601及び導電性樹脂組成物603中の熱硬化性樹脂を硬化させ、半導体604ならびに配線パターン606a及び606bが埋設された板状体を形成する。加熱は、混合物601及び導電性樹脂組成物603中の熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度(たとえば150℃〜260℃)で行い、混合物601は電気絶縁層608となり、導電性樹脂組成物602はインナービア609となる。
【0079】
その後、図6(h)に示すように、離型フイルム606a及び606bを図6(g)の板状体から剥離する。
【0080】
このようにして、実施形態1で説明したシート状モジュールが形成される。上記製造方法によれば、実施形態1で説明したシート状モジュールを容易に製造することができる。
【0081】
なお、本方法では、あらかじめ配線パターン606を形成した離型フイルム607を用いるため、配線パターン606が電気絶縁層608に埋め込まれ表面が平坦なシート状モジュールを製造できる(以下の実施形態において離型フイルムを用いる場合は同様である)。
【0082】
(実施の形態7)
この実施形態7では、図1に示したシート状モジュールの製造方法の他の一実施形態を説明する。実施形態7で用いられる材料は、実施形態1で説明したものである。
【0083】
図7(a)〜(h)は、実施形態7におけるシート状モジュールの製造工程を示す断面図である。まず、図7(a)に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を加工することによって板状の混合物701を形成する。この工程は図5(a)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0084】
その後、図7(b)に示すように、混合物701の所望の位置に、貫通孔702を形成する。この工程は図5(b)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0085】
その後、図7(c)に示すように、貫通孔702に導電性樹脂組成物703を充填することによって、貫通孔702に導電性樹脂組成物702が充填された板状体を形成する。
【0086】
図7(a)〜(c)の工程と平行して、図7(d)に示すように、離型フイルム707a上に配線パターン706aを形成する。この工程は図6(e)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0087】
さらに、図7(a)〜(c)の工程と平行して、図7(e)に示すように、離型フイルム707b上に突起電極705を形成した半導体704と配線パターン706bを固定する。なお、本工程では図7(d)と同様の工程で作製した配線パターン706bを有する離型フイルム706b上に突起電極705を形成した半導体704を固定する工程にすることで容易に作製できる。
【0088】
その後、図7(f)に示すように、配線パターン706a及び706bと導電性物質703とが所望の部分で接続されるように、図7(e)の半導体が固定された離型フイルム707b、図7(c)の板状体及び図7(d)の離型フイルム707bを位置合わせして重ねる。
【0089】
その後、図7(g)に示すように、位置合わせして重ねたものを加圧し加熱することによって半導体704を埋設させると同時に突起電極705によって半導体704を配線パターン606aに電気的に接続させ、混合物701及び導電性樹脂組成物703の熱硬化性樹脂を硬化させ、半導体704ならびに配線パターン706a及び706bが埋設された板状体を形成する。加熱は、混合物701及び導電性樹脂組成物703中の熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度(たとえば150℃〜260℃)で行い、混合物701は電気絶縁層708となり、導電性樹脂組成物702はインナービア609となる。
【0090】
その後、図7(h)に示すように、離型フイルム706a及び706bを図7(g)の板状体から剥離する。
【0091】
このようにして、実施形態1で説明したシート状モジュールが形成される。上記製造方法によれば、実施形態1で説明したシート状モジュールを容易に製造することができる。
【0092】
(実施の形態8)
この実施形態8では、図2に示したシート状モジュールの製造方法の他の一実施形態を説明する。実施形態8で用いられる材料は、実施形態2で説明したものである。図8(a)〜(j)は、実施形態8におけるシート状モジュールの製造工程を示す断面図である。まず、図8(a)に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を加工することによって板状の混合物801を形成する。この工程は図5(a)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0093】
その後、図8(b)に示すように、混合物801の所望の位置に、貫通孔802を形成する。この工程は図5(b)と同様であるため、重複する説明は省略する。その後、図8(c)に示すように、貫通孔802に導電性樹脂組成物803を充填することによって、貫通孔802に導電性樹脂組成物803が充填された板状体を形成する。
【0094】
図8(a)〜(c)の工程と平行して、半導体804上に突起電極805を形成する。また、図8(a)〜(c)の工程と平行して、銅箔806を形成する。
【0095】
その後、図8(f)に示すように、銅箔806a、図8(c)の板状体及び突起電極805を形成した半導体804を重ねる。
【0096】
その後、図8(g)に示すように、加圧することによって半導体804を埋設させると同時に突起電極805によって半導体804を銅箔806aに電気的に接続させる。
【0097】
その後、図8(h)に示すように、図8(g)の板状体にさらに図8(c)の板状体及び銅箔806bを位置合わせして重ねる。
【0098】
その後、図8(i)に示すように、位置合わせして重ねたものを加圧し加熱することによって一体化させる。混合物801及び導電性樹脂組成物803中の熱硬化性樹脂を硬化させ、半導体804が埋設された板状体を形成する。加熱は、混合物801及び導電性樹脂組成物803中の熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度(たとえば150℃〜260℃)で行い、混合物801は電気絶縁層807となり、導電性樹脂組成物802はインナービア808となる。
【0099】
その後、図8(j)に示すように、銅箔806a及び806bを加工することによって配線パターン809a及び809bを形成する。
【0100】
このようにして、実施形態2で説明したシート状モジュールが形成される。上記製造方法によれば、実施形態1で説明したシート状モジュールを容易に製造することができる。
【0101】
(実施の形態9)
この実施形態9では、図2に示したシート状モジュールの製造方法の他の一実施形態を説明する。実施形態9で用いられる材料は、実施形態2で説明したものである。図9(a)〜(j)は、実施形態9におけるシート状モジュールの製造工程を示す断面図である。まず、図9(a)に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を加工することによって板状の混合物901を形成する。この工程は図5(a)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0102】
その後、図9(b)に示すように、混合物901の所望の位置に、貫通孔902を形成する。この工程は図5(b)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0103】
その後、図9(c)に示すように、貫通孔902に導電性樹脂組成物903を充填することによって、貫通孔902に導電性樹脂組成物903が充填された板状体を形成する。
【0104】
図9(a)〜(c)の工程と平行して、半導体904上に突起電極905を形成する。
【0105】
図9(a)〜(c)の工程と平行して、図9(e)に示すように、離型フイルム907上に配線パターン906を形成する。この工程は図6(e)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0106】
その後、図9(f)に示すように、配線パターン906a及びと導電性物質903とが所望の部分で接続されるように図9(c)の板状体及び離型フイルム9067aを位置合わせして重ね、さらに突起電極905を形成した半導体904を位置合わせして重ねる。
【0107】
その後、図9(g)に示すように、加圧することによって半導体904を埋設させると同時に突起電極905によって半導体904を配線パターン906aに電気的に接続させる。
【0108】
その後、図9(h)に示すように、図9(g)の板状体にさらに図9(c)の板状体及び離型フイルム907bを位置合わせして重ねる。
【0109】
その後、図9(i)に示すように、位置合わせして重ねたものを加圧し加熱することによって一体化させる。混合物901及び導電性樹脂組成物903中の熱硬化性樹脂を硬化させ、半導体904ならびに配線パターン906a及び906bが埋設された板状体を形成する。加熱は、混合物901及び導電性樹脂組成物903中の熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度(たとえば150℃〜260℃)で行い、混合物901は電気絶縁層908となり、導電性樹脂組成物902はインナービア909となる。
【0110】
その後、図9(j)に示すように、離型フイルム907a及び907bを図9(i)の板状体から剥離する。
【0111】
このようにして、実施形態1で説明したシート状モジュールが形成される。上記製造方法によれば、実施形態1で説明したシート状モジュールを容易に製造することができる。
【0112】
(実施の形態10)
この実施形態10では、図2に示したシート状モジュールの製造方法の他の一実施形態を説明する。実施形態10で用いられる材料は、実施形態2で説明したものである。図10(a)〜(h)は、実施形態10におけるシート状モジュールの製造工程を示す断面図である。まず、図10(a)に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を加工することによって板状の混合物1001を形成する。この工程は図5(a)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0113】
その後、図10(b)に示すように、混合物1001の所望の位置に、貫通孔1002を形成する。この工程は図5(b)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0114】
その後、図10(c)に示すように、貫通孔1002に導電性樹脂組成物1003を充填することによって、貫通孔1002に導電性樹脂組成物1003が充填された板状体を形成する。
【0115】
図10(a)〜(c)の工程と平行して、図10(d)に示すように、銅箔1006を形成する。さらに、図10(a)〜(c)の工程と平行して、図10(e)に示すように、図10(d)に示した銅箔1006上に、突起電極1005を形成した半導体1004を接着層1007を介して固定する。接着層1006としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂組成物を用いることができ、無機フィラーを含んでいてもよい。
【0116】
その後、図10(f)に示すように、銅箔1006a、図10(c)の板状体、半導体1004を固定した銅箔1006bを重ねる。
【0117】
その後、図10(g)に示すように、位置合わせして重ねたものを加圧することによって半導体1004を埋設させると同時に突起電極1005によって半導体1004を銅箔1006aに電気的に接続する。このようにして板状体を形成した後、これを加熱することによって、混合物1001及び導電性樹脂組成物1003中の熱硬化性樹脂を硬化させ、半導体1004が埋設された板状体を形成する。加熱は、混合物1001及び導電性樹脂組成物1003中の熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度(たとえば150℃〜260℃)で行い、混合物1001は電気絶縁層1008となり、導電性樹脂組成物はインナービア1009となる。この工程によって、銅箔1006a及び1006bと半導体1004と絶縁層1008とが機械的に強固に接着する。
【0118】
その後、図10(h)に示すように、銅箔1006a及び1006bを加工することによって配線パターン10010a及び10010bを形成する。
【0119】
このようにして、実施形態2で説明したシート状モジュールが形成される。上記製造方法によれば、実施形態2で説明したシート状モジュールを容易に製造することができる。
【0120】
(実施の形態11)
この実施形態11では、図2に示したシート状モジュールの製造方法の他の一実施形態を説明する。実施形態11で用いられる材料は、実施形態2で説明したものである。図11(a)〜(h)は、実施形態11におけるシート状モジュールの製造工程を示す断面図である。まず、図11(a)に示すように、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物を加工することによって板状の混合物1101を形成する。この工程は図5(a)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0121】
その後、図11(b)に示すように、混合物1101の所望の位置に、貫通孔1102を形成する。この工程は図5(b)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0122】
その後、図11(c)に示すように、貫通孔1102に導電性樹脂組成物1103を充填することによって、貫通孔1102に導電性樹脂組成物1103が充填された板状体を形成する。
【0123】
図11(a)〜(c)の工程と平行して、図11(d)に示すように、離型フイルム1107上に配線パターン1106を形成する。この工程は図6(e)と同様であるため、重複する説明は省略する。
【0124】
さらに、図11(a)〜(c)の工程と平行して、図11(e)に示すように、図11(d)に示した配線パターン1106を形成した離型フイルム1107上に突起電極1105を形成した半導体1104を接着層1108を介して固定する。
【0125】
その後、図11(f)に示すように、配線パターン1106a及び1106bと導電性物質1103とが所望の部分で接続されるように、半導体が固定された離型フイルム1107a、図11(c)の板状体、及び離型フイルム1107bを位置合わせして重ねる。
【0126】
その後、図11(g)に示すように、位置合わせして重ねたものを加圧し加熱することによって半導体1104を埋設させると同時に突起電極1105によって半導体1104を配線パターン1106aに電気的に接続させ、混合物1101及び導電性樹脂組成物1103中の熱硬化性樹脂を硬化させ、半導体1104及び接着層1108ならびに配線パターン1106a及び1106bが埋設された板状体を形成する。加熱は、混合物1100及び導電性樹脂組成物1103中の熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度(たとえば150℃〜260℃)で行い、混合物1101は電気絶縁層1109となり、導電性樹脂組成物1102はインナービア1110となる。
【0127】
その後、図11(h)に示すように、離型フイルム1107a及び1107bを図11(g)の板状体から剥離する。この時、接着層1108と離型フイルム1107bで剥離して、接着層1108は電気絶縁層1109に残る。
このようにして、実施形態2で説明したシート状モジュールが形成される。上記製造方法によれば、実施形態2で説明したシート状モジュールを容易に製造することができる。
【0128】
【実施例】
以下具体的な実施例を詳細に解説する。
【0129】
(実施例1)
本発明の半導体内蔵モジュールの作製に際し、まず無機フィラーと熱硬化樹脂によるシート状物の作製方法から説明する。本実施例に使用したシート状物の作製方法は、無機フィラーと液状の熱硬化樹脂を攪拌混合機により混合した。使用した攪拌混合機は、所定の容量の容器に無機フィラーと液状の熱硬化樹脂を投入し、容器自体を回転させながら公転させるもので、比較的粘度が高くても充分な分散状態が得られるものである。実施した半導体内蔵モジュール用のシート状物の配合組成は、無機フィラーである平均粒子径2.3μmのシリカ粉末75重量%と、液状熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂:日本ペルノックス(株)製(商品名“WE−2025”、酸無水系硬化剤含む)24.8重量%と、添加物としてカーボンブラックを0.2重量%とした。作製方法は、上記組成で秤量・混合されたペースト状の混合物の所定量を取り、離型フイルム上に滴下させた。混合条件は、所定量の無機フィラーと前記液状エポキシ樹脂を容器に投入し、本容器ごと混練機によって混合した。混練機は、容器を公転させながら、自転させる方法により行われるもので10分程度の短時間で混練が行われる。また離型フイルムとして厚み75μmの表面にシリコンによる離型処理を施されたポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。滴下させた離型フイルム上の混合物にさらに離型フイルムを重ね、加圧プレスで一定厚みになるようにプレスした。次に離型フイルムで挟持された混合物を離型フイルムごと加熱し、粘着性が無くなる条件下で熱処理した。熱処理条件は、温度が120℃で15分間保持である。これにより前記混合物は、厚み140μmの粘着性のないシート状物ができた。前記熱硬化エポキシ樹脂は、硬化開始温度が130℃であるため、前記熱処理条件下では、未硬化状態(Bステージ)であり、以降の工程で加熱により再度溶融させることができた(図5(a))。
【0130】
このようにして作製したシート状物を所定の大きさにカットし、炭酸ガスレーザを用いてピッチが0.2mm〜2mmの等間隔の位置に直径0.15mmの貫通孔502を形成した(図5(b))。この貫通孔502に、ビアホール充填用の導電性樹脂組成物ペーストとして、平均粒子径3.4μmの銅の球形状の金属粒子85重量%と、樹脂組成としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名“エピコート828”油化シェルエポキシ製)3重量%とグルシジルエステル系エポキシ樹脂(商品名“YD−171”東都化成製)9重量%及び硬化剤としてアミンアダクト硬化剤(商品名“MY−24”味の素製)3重量%を三本ロールにて混練したものを、スクリーン印刷法により充填した(図5(c))。次に半導体504の外部電極上に田中貴金属製の25μm径金ワイヤーを300℃でボンディングして50μm高さの突起電極505を形成した(図5(d))。図5(d)の半導体と、図5(c)のシート状物とを位置合わせして別途準備した銅箔(片面粗化処理した18μm銅箔)で挟んだ(図5(f))。この時、銅箔の粗化面はシート状物側になるように、半導体の突起電極はシート状物側になるように配置した。次に熱プレスを用いてプレス温度120℃、圧力10kg/cm2で5分間加熱加圧した。これにより、前記シート状物501中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、半導体504がシート状物中に埋没し、突起電極505が銅箔506aに電気的機械的に接続された。さらに加熱温度を上昇させ175℃で60分間保持した。これによりシート状物501中のエポキシ樹脂及び、導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び銅箔が機械的に強固な接着が得られた。かつ導電性樹脂組成物503が前記銅箔と電気的(インナービア接続)機械的に接着したインナービア508を有する電気絶縁層507が得られた(図5(g))。この半導体を埋設した電気絶縁層507の表面の銅箔をエッチング技術によりエッチングして、インナビアホール上に直径0.2mmの電極パターン及び配線パターン509a及び509bが形成された(図5(h))。
【0131】
この方法によって作製された半導体内蔵モジュールの信頼性評価として、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が260℃で10秒のベルト式リフロー試験機を用いて10回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が125℃、低温側が−60℃の温度で各30分間保持し、200サイクル行った。このとき半導体モジュールは形状的にもクラックが発生せず、超音波探傷装置でも特に異常は認められなかった。これにより半導体とモジュールは、強固な密着が得られていることがわかる。また導電性樹脂組成物によるインナービア、半導体の接続ともにほとんど初期性能と変化がなかった。また、この方法によって作製された半導体内蔵モジュールフレキシブル性が確認できた。
【0132】
(実施例2)
実施例1と同様のシート状物を用いて半導体を内蔵させたモジュールの実施例を示す。実施例1と同一条件で作製した貫通孔に導電性樹脂組成物603を充填したシート状物601(厚み140μm)を準備した(図6(c))。次に実施例1と同様に突起電極605を形成した半導体604を準備した(図6(d))。次に銅箔(70μm厚み)を離型フイルムとし、さらに9μm厚みの銅を電解銅メッキ法で離型フイルム上に形成した。この離型フイルムを用いて、配線パターンを形成した。銅9μm形成した離型フイルムをフォトリソ法により、化学エッチングし配線パターン606を形成した(図6(e))。図6(d)の半導体と前記導電性樹脂組成物603を充填したシート状物601と、図6(e)の転写フイルムとを位置合わせして挟んだ(図6(f))。この時、配線パターンはシート状物側になるように、また、半導体の突起電極はシート状物側に配置した。これを熱プレスを用いてプレス温度120℃、圧力10kg/cm2で5分間加熱加圧した。これにより、前記シート状物601中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、半導体604がシート状物中に埋没し、突起電極605が配線パターン606aに電気的機械的に接続された。さらに加熱温度を上昇させ175℃で60分間保持した。これによりシート状物601中のエポキシ樹脂、及び導電性樹脂組成物603中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び配線パターンが機械的に強固な接着が得られた。また、導電性樹脂組成物603が前記配線パターン606a及び606bと電気的、機械的に接着したインナービア609を有する電気絶縁層608が得られた(図6(g))。次にこの半導体を埋設した電気絶縁層608の表面の離型フイルムを剥離した(図6(h))。離型フイルムは光沢面を有し、かつ電解メッキにて配線層を形成してあるため、離型フイルムである銅箔だけが剥離させることができた。
【0133】
この方法では、あらかじめ配線パターンを形成した離型フイルムを用いるため、硬化後のモジュールは配線パターンもモジュール内に埋め込まれた平坦なモジュールとなった。このことは、モジュール表面にファインに多層配線が形成できることになる。また同様に配線パターンが埋設されることにより、表面の配線パターンの厚み分だけシート状物が圧縮される。以下の実施例において離型フイルムを用いる場合は同様である。この方法によって作製された半導体内蔵モジュールの信頼性評価として、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が260℃で10秒のベルト式リフロー試験機を用いて10回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が125℃、低温側が−60℃の温度で各30分間保持し、200サイクル行った。このとき半導体モジュールは形状的にもクラックが発生せず、超音波探傷装置でも特に異常は認められなかった。これにより半導体とモジュールは、強固な密着が得られていることがわかる。また導電性樹脂組成物によるインナービア接続抵抗もほとんど初期性能と変化がなかった。また、この方法によって作製された半導体内蔵モジュールフレキシブル性が確認できた。
【0134】
(実施例3)
実施例1と同様のシート状物を用いて半導体を内蔵させたモジュールの実施例を示す。実施例1と同一条件で作製した貫通孔に導電性樹脂組成物703を充填したシート状物701(厚み140μm)を準備した(図7(c))。次に実施例2と同様に離型フイルム707上に配線パターン706を形成した(図7(d))。次に実施例1と同様に突起電極705を形成した半導体704を準備し、図7(d)の離型フイルム上にシリコン系の接着剤を用いて半導体704の背面を接着させた(図7(e))。シリコン系の接着剤は被固定物の離型フイルム面内方向への位置ずれには強いが、逆に離型フイルム面の法線方向への力には弱く被固定物の離型フイルムから剥離は容易であった。別途準備した配線パターンだけを有する転写キャリア707aと、前記導電性樹脂組成物703を充填したシート状物701と、図7(e)の半導体を固定した離型フイルム707bとを位置合わせして重ねた(図7(f))。次に実施例2と同様に加熱加圧して半導体704がシート状物中に埋没しパターン706aに電気的機械的に接続させ、さらに加熱温度を上昇させ、インナービア709を有する電気絶縁層708が得られた(図7(g))。次に実施例2と同様にこの半導体を埋設した電気絶縁層708の表面の離型フイルムを剥離した(図7(h))。この時半導体704を固定していた接着剤は離型フイルムと同時に剥離した。
【0135】
この方法によって作製された半導体内蔵モジュールの信頼性評価として、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が260℃で10秒のベルト式リフロー試験機を用いて10回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が125℃、低温側が−60℃の温度で各30分間保持し、200サイクル行った。このとき半導体モジュールは形状的にもクラックが発生せず、超音波探傷装置でも特に異常は認められなかった。これにより半導体とモジュールは、強固な密着が得られていることがわかる。また導電性樹脂組成物によるインナービア接続抵抗もほとんど初期性能と変化がなかった。また、この方法によって作製された半導体内蔵モジュールフレキシブル性が確認できた。
【0136】
(実施例4)
実施例1と同様のシート状物を用いて半導体を内蔵させたモジュールの実施例を示す。実施例1と同一条件で作製した貫通孔に導電性樹脂組成物803を充填したシート状物801(厚み70μm)を準備した(図8(c))。次に実施例1と同様に突起電極805を形成した半導体804を準備した(図8(d))。次に別途準備した銅箔(片面粗化処理した18μm銅箔)、図8(c)のシート状物、図8(d)の半導体を重ねた(図8(f))。この時、銅箔の粗化面はシート状物側になるように、また、半導体の突起電極はシート状物側になるように配置した。次に温度120℃に加熱しながら、半導体を背面から圧力10kg/cm2で加圧し、この状態で5分間保持した。これにより、前記シート状物801中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、半導体804がシート状物中に埋没し、突起電極805が銅箔806aに電気的機械的に接続された(図8(g))。さらに図8(g)のシート状物に図8(c)のシート状物801(厚み70μm)と、銅箔(片面粗化処理した18μm銅箔)とを位置合わせして重ねた(図8(h))。この時、銅箔の粗化面はシート状物側になるようにした。次に175℃で加熱しながら圧力10kg/cm2で加圧して60分間保持した。これによりシート状物801中のエポキシ樹脂及び、導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び銅箔が機械的に強固な接着が得られた。また、導電性樹脂組成物803が前記銅箔と電気的(インナービア接続)機械的に接着したインナービア808を有する電気絶縁層807が得られた(図8(i))。この半導体を埋設した電気絶縁層807の表面の銅箔をエッチング技術によりエッチングして、インナビアホール上に直径0.2mmの電極パターン及び配線パターン809a及び809bが形成された(図8(j))。
【0137】
この方法によって作製された半導体内蔵モジュールの信頼性評価として、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が260℃で10秒のベルト式リフロー試験機を用いて10回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が125℃、低温側が−60℃の温度で各30分間保持し、200サイクル行った。このとき半導体モジュールは形状的にもクラックが発生せず、超音波探傷装置でも特に異常は認められなかった。これにより半導体とモジュールは、強固な密着が得られていることが確認できた。また導電性樹脂組成物によるインナービア、半導体の接続ともにほとんど初期性能と変化がなかった。また、この方法によって作製された半導体内蔵モジュールフレキシブル性が確認できた。
【0138】
(実施例5)
実施例1と同様のシート状物を用いて半導体を内蔵させたモジュールの実施例を示す。実施例1と同一条件で作製した貫通孔に導電性樹脂組成物903を充填したシート状物901(厚み70μm)を準備した(図9(c))。次に実施例1と同様に突起電極905を形成した半導体904を準備した(図9(d))。次に実施例2と同様に離型フイルム907上に配線パターン906を形成した(図9(e))。次に図9(e)の離型フイルム、図9(c)のシート状物、図9(d)の半導体を重ねた(図9(f))。このとき、配線パターン906aはシート状物側になるように、また、半導体の突起電極はシート状物側になるように配置した。次に温度120℃に加熱しながら、半導体を背面から圧力10kg/cm2で加圧し、5分間保持した。これにより、前記シート状物501中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、半導体904がシート状物中に埋没し、突起電極905が配線パターン906aに電気的機械的に接続された(図9(g))。さらに図9(g)のシート状物に図9(c)のシート状物901(厚み70μm)と、図9(e)の離型フイルムとを位置合わせして重ねた(図9(h))。このとき、銅箔の粗化面はシート状物側になるようにした。次に175℃で加熱しながら、圧力10kg/cm2で加圧して60分間保持した。これによりシート状物901中のエポキシ樹脂及び、導電性樹脂組成物中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び銅箔が機械的に強固な接着が得られた。また、導電性樹脂組成物903が前記銅箔と電気的(インナービア接続)機械的に接着したインナービア908を有する電気絶縁層907が得られた(図9(i))。次に実施例2と同様に、この半導体を埋設した電気絶縁層908の表面の離型フイルムを剥離した(図9(j))。
【0139】
この方法によって作製された半導体内蔵モジュールの信頼性評価として、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が260℃で10秒のベルト式リフロー試験機を用いて10回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が125℃、低温側が−60℃の温度で各30分間保持し、200サイクル行った。このとき半導体モジュールは形状的にもクラックが発生せず、超音波探傷装置でも特に異常は認められなかった。これにより半導体とモジュールは、強固な密着が得られていることが確認できた。また導電性樹脂組成物によるインナービア接続抵抗もほとんど初期性能と変化がなかった。また、この方法によって作製された半導体内蔵モジュールフレキシブル性が確認できた。
【0140】
(実施例6)
実施例1と同様のシート状物を用いて半導体を内蔵させたモジュールの実施例を示す。実施例1と同一条件で作製した貫通孔に導電性樹脂組成物1003を充填したシート状物1001(厚み140μm)を準備した(図10(c))。次に実施例1と同様に突起電極1005を形成した半導体1004を準備し、次に銅箔(片面粗化処理した18μm銅箔)上に接着材1007を用いて半導体1004の背面を固定した(図10(e))。その後、別途準備した銅箔1006a(片面粗化処理した18μm銅箔)、図10(c)のシート状物、図10(e)の半導体と接着した銅箔1006bを位置合わせして重ねた(図10(f))。この時、銅箔の粗化面はシート状物側になるように配置した。これを熱プレスを用いてプレス温度120℃、圧力10kg/cm2で5分間加熱加圧した。これにより、前記シート状物1001中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、半導体1004及び接着剤1007がシート状物中に埋没し、突起電極1005が銅箔1006aに電気的機械的に接続された。さらに加熱温度を上昇させ175℃で60分間保持した。これによりシート状物1001中のエポキシ樹脂及び、導電性樹脂組成物1003中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び配線パターンが機械的に強固な接着ができた。また、導電性樹脂組成物1003が銅箔1006a及び1006bと電気的、機械的に接着したインナービア1009を有する電気絶縁層1008が得られた(図10(g))。この半導体を埋設した電気絶縁層1008の表面の銅箔をエッチング技術によりエッチングして、インナビアホール上に直径0.2mmの電極パターン及び配線パターン1010a及び1010bが形成された(図10(h))。
【0141】
この方法によって作製された半導体内蔵モジュールの信頼性評価として、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が260℃で10秒のベルト式リフロー試験機を用いて10回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が125℃、低温側が−60℃の温度で各30分間保持し、200サイクル行った。このとき半導体モジュールは形状的にもクラックが発生せず、超音波探傷装置でも特に異常は認められなかった。これにより半導体とモジュールは、強固な密着が得られていることが確認できた。また導電性樹脂組成物によるインナービア、半導体の接続ともにほとんど初期性能と変化がなかった。また、この方法によって作製された半導体内蔵モジュールフレキシブル性が確認できた。
【0142】
(実施例7)
実施例1と同様のシート状物を用いて半導体を内蔵させたモジュールの実施例を示す。実施例1と同一条件で作製した貫通孔に導電性樹脂組成物1103を充填したシート状物1101(厚み140μm)を準備した(図11(c))。次に実施例2と同様に離型フイルム1107上に配線パターン1106を形成した(図11(d))。次に実施例1と同様に突起電極1005を形成した半導体1004を準備し、図11(d)の離型フイルム上に接着剤1108を用いて半導体1104の背面を接着させた(図11(e))。
【0143】
別途準備した配線パターンだけを有する転写キャリア1107aと、前記導電性樹脂組成物1103を充填したシート状物1101と、図11(e)の半導体と接着した離型フイルム1107bとを位置合わせして重ねた(図11(f))。
これを熱プレスを用いてプレス温度120℃、圧力10kg/cm2で5分間加熱加圧した。これにより、前記シート状物1101中の熱硬化樹脂が加熱により溶融軟化するため、半導体1104及び接着剤1108がシート状物中に埋没し、突起電極1105が銅箔1106aに電気的機械的に接続された。さらに加熱温度を上昇させ175℃で60分間保持した。これによりシート状物1101中のエポキシ樹脂、及び、導電性樹脂組成物1103中のエポキシ樹脂が硬化し、シート状物と半導体及び配線パターンが機械的に強固な接着が得られた。また、導電性樹脂組成物1103が前記配線パターン1106a及び106bと電気的、機械的に接着したインナービア1110を有する電気絶縁層1109が得られた(図11(g))。次にこの半導体を埋設した電気絶縁層1109の表面の離型フイルムを剥離した(図11(h))。離型フイルムは光沢面を有し、かつ電解メッキにて配線層を形成してあるため、離型フイルムである銅箔だけが剥離させることができた。この方法では、あらかじめ配線パターンを形成した離型フイルムを用いるため、硬化後のモジュールは配線パターンもモジュール内に埋め込まれた平坦なモジュールとなる。このことは、モジュール表面にファインに多層配線が形成できることになる。また同様に配線パターンが埋設されることにより、表面の配線パターンの厚み分だけシート状物が圧縮される。以下の実施例において離型フイルムを用いる場合は同様である。
【0144】
この方法によって作製された半導体内蔵モジュールの信頼性評価として、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験は、最高温度が260℃で10秒のベルト式リフロー試験機を用いて10回通すことで行った。また温度サイクル試験は、高温側が125℃、低温側が−60℃の温度で各30分間保持し、200サイクル行った。このとき半導体モジュールは形状的にもクラックが発生せず、超音波探傷装置でも特に異常は認められなかった。これにより半導体とモジュールは、強固な密着が得られていることが確認できた。また導電性樹脂組成物によるインナービア接続抵抗もほとんど初期性能と変化がなかった。また、この方法によって作製された半導体内蔵モジュールフレキシブル性が確認できた。
【0145】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、半導体のアンダーフィルと絶縁層を同一材料とすることで高密度なモジュールの実現が可能であり、かつフレキシブル性を有する半導体内蔵モジュール及びその製造方法とすることができる。
【0146】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシート状モジュールの一実施の形態を示す断面図である。
【図2】本発明のシート状モジュールの一実施の形態を示す断面図である。
【図3】本発明のシート状モジュールの一実施の形態を示す断面図である。
【図4】本発明のシート状モジュールの一実施の形態を示す断面図である。
【図5】本発明のシート状モジュールの製造方法の一実施の形態を示す断面図である。
【図6】本発明のシート状モジュールの製造方法の一実施の形態を示す断面図である。
【図7】本発明のシート状モジュールの製造方法の一実施の形態を示す断面図である。
【図8】本発明のシート状モジュールの製造方法の一実施の形態を示す断面図である。
【図9】本発明のシート状モジュールの製造方法の一実施の形態を示す断面図である。
【図10】本発明のシート状モジュールの製造方法の一実施の形態を示す断面図である。
【図11】本発明のシート状モジュールの製造方法の一実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
101,201,301,401,501,507,608,708,807,908,1008,1109 電気絶縁層
201,202,203,204 配線層
103,203,303,403 配線パターン層
104,204,304,508,609,709,808,909,1009,1110 インナービア
404 スルーホール
105,205,305,405,504,604,704,804,904,1004,1104 半導体
106,206,306,406,505,605,705,805,905,1005,1105 突起電極
307 多層基板
501,601,701,801,901,1001,1101 混合物
502,602,702,802,902,1002,1102 貫通孔
503,603,703,803,903,1003,1103 導電性樹脂組成物
506,506a,506b,806,806a,806b,1006a,1006b 銅箔
606,606a,606b,706,706a,706b,906,906a,906b,1106a,1106b 配線パターン
607,607a,607b,707,707a,707b,907,907a,907b,1107a,1107b 離型フイルム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor built-in module capable of realizing a high-density module and having flexibility, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as electronic devices have become smaller and more sophisticated, higher density and higher functionality of semiconductors have been increasingly demanded. Accordingly, a small and high-density circuit board for mounting them is also desired. To meet these demands, the inner via hole connection method, which is an electrical connection method between layers of a substrate that can connect electrical wiring between LSIs and components in the shortest distance, as a means for achieving high-density mounting, is the most high-density wiring of circuits. The development is being promoted in various fields because it can be achieved. However, even with these methods, two-dimensionally mounting components at high density is approaching its limit.
[0003]
In addition, since these high-density mounting boards with an inner via structure are made of resin-based materials, their thermal conductivity is low, and the higher the density of component mounting, the more heat generated from components can be radiated. It will be difficult. According to the prediction in 2000, it is said that the clock frequency of the CPU will be about 1 GHz, and together with the sophistication of its function, there is also a prediction that the power consumption of the CPU will reach 100 to 150 W per chip. Also, with the increase in speed and density, the influence of noise has been avoided and it is becoming impossible to pass through. Therefore, the emergence of a three-dimensional mounting type module that incorporates components in addition to high density and high function, noise immunity, and heat dissipation is expected.
[0004]
In response to such demands, a module has been proposed in which a multilayer ceramic substrate is applied and a capacitor and a resistor are formed inside. Such a ceramic multilayer substrate is obtained by processing a high-dielectric material capable of being co-fired with the substrate material into a sheet shape, and sandwiching and firing the material inside. Due to the difference in the tying timing and the difference in the shrinkage during sintering, warpage may occur after firing or peeling may occur in the internal wiring, and precise control of firing conditions is required. In addition, since built-in components using a ceramic substrate are based on simultaneous firing as shown above, capacitors and resistors can be formed, but semiconductors such as silicon cannot be fired simultaneously and should not be embedded. Can not.
[0005]
On the other hand, there has been proposed a circuit board incorporating active components such as semiconductors and passive components such as capacitors and resistors at a low temperature. In the following
[0006]
[0007]
[Patent Document 1]
JP 03-69191 A
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-11-103147
[0009]
[Patent Document 3]
JP-A-09-214092
[0010]
[Patent Document 4]
JP-A-11-220262
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above case, the components are mounted on the wiring before being embedded. Even when a semiconductor bare chip is built in, a sealing resin exists around the semiconductor because a semiconductor must be mounted in advance. Therefore, it is difficult to form a via near the semiconductor in the semiconductor-embedded substrate.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a module with a built-in semiconductor capable of realizing a high-density module and having flexibility, and a method of manufacturing the same in order to solve the conventional problem.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the sheet-shaped module of the present invention includes an electric insulating layer containing a mixture of an inorganic filler and a resin, a wiring carrier layer having at least a wiring pattern on one surface of the electric insulating layer, A sheet module including a wiring pattern layer on the other surface, an inner via interconnecting the wiring pattern on the wiring carrier layer and the wiring pattern on the other surface, and a semiconductor embedded in the electrical insulating layer; The external electrode of the semiconductor is electrically connected to the wiring pattern of the wiring carrier via the protruding electrode, and an electrical insulating material existing between the external electrode surface of the semiconductor and the wiring carrier is the same as the electrical insulating layer. Wherein the electrical insulating layer and the wiring pattern layer on the other surface of the electrical insulating layer form substantially the same surface.
[0014]
The second manufacturing method of the sheet-shaped module of the present invention comprises processing a mixture of an inorganic filler and a resin into a sheet, forming a through-hole in a sheet-shaped material composed of the inorganic filler and the resin, and forming a conductive hole in the through-hole. A resin composition is filled, a wiring pattern is formed on one surface of a release film, a conductive protrusion is formed on an external electrode of a semiconductor, and a conductive resin composition is formed on the wiring carrier layer having the wiring pattern in the through hole. The sheet-like material filled with the material is aligned and stacked, and the semiconductor having the conductive protrusions formed on the sheet-like material is aligned and stacked with the external electrode side facing inward, and the semiconductor is stacked. A copper foil is stacked on a product, and the semiconductor is mounted on the wiring pattern on the surface of the wiring carrier while the semiconductor is embedded and integrated in the sheet-like material, and the thermosetting resin in the sheet-like material is heated and pressed. Fine conductive resin composition is cured, characterized in that it comprises forming a processed wiring pattern the copper foil.
[0015]
The second manufacturing method of the sheet-like module of the present invention is a sheet-like processing of a mixture of an inorganic filler and a resin, forming a through-hole in a sheet-like material comprising the inorganic filler and the resin, and forming a conductive resin in the through-hole. Filling the composition, forming a wiring pattern on one surface of the release film, forming conductive protrusions on the external electrodes of the semiconductor, and forming a conductive resin composition in the through hole in a wiring carrier layer having a wiring pattern. A sheet-like material in which the semiconductor is stacked with the semiconductor having the conductive protrusions formed on the sheet-like material with the external electrode side facing inward. The release film having a wiring pattern on the release film is aligned with the wiring pattern of the release film inside, and the semiconductor is buried and integrated with the sheet-like material while the semiconductor is placed in front. Mounted on the wiring pattern of the wiring carrier surface, to cure the thermosetting resin and the conductive resin composition in the sheet by heating and pressurizing, characterized in that it comprises peeling the mold releasing film.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the sheet-shaped module of the present invention, the external electrodes of the semiconductor are electrically connected to the wiring pattern of the wiring carrier via the protruding electrodes, and the electrical insulating material existing between the external electrode surface of the semiconductor and the wiring carrier is the same as the electrical insulating layer. Since the electric insulating layer and the wiring pattern layer on the other surface of the electric insulating layer form substantially the same surface, vias can be formed near the semiconductor, and a high-density sheet-like module can be formed. Can be formed.
[0017]
Further, by forming a multilayer sheet-shaped module having a plurality of electric insulating layers of this structure, a module in which semiconductors are mounted at higher density can be realized.
[0018]
Further, the wiring layer may be formed on a surface of the support. By peeling the support, a package that can be mounted on a wiring board or the like is obtained. Further, other electric elements can be mounted on the exposed wiring pattern. In this case, it is desirable that the support is made of an organic film or a metal foil. Further, when the wiring carrier has an electric insulating layer and two or more wiring layers, a multilayer semiconductor built-in module can be obtained. Further, in the above configuration, a module having this mechanical strength can be realized by using a reinforcing material and a thermosetting resin as the electric insulating layer of the wiring carrier.
[0019]
By using a film-like substrate made of a thermoplastic resin as the electric insulating layer of the wiring carrier, a module having a multilayer wiring structure having flexibility can be realized. The thermosetting resin of the electric insulating layer composed of the reinforcing material of the electric insulating layer of the wiring carrier and the thermosetting resin is at least one selected from an epoxy resin, a polyimide resin, a polyphenylene ether resin, a phenol resin, a fluororesin, and an isocyanate resin. It is desirable to be one. This is because it is excellent in heat resistance and electrical insulation. A film-like substrate made of a thermoplastic resin of the electrical insulating layer of the wiring carrier, a wholly aromatic polyester, a fluorine resin, a polyphenylene oxide resin, a syndiotactic polystyrene resin, a polyimide resin, a polyamide resin, an aramid resin and a polyphenylene sulfide resin. It is desirable that at least one is selected.
[0020]
In the above configuration, it is preferable that the wiring pattern layer on the other surface of the electrical insulating layer and the electrical insulating layer and a surface opposite to an external electrode surface of the semiconductor form substantially the same surface. Thereby, a module in which the thickness of the electric insulating layer is about the thickness of the semiconductor can be realized. In addition to the above, by exposing the semiconductor surface, it is possible to realize a semiconductor built-in module having excellent heat dissipation and capable of directly cooling the semiconductor on the module surface.
[0021]
In the above structure, the thickness of the electric insulating layer made of the mixture of the inorganic filler and the resin is 1.5 times or less, the total thickness including the wiring carrier is 200 μm or less, and the material has towability. It is desirable that Thereby, a module having flexibility can be realized.
[0022]
By using a thermosetting resin for the resin of the electrical insulating layer composed of a mixture of the inorganic filler and the resin, it is possible to realize a module in which the semiconductor is additionally sealed with a thermosetting resin and has mechanical strength.
Further, in the above structure, the inorganic filler is made of SiO. 2 , Al 2 O 3 , MgO, TiO 2 , BN, AlN and Si 3 N 4 It is desirable that at least one selected from This is because various performances can be exhibited. That is, Al 2 O 3 , TiO 2 , BN, and AlN, the module has excellent thermal conductivity. In addition, MgO has good thermal conductivity and can have a large thermal expansion coefficient. Furthermore, SiO 2 (Especially amorphous SiO 2 ), A module having a small coefficient of thermal expansion, light weight, and a small dielectric constant can be obtained.
[0023]
Further, in the above configuration, by forming the inner via with metal plating, a thin wiring layer can be formed on the surface of the insulator simultaneously with the formation of the via using an existing plating process.
[0024]
By using the conductive resin composition for the inner via, a multilayer high-density via can be formed with an inner via structure. As a result, a thin and extremely high-density module can be realized.
[0025]
In addition to the above, various modules can be manufactured by further incorporating passive components in an electric insulating layer made of a mixture of an inorganic filler and a resin of the sheet-shaped module described above.
[0026]
Further, a module having stable characteristics can be easily realized by incorporating an existing chip component as the passive component.
[0027]
Alternatively, since the passive component is a film-shaped passive component formed between the patterns of the wiring layer, a thin module can be realized. In this case, the film-like passive component is preferably made of a thin film or a resistor, a capacitor, and an inductor made of a mixture of an inorganic filler and a thermosetting resin. This is because a thin film can provide a passive component having excellent performance. In addition, a passive component made of a mixture of a filler and a thermosetting resin is easy to manufacture and has high reliability.
[0028]
According to the first and second manufacturing methods of the present invention, a sheet-like module can be formed by a simple method. Further, since a release film having a wiring pattern formed thereon is used, a wet process after etching is not required, and the process can be further simplified.
[0029]
In the above-described configuration, a through-hole is formed in a sheet-like material composed of the inorganic filler and the resin, and instead of the step of filling the through-hole with a conductive resin composition, a through-hole is formed after heat curing. It is desirable to form through holes by copper plating. Since the conventional through-hole technology can be used as it is, it is extremely effective industrially.
[0030]
In the manufacturing method, the semiconductor is mounted by laminating on a wiring carrier layer having a wiring pattern, but after laminating a copper foil and heating and curing the insulating layer, processing the copper foil to form a wiring pattern and forming a wiring pattern. It is characterized by forming. According to this method, a sheet-like module can be formed by a simple method.
[0031]
In the manufacturing method, a step of aligning and stacking with the external electrode side of the semiconductor having the conductive protrusions formed on the sheet-like material inside and a step of stacking a copper foil on the sheet-like material with the semiconductor stacked thereon; However, there is a step of fixing the surface of the semiconductor opposite to the external electrode to a copper foil, and a step of aligning and stacking the copper foil to which the semiconductor is fixed on the sheet. According to this method, the built-in semiconductor and the curing of the sheet can be simultaneously performed, and the sheet module can be formed by a simple method.
[0032]
In the manufacturing method, a step of aligning and stacking with the external electrode side of the semiconductor having the conductive protrusions formed on the sheet-like material inside and a step of stacking a copper foil on the sheet-like material with the semiconductor stacked thereon; However, there is a step of fixing the surface of the semiconductor opposite to the external electrode to a copper foil, and a step of aligning and stacking the copper foil to which the semiconductor is fixed on the sheet. By this method, the built-in semiconductor and the curing of the sheet can be simultaneously performed, and the sheet module can be formed by a simple method.
[0033]
In the manufacturing method, the surface of the semiconductor opposite to the external electrode is fixed to the release film by an adhesive, and in the step of peeling the release film, the adhesive is peeled off integrally with the semiconductor. It is characterized by that. By this method, the sheets can be aligned and laminated at once, so that a sheet-like module can be formed by a simple construction method.
[0034]
In the manufacturing method, the step of mounting the semiconductor on a wiring pattern on the surface of the wiring carrier while embedding and integrating the semiconductor in the sheet-like material includes embedding the semiconductor in the sheet-like material while embedding and integrating the semiconductor in the sheet-like material. After the step of mounting on the wiring pattern on the surface of the wiring carrier. By this method, the sheets can be aligned and laminated at once, so that a sheet-like module can be formed by a simple construction method.
[0035]
In the manufacturing method, a step of mounting the semiconductor on a wiring pattern on the surface of the wiring carrier while embedding and integrating the semiconductor in the sheet-like material; and a step of applying heat and pressure to the thermosetting resin and the conductive material in the sheet-like material. The step of curing the conductive resin composition is performed simultaneously by applying heat and pressure. Thereby, a sheet-like module can be formed by a simple construction method.
[0036]
In the above configuration, a substrate can be used as a wiring carrier layer having the wiring pattern. Thereby, a multilayer semiconductor built-in module can be easily formed.
[0037]
In the above structure, it is preferable that the conductive protrusion on the external electrode of the semiconductor is a gold bump.
[0038]
In the above configuration, it is preferable that the temperature for heating and pressing be in the range of 150 to 260 ° C.
[0039]
In the above structure, the pressure for heating and pressurizing is 10 to 200 kg / cm. 2 Is desirably within the range.
[0040]
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0041]
(Embodiment 1)
The first embodiment is an example of the sheet module of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional view of the sheet module with a built-in semiconductor according to the first embodiment. The sheet module with a built-in semiconductor according to this embodiment has an electric insulating
[0042]
The
[0043]
The inner via 104 is made of, for example, a thermosetting conductive material. As the thermosetting conductive material, for example, a conductive resin composition obtained by mixing metal particles and a thermosetting resin can be used. As the metal particles, gold, silver, copper, nickel, or the like can be used. Gold, silver, copper or nickel is preferable because of high conductivity, and copper is particularly preferable because of high conductivity and low migration. As the thermosetting resin, for example, an epoxy resin, a phenol resin or a cyanate resin can be used. Epoxy resins are particularly preferred because of their high heat resistance.
[0044]
As the
[0045]
In the sheet-like module shown in FIG. 1, the
[0046]
Further, in the sheet-shaped module of the present invention, the heat generated in the circuit component is quickly conducted by the inorganic filler contained in the electric insulating
[0047]
In the sheet-shaped module shown in FIG. 1, the linear expansion coefficient, the thermal conductivity, the dielectric constant, and the like of the electric insulating
[0048]
Further, in the sheet-shaped module shown in FIG. 1, the back surface of the
[0049]
Further, since the sheet-shaped module of the present invention uses a mixture of an inorganic filler and a resin as a material of the electric insulating
[0050]
Although the
[0051]
Further, in the sheet-like module shown in FIG. 1, the case where no circuit components are mounted on the
[0052]
By mounting the circuit components on the
[0053]
(Embodiment 2)
Embodiment 2 is an example of the sheet module of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor-embedded sheet module of this embodiment.
[0054]
In the figure, elements having the same names as in the first embodiment have the same configuration as in the first embodiment. In the sheet-shaped module described in the second embodiment, the back surface of the
[0055]
(Embodiment 3)
The third embodiment is an example of the sheet module of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the sheet module with a built-in semiconductor according to the third embodiment.
[0056]
In the figure, elements having the same names as in the first embodiment have the same configuration as in the first embodiment.
[0057]
In the sheet-shaped module shown in the third embodiment, the
[0058]
As the multilayer substrate, a resin substrate such as a glass epoxy substrate, a conventional multilayer substrate such as a ceramic substrate or a flexible substrate can be used.
[0059]
(Embodiment 4)
[0060]
In the figure, elements having the same names as those of the third embodiment have the same configuration as that of the third embodiment.
[0061]
The sheet-shaped module according to the fourth embodiment has through
[0062]
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, one embodiment of a method for manufacturing the sheet module shown in FIG. 1 will be described. The materials and semiconductors used in the fifth embodiment are the same as those described in the first embodiment.
[0063]
5A to 5H are cross-sectional views showing one embodiment of a manufacturing process of the sheet-like module. First, as shown in FIG. 5A, a plate-
[0064]
Thereafter, as shown in FIG. 5B, a through-
After that, as shown in FIG. 5C, the through-
[0065]
A protruding
[0066]
In parallel with the steps of FIGS. 5A to 5C, copper foils 506a and 506b are formed.
Thereafter, as shown in FIG. 5 (f), the
[0067]
Thereafter, as shown in FIG. 5G, the
[0068]
The copper foils 506a and 506b are electrically connected by the inner via 508. When the thermosetting resin in the
[0069]
Thereafter, as shown in FIG. 5H,
[0070]
Thus, the sheet-shaped module described in the first embodiment is formed. According to the above manufacturing method, the sheet module described in the first embodiment can be easily manufactured.
[0071]
In the fifth embodiment, the
[0072]
(Embodiment 6)
In Embodiment 6, another embodiment of the method for manufacturing the sheet-like module shown in FIG. 1 will be described. The materials used in the sixth embodiment are the same as those described in the first embodiment.
[0073]
FIGS. 6A to 6H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the sheet-shaped module according to the sixth embodiment. First, as shown in FIG. 6A, a plate-
[0074]
Thereafter, as shown in FIG. 6B, through
[0075]
After that, as shown in FIG. 6C, the through-
[0076]
In parallel with the steps of FIGS. 6A to 6C, a
As shown in FIG. 6E, a
[0077]
Thereafter, as shown in FIG. 6 (f), the
[0078]
Then, as shown in FIG. 6G, the
[0079]
Thereafter, as shown in FIG. 6 (h), the
[0080]
Thus, the sheet-shaped module described in the first embodiment is formed. According to the above manufacturing method, the sheet module described in the first embodiment can be easily manufactured.
[0081]
In this method, since the
[0082]
(Embodiment 7)
In Embodiment 7, another embodiment of the method for manufacturing the sheet-like module shown in FIG. 1 will be described. The materials used in the seventh embodiment are the same as those described in the first embodiment.
[0083]
FIGS. 7A to 7H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the sheet-shaped module according to the seventh embodiment. First, as shown in FIG. 7A, a plate-shaped
[0084]
Thereafter, as shown in FIG. 7B, through
[0085]
Thereafter, as shown in FIG. 7C, the through-
[0086]
In parallel with the steps of FIGS. 7A to 7C, as shown in FIG. 7D, a
[0087]
Further, in parallel with the steps of FIGS. 7A to 7C, as shown in FIG. 7E, a
[0088]
Thereafter, as shown in FIG. 7F, the
[0089]
Thereafter, as shown in FIG. 7 (g), the
[0090]
Thereafter, as shown in FIG. 7 (h), the
[0091]
Thus, the sheet-shaped module described in the first embodiment is formed. According to the above manufacturing method, the sheet module described in the first embodiment can be easily manufactured.
[0092]
(Embodiment 8)
In the eighth embodiment, another embodiment of the method for manufacturing the sheet module shown in FIG. 2 will be described. The materials used in the eighth embodiment are the same as those described in the second embodiment. FIGS. 8A to 8J are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the sheet-shaped module according to the eighth embodiment. First, as shown in FIG. 8A, a plate-
[0093]
Thereafter, as shown in FIG. 8B, through
[0094]
8A to 8C, a
[0095]
Thereafter, as shown in FIG. 8F, the
[0096]
Thereafter, as shown in FIG. 8G, the
[0097]
After that, as shown in FIG. 8H, the plate of FIG. 8C and the
[0098]
Thereafter, as shown in FIG. 8 (i), the aligned and superposed products are integrated by pressing and heating. The thermosetting resin in the
[0099]
Thereafter, as shown in FIG. 8 (j),
[0100]
Thus, the sheet-shaped module described in the second embodiment is formed. According to the above manufacturing method, the sheet module described in the first embodiment can be easily manufactured.
[0101]
(Embodiment 9)
In the ninth embodiment, another embodiment of the method for manufacturing the sheet-like module shown in FIG. 2 will be described. The materials used in the ninth embodiment are the same as those described in the second embodiment. FIGS. 9A to 9J are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the sheet-shaped module according to the ninth embodiment. First, as shown in FIG. 9A, a plate-like mixture 901 is formed by processing a mixture containing an inorganic filler and a thermosetting resin. Since this step is the same as that in FIG. 5A, the duplicate description will be omitted.
[0102]
Thereafter, as shown in FIG. 9B, through holes 902 are formed at desired positions of the mixture 901. Since this step is the same as that in FIG. 5B, the duplicate description will be omitted.
[0103]
After that, as shown in FIG. 9C, the through-hole 902 is filled with the
[0104]
In parallel with the steps shown in FIGS. 9A to 9C, a
[0105]
In parallel with the steps of FIGS. 9A to 9C, a
[0106]
Thereafter, as shown in FIG. 9F, the plate-like body and the release film 9067a of FIG. 9C are aligned so that the
[0107]
Thereafter, as shown in FIG. 9G, the
[0108]
Thereafter, as shown in FIG. 9 (h), the plate of FIG. 9 (c) and the
[0109]
Thereafter, as shown in FIG. 9 (i), the aligned and superposed products are integrated by applying pressure and heating. The thermosetting resin in the mixture 901 and the
[0110]
Thereafter, as shown in FIG. 9 (j), the
[0111]
Thus, the sheet-shaped module described in the first embodiment is formed. According to the above manufacturing method, the sheet module described in the first embodiment can be easily manufactured.
[0112]
(Embodiment 10)
In the tenth embodiment, another embodiment of the method for manufacturing the sheet module shown in FIG. 2 will be described. The materials used in the tenth embodiment are the same as those described in the second embodiment. FIGS. 10A to 10H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the sheet-shaped module according to the tenth embodiment. First, as shown in FIG. 10A, a plate-
[0113]
Thereafter, as shown in FIG. 10B, through
[0114]
After that, as shown in FIG. 10C, the through-
[0115]
In parallel with the steps of FIGS. 10A to 10C, a copper foil 1006 is formed as shown in FIG. Further, in parallel with the steps of FIGS. 10A to 10C, as shown in FIG. 10E, a
[0116]
Thereafter, as shown in FIG. 10F, the
[0117]
Thereafter, as shown in FIG. 10G, the
[0118]
Thereafter, as shown in FIG. 10H, wiring patterns 10010a and 10010b are formed by processing the copper foils 1006a and 1006b.
[0119]
Thus, the sheet-shaped module described in the second embodiment is formed. According to the above manufacturing method, the sheet module described in the second embodiment can be easily manufactured.
[0120]
(Embodiment 11)
In Embodiment 11, another embodiment of the method for manufacturing the sheet-like module shown in FIG. 2 will be described. The materials used in the eleventh embodiment are the same as those described in the second embodiment. 11A to 11H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the sheet-shaped module according to the eleventh embodiment. First, as shown in FIG. 11A, a plate-
[0121]
Thereafter, as shown in FIG. 11B, a through
[0122]
After that, as shown in FIG. 11C, the through-
[0123]
In parallel with the steps of FIGS. 11A to 11C, as shown in FIG. 11D, a wiring pattern 1106 is formed on the release film 1107. Since this step is the same as that in FIG. 6E, the duplicate description will be omitted.
[0124]
Further, in parallel with the steps of FIGS. 11 (a) to 11 (c), as shown in FIG. 11 (e), a projecting electrode is formed on the release film 1107 on which the wiring pattern 1106 shown in FIG. 11 (d) is formed. The
[0125]
After that, as shown in FIG. 11F, the
[0126]
Thereafter, as shown in FIG. 11 (g), the
[0127]
Thereafter, as shown in FIG. 11 (h), the
Thus, the sheet-shaped module described in the second embodiment is formed. According to the above manufacturing method, the sheet module described in the second embodiment can be easily manufactured.
[0128]
【Example】
Hereinafter, specific examples will be described in detail.
[0129]
(Example 1)
When manufacturing the semiconductor built-in module of the present invention, a method for manufacturing a sheet-like material using an inorganic filler and a thermosetting resin will be described first. In the method for producing a sheet-like material used in this example, an inorganic filler and a liquid thermosetting resin were mixed by a stirring mixer. The stirring mixer used is a device in which an inorganic filler and a liquid thermosetting resin are charged into a container having a predetermined capacity and revolved while rotating the container itself, so that a sufficiently dispersed state can be obtained even if the viscosity is relatively high. Things. The composition of the sheet material for the built-in semiconductor module was as follows: 75% by weight of silica powder having an average particle diameter of 2.3 μm as an inorganic filler and epoxy resin as a liquid thermosetting resin: manufactured by Nippon Pernox Co., Ltd. (Name: “WE-2025”, containing an acid anhydride-based curing agent) 24.8% by weight, and carbon black as an additive was 0.2% by weight. The preparation method was such that a predetermined amount of a paste-like mixture weighed and mixed with the above composition was taken and dropped on a release film. As for the mixing conditions, a predetermined amount of the inorganic filler and the liquid epoxy resin were charged into a container, and the container and the container were mixed by a kneader. The kneading machine is performed by a method of rotating the container while revolving the container, and kneading is performed in a short time of about 10 minutes. In addition, a polyethylene terephthalate film having a surface having a thickness of 75 μm and subjected to a release treatment with silicon was used as a release film. The release film was further superimposed on the mixture on the release film that had been dropped, and pressed to a constant thickness by a pressure press. Next, the mixture held by the release film was heated together with the release film, and heat-treated under the condition that the tackiness was lost. The heat treatment is performed at a temperature of 120 ° C. for 15 minutes. As a result, the mixture was formed into a 140 μm-thick non-sticky sheet. Since the thermosetting epoxy resin has a curing start temperature of 130 ° C., it is in an uncured state (B stage) under the heat treatment conditions, and could be melted again by heating in the subsequent steps (FIG. 5 ( a)).
[0130]
The sheet thus produced was cut into a predetermined size, and through
[0131]
As a reliability evaluation of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method, a solder reflow test and a temperature cycle test were performed. The solder reflow test was performed by using a belt-type reflow tester having a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds and passing the test 10 times. The temperature cycle test was carried out at a temperature of 125 ° C. on the high-temperature side and at −60 ° C. on the low-temperature side for 30 minutes for each of 200 cycles. At this time, no crack was generated in the semiconductor module in terms of shape, and no particular abnormality was recognized in the ultrasonic flaw detector. This shows that the semiconductor and the module have firm adhesion. In addition, the connection between the inner via and the semiconductor by the conductive resin composition hardly changed from the initial performance. In addition, the flexibility of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method was confirmed.
[0132]
(Example 2)
An embodiment of a module incorporating a semiconductor using the same sheet-like material as in the first embodiment will be described. A sheet-like material 601 (140 μm in thickness) was prepared in which the
[0133]
In this method, since a release film in which a wiring pattern is formed in advance is used, the cured module is a flat module in which the wiring pattern is embedded in the module. This means that a multilayer wiring can be formed finely on the module surface. Similarly, by embedding the wiring pattern, the sheet is compressed by the thickness of the wiring pattern on the surface. The same applies when a release film is used in the following embodiments. As a reliability evaluation of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method, a solder reflow test and a temperature cycle test were performed. The solder reflow test was performed by using a belt-type reflow tester having a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds and passing the test 10 times. The temperature cycle test was carried out at a temperature of 125 ° C. on the high-temperature side and at −60 ° C. on the low-temperature side for 30 minutes for each of 200 cycles. At this time, no crack was generated in the semiconductor module in terms of shape, and no particular abnormality was recognized in the ultrasonic flaw detector. This shows that the semiconductor and the module have firm adhesion. Also, the inner via connection resistance due to the conductive resin composition hardly changed from the initial performance. In addition, the flexibility of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method was confirmed.
[0134]
(Example 3)
An embodiment of a module incorporating a semiconductor using the same sheet-like material as in the first embodiment will be described. A sheet-like material 701 (140 μm in thickness) was prepared in which the
[0135]
As a reliability evaluation of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method, a solder reflow test and a temperature cycle test were performed. The solder reflow test was performed by using a belt-type reflow tester having a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds and passing the test 10 times. The temperature cycle test was carried out at a temperature of 125 ° C. on the high-temperature side and at −60 ° C. on the low-temperature side for 30 minutes for each of 200 cycles. At this time, no crack was generated in the semiconductor module in terms of shape, and no particular abnormality was recognized in the ultrasonic flaw detector. This shows that the semiconductor and the module have firm adhesion. Also, the inner via connection resistance due to the conductive resin composition hardly changed from the initial performance. In addition, the flexibility of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method was confirmed.
[0136]
(Example 4)
An embodiment of a module incorporating a semiconductor using the same sheet-like material as in the first embodiment will be described. A sheet-like material 801 (thickness: 70 μm) was prepared in which the
[0137]
As a reliability evaluation of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method, a solder reflow test and a temperature cycle test were performed. The solder reflow test was performed by using a belt-type reflow tester having a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds and passing the test 10 times. The temperature cycle test was carried out at a temperature of 125 ° C. on the high-temperature side and at −60 ° C. on the low-temperature side for 30 minutes for each of 200 cycles. At this time, no crack was generated in the semiconductor module in terms of shape, and no particular abnormality was recognized in the ultrasonic flaw detector. Thereby, it was confirmed that the semiconductor and the module had strong adhesion. In addition, the connection between the inner via and the semiconductor by the conductive resin composition hardly changed from the initial performance. In addition, the flexibility of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method was confirmed.
[0138]
(Example 5)
An embodiment of a module incorporating a semiconductor using the same sheet-like material as in the first embodiment will be described. A sheet-like material 901 (thickness: 70 μm) in which the
[0139]
As a reliability evaluation of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method, a solder reflow test and a temperature cycle test were performed. The solder reflow test was performed by using a belt-type reflow tester having a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds and passing the test 10 times. The temperature cycle test was carried out at a temperature of 125 ° C. on the high-temperature side and at −60 ° C. on the low-temperature side for 30 minutes for each of 200 cycles. At this time, no crack was generated in the semiconductor module in terms of shape, and no particular abnormality was recognized in the ultrasonic flaw detector. Thereby, it was confirmed that the semiconductor and the module had strong adhesion. Also, the inner via connection resistance due to the conductive resin composition hardly changed from the initial performance. In addition, the flexibility of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method was confirmed.
[0140]
(Example 6)
An embodiment of a module incorporating a semiconductor using the same sheet-like material as in the first embodiment will be described. A sheet 1001 (140 μm in thickness) was prepared in which the
[0141]
As a reliability evaluation of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method, a solder reflow test and a temperature cycle test were performed. The solder reflow test was performed by using a belt-type reflow tester having a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds and passing the test 10 times. The temperature cycle test was carried out at a temperature of 125 ° C. on the high-temperature side and at −60 ° C. on the low-temperature side for 30 minutes for each of 200 cycles. At this time, no crack was generated in the semiconductor module in terms of shape, and no particular abnormality was recognized in the ultrasonic flaw detector. Thereby, it was confirmed that the semiconductor and the module had strong adhesion. In addition, the connection between the inner via and the semiconductor by the conductive resin composition hardly changed from the initial performance. In addition, the flexibility of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method was confirmed.
[0142]
(Example 7)
An embodiment of a module incorporating a semiconductor using the same sheet-like material as in the first embodiment will be described. A sheet 1101 (140 μm in thickness) was prepared in which the
[0143]
A
This was pressed using a hot press at a press temperature of 120 ° C. and a pressure of 10 kg / cm. 2 For 5 minutes. As a result, the thermosetting resin in the
[0144]
As a reliability evaluation of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method, a solder reflow test and a temperature cycle test were performed. The solder reflow test was performed by using a belt-type reflow tester having a maximum temperature of 260 ° C. for 10 seconds and passing the test 10 times. The temperature cycle test was carried out at a temperature of 125 ° C. on the high-temperature side and at −60 ° C. on the low-temperature side for 30 minutes for each of 200 cycles. At this time, no crack was generated in the semiconductor module in terms of shape, and no particular abnormality was recognized in the ultrasonic flaw detector. Thereby, it was confirmed that the semiconductor and the module had strong adhesion. Also, the inner via connection resistance due to the conductive resin composition hardly changed from the initial performance. In addition, the flexibility of the module with a built-in semiconductor manufactured by this method was confirmed.
[0145]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a high-density module can be realized by using the same material for the semiconductor underfill and the insulating layer, and a flexible semiconductor built-in module and a manufacturing method thereof are provided. be able to.
[0146]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of the sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of the sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing one embodiment of the sheet module of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing one embodiment of the method for manufacturing a sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing one embodiment of the method for manufacturing a sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing one embodiment of the method for manufacturing a sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing one embodiment of a method for manufacturing a sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing one embodiment of the method for manufacturing a sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing one embodiment of the method for manufacturing a sheet-shaped module of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing one embodiment of the method for manufacturing a sheet-shaped module of the present invention.
[Explanation of symbols]
101, 201, 301, 401, 501, 507, 608, 708, 807, 908, 1008, 1109 Electric insulating layer
201, 202, 203, 204 Wiring layer
103, 203, 303, 403 Wiring pattern layer
104, 204, 304, 508, 609, 709, 808, 909, 1009, 1110 Inner via
404 Through hole
105, 205, 305, 405, 504, 604, 704, 804, 904, 1004, 1104 Semiconductor
106, 206, 306, 406, 505, 605, 705, 805, 905, 1005, 1105 Projecting electrode
307 Multi-layer substrate
501,601,701,801,901,1001,1101 mixture
502,602,702,802,902,1002,1102 Through hole
503, 603, 703, 803, 903, 1003, 1103 Conductive resin composition
506, 506a, 506b, 806, 806a, 806b, 1006a, 1006b Copper foil
606, 606a, 606b, 706, 706a, 706b, 906, 906a, 906b, 1106a, 1106b Wiring pattern
607, 607a, 607b, 707, 707a, 707b, 907, 907a, 907b, 1107a, 1107b Release film
Claims (32)
前記電気絶縁層の片面に少なくとも配線パターンを有する配線キャリア層と、
前記電気絶縁層の他方面に配線パターン層を備え、
前記配線キャリア層の配線パターンと前記他方面の配線パターン間を相互に接続するインナービアと、
前記電気絶縁層内部に埋め込まれた半導体を含むシート状モジュールであって、
前記半導体の外部電極が前記配線キャリアの配線パターンと突起電極を介して電気接続し、
前記半導体の外部電極面と前記配線キャリア間に存在する電気絶縁材料が、前記電気絶縁層と同一の材料であり、
前記電気絶縁層及び前記電気絶縁層の他方面の前記配線パターン層とが略同一面を形成していることを特徴とするシート状モジュール。An electrical insulating layer containing a mixture of an inorganic filler and a resin,
A wiring carrier layer having at least a wiring pattern on one surface of the electrical insulating layer,
A wiring pattern layer is provided on the other surface of the electric insulating layer,
An inner via interconnecting the wiring pattern of the wiring carrier layer and the wiring pattern on the other surface;
A sheet-like module including a semiconductor embedded inside the electric insulating layer,
The external electrode of the semiconductor is electrically connected to the wiring pattern of the wiring carrier via a projecting electrode,
An electrical insulating material present between the external electrode surface of the semiconductor and the wiring carrier is the same material as the electrical insulating layer,
A sheet-like module, wherein the electric insulating layer and the wiring pattern layer on the other surface of the electric insulating layer form substantially the same surface.
前記無機フィラーと樹脂からなるシート状物に貫通孔を形成し、
前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填し、
離型フイルムの片面に配線パターンを形成し、
半導体の外部電極上に導電性の突起物を形成し、
配線パターンを有する配線キャリア層に前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填したシート状物を位置合わせして重ね、
前記シート状物に前記導電性の突起物を形成した半導体の外部電極側を内側にして位置合わせして重ね、
前記半導体を重ねたシート状物に銅箔を重ね、
前記半導体を前記シート状物に埋没一体化させつつ前記半導体を前記配線キャリア表面の配線パターンに実装し、
加熱加圧することで前記シート状物中の熱硬化樹脂及び導電性樹脂組成物を硬化させ、
前記銅箔を加工して配線パターンを形成することを含むシート状モジュールの製造方法。Processing a mixture of inorganic filler and resin into a sheet,
Forming a through-hole in the sheet-like material composed of the inorganic filler and the resin,
Filling the through hole with a conductive resin composition,
Form a wiring pattern on one side of the release film,
Form conductive protrusions on the external electrodes of the semiconductor,
A sheet-like material filled with a conductive resin composition in the through-hole is positioned and overlapped on a wiring carrier layer having a wiring pattern,
Positioning and overlapping the external electrode side of the semiconductor on which the conductive protrusions are formed on the sheet-like object,
Laminating a copper foil on the sheet-like material on which the semiconductor is laminated,
Mounting the semiconductor on a wiring pattern on the surface of the wiring carrier while embedding and integrating the semiconductor in the sheet-like material;
By heating and pressurizing, the thermosetting resin and the conductive resin composition in the sheet material are cured,
A method for manufacturing a sheet-like module, comprising forming a wiring pattern by processing the copper foil.
前記無機フィラーと樹脂からなるシート状物に貫通孔を形成し、
前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填し、
離型フイルムの片面に配線パターンを形成し、
半導体の外部電極上に導電性の突起物を形成し、
配線パターンを有する配線キャリア層に前記貫通孔に導電性樹脂組成物を充填したシート状物を位置合わせして重ね、
前記シート状物に前記導電性の突起物を形成した半導体の外部電極側を内側にして位置合わせして重ね、
前記半導体を重ねたシート状物に前記離型フイルム上に配線パターンを有する前記離型フイルムの配線パターンを内側にして位置合わせして重ね、
前記半導体を前記シート状物に埋没一体化させつつ前記半導体を前記配線キャリア表面の配線パターンに実装し、
加熱加圧することで前記シート状物中の熱硬化樹脂及び導電性樹脂組成物を硬化させ、
前記離型フイルムを剥離することを含むシート状モジュールの製造方法。Process the mixture of inorganic filler and resin into a sheet,
Forming a through-hole in the sheet-like material composed of the inorganic filler and the resin,
Filling the through hole with a conductive resin composition,
Form a wiring pattern on one side of the release film,
Form conductive protrusions on the external electrodes of the semiconductor,
A sheet-like material filled with a conductive resin composition in the through-hole is positioned and overlapped on a wiring carrier layer having a wiring pattern,
Positioning and overlapping the external electrode side of the semiconductor on which the conductive protrusions are formed on the sheet-like object,
The semiconductor film is superimposed on a sheet-like material with the wiring pattern of the release film having a wiring pattern on the release film positioned inside on the release film;
Mounting the semiconductor on a wiring pattern on the surface of the wiring carrier while embedding and integrating the semiconductor in the sheet-like material;
By heating and pressurizing, the thermosetting resin and the conductive resin composition in the sheet material are cured,
A method for manufacturing a sheet-like module, comprising peeling off the release film.
前記半導体の外部電極と反対の面を銅箔に固定し、前記半導体を固定した前記銅箔を前記シート状物に位置合わせして重ねる請求項20または21に記載のシート状モジュールの製造方法。When the sheet-shaped material is formed with the conductive protrusions formed thereon, the external electrode side of the semiconductor is aligned inside with the external electrode side inward, and when the copper foil is stacked on the sheet-shaped material on which the semiconductor is stacked,
22. The method for manufacturing a sheet-like module according to claim 20, wherein the surface of the semiconductor opposite to the external electrode is fixed to a copper foil, and the copper foil to which the semiconductor is fixed is aligned with and overlapped with the sheet-like material.
前記半導体の外部電極と反対の面を前記離型フイルムに固定し、前記半導体を固定した前記離型フイルムを前記シート状物に位置合わせして重ねる請求項20または21に記載のシート状モジュールの製造方法。The semiconductor in which the conductive protrusions are formed on the sheet-like material is overlapped with the external electrode side facing inward, and the semiconductor-laminated sheet-like material is provided with a wiring pattern on the release film. When aligning the film with the wiring pattern of the mold film inside,
22. The sheet-like module according to claim 20, wherein a surface of the semiconductor module opposite to the external electrode is fixed to the release film, and the release film to which the semiconductor is fixed is aligned with and overlapped with the sheet. Production method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003104553A JP2004311788A (en) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Sheet module and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003104553A JP2004311788A (en) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Sheet module and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004311788A true JP2004311788A (en) | 2004-11-04 |
Family
ID=33467344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003104553A Withdrawn JP2004311788A (en) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Sheet module and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004311788A (en) |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005034231A1 (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-14 | Nec Corporation | Electronic device and its manufacturing method |
JP2007012762A (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Tdk Corp | Substrate with built-in semiconductor ic and its manufacturing method |
JP2008078207A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Method for manufacturing semiconductor device |
JP2008545265A (en) * | 2005-07-07 | 2008-12-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Package, method of manufacturing the package, and use of the method |
US7521283B2 (en) | 2004-12-07 | 2009-04-21 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Manufacturing method of chip integrated substrate |
JP2011176317A (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Samsung Electronics Co Ltd | Printed circuit board, semiconductor package including the same and manufacturing method of them, and electric and electronic device including semiconductor package |
JP2013511145A (en) * | 2009-11-17 | 2013-03-28 | オーツェー・エリコン・バルザース・アーゲー | Substrate processing apparatus and method |
CN107622951A (en) * | 2016-07-14 | 2018-01-23 | 住友电木株式会社 | The manufacture method of semiconductor device |
US10886232B2 (en) | 2019-05-10 | 2021-01-05 | Applied Materials, Inc. | Package structure and fabrication methods |
US10937726B1 (en) | 2019-11-27 | 2021-03-02 | Applied Materials, Inc. | Package structure with embedded core |
US11063169B2 (en) | 2019-05-10 | 2021-07-13 | Applied Materials, Inc. | Substrate structuring methods |
US11232951B1 (en) | 2020-07-14 | 2022-01-25 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for laser drilling blind vias |
US11257790B2 (en) | 2020-03-10 | 2022-02-22 | Applied Materials, Inc. | High connectivity device stacking |
US11342256B2 (en) | 2019-01-24 | 2022-05-24 | Applied Materials, Inc. | Method of fine redistribution interconnect formation for advanced packaging applications |
US11404318B2 (en) | 2020-11-20 | 2022-08-02 | Applied Materials, Inc. | Methods of forming through-silicon vias in substrates for advanced packaging |
US11400545B2 (en) | 2020-05-11 | 2022-08-02 | Applied Materials, Inc. | Laser ablation for package fabrication |
US11454884B2 (en) | 2020-04-15 | 2022-09-27 | Applied Materials, Inc. | Fluoropolymer stamp fabrication method |
US11521937B2 (en) | 2020-11-16 | 2022-12-06 | Applied Materials, Inc. | Package structures with built-in EMI shielding |
US11676832B2 (en) | 2020-07-24 | 2023-06-13 | Applied Materials, Inc. | Laser ablation system for package fabrication |
US11705365B2 (en) | 2021-05-18 | 2023-07-18 | Applied Materials, Inc. | Methods of micro-via formation for advanced packaging |
US11931855B2 (en) | 2019-06-17 | 2024-03-19 | Applied Materials, Inc. | Planarization methods for packaging substrates |
-
2003
- 2003-04-08 JP JP2003104553A patent/JP2004311788A/en not_active Withdrawn
Cited By (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8035202B2 (en) | 2003-10-06 | 2011-10-11 | Nec Corporation | Electronic device having a wiring substrate |
WO2005034231A1 (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-14 | Nec Corporation | Electronic device and its manufacturing method |
US7521283B2 (en) | 2004-12-07 | 2009-04-21 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Manufacturing method of chip integrated substrate |
JP2007012762A (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Tdk Corp | Substrate with built-in semiconductor ic and its manufacturing method |
JP2008545265A (en) * | 2005-07-07 | 2008-12-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Package, method of manufacturing the package, and use of the method |
JP2008078207A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Method for manufacturing semiconductor device |
JP2013511145A (en) * | 2009-11-17 | 2013-03-28 | オーツェー・エリコン・バルザース・アーゲー | Substrate processing apparatus and method |
JP2011176317A (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Samsung Electronics Co Ltd | Printed circuit board, semiconductor package including the same and manufacturing method of them, and electric and electronic device including semiconductor package |
CN107622951A (en) * | 2016-07-14 | 2018-01-23 | 住友电木株式会社 | The manufacture method of semiconductor device |
JP2018019071A (en) * | 2016-07-14 | 2018-02-01 | 住友ベークライト株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
US11342256B2 (en) | 2019-01-24 | 2022-05-24 | Applied Materials, Inc. | Method of fine redistribution interconnect formation for advanced packaging applications |
US11362235B2 (en) | 2019-05-10 | 2022-06-14 | Applied Materials, Inc. | Substrate structuring methods |
US11476202B2 (en) | 2019-05-10 | 2022-10-18 | Applied Materials, Inc. | Reconstituted substrate structure and fabrication methods for heterogeneous packaging integration |
US11887934B2 (en) | 2019-05-10 | 2024-01-30 | Applied Materials, Inc. | Package structure and fabrication methods |
US11715700B2 (en) | 2019-05-10 | 2023-08-01 | Applied Materials, Inc. | Reconstituted substrate structure and fabrication methods for heterogeneous packaging integration |
US11264331B2 (en) | 2019-05-10 | 2022-03-01 | Applied Materials, Inc. | Package structure and fabrication methods |
US11264333B2 (en) | 2019-05-10 | 2022-03-01 | Applied Materials, Inc. | Reconstituted substrate structure and fabrication methods for heterogeneous packaging integration |
US11521935B2 (en) | 2019-05-10 | 2022-12-06 | Applied Materials, Inc. | Package structure and fabrication methods |
US10886232B2 (en) | 2019-05-10 | 2021-01-05 | Applied Materials, Inc. | Package structure and fabrication methods |
US11398433B2 (en) | 2019-05-10 | 2022-07-26 | Applied Materials, Inc. | Reconstituted substrate structure and fabrication methods for heterogeneous packaging integration |
US11063169B2 (en) | 2019-05-10 | 2021-07-13 | Applied Materials, Inc. | Substrate structuring methods |
US11417605B2 (en) | 2019-05-10 | 2022-08-16 | Applied Materials, Inc. | Reconstituted substrate for radio frequency applications |
US11931855B2 (en) | 2019-06-17 | 2024-03-19 | Applied Materials, Inc. | Planarization methods for packaging substrates |
US10937726B1 (en) | 2019-11-27 | 2021-03-02 | Applied Materials, Inc. | Package structure with embedded core |
US11862546B2 (en) | 2019-11-27 | 2024-01-02 | Applied Materials, Inc. | Package core assembly and fabrication methods |
US11881447B2 (en) | 2019-11-27 | 2024-01-23 | Applied Materials, Inc. | Package core assembly and fabrication methods |
US11257790B2 (en) | 2020-03-10 | 2022-02-22 | Applied Materials, Inc. | High connectivity device stacking |
US11742330B2 (en) | 2020-03-10 | 2023-08-29 | Applied Materials, Inc. | High connectivity device stacking |
US11454884B2 (en) | 2020-04-15 | 2022-09-27 | Applied Materials, Inc. | Fluoropolymer stamp fabrication method |
US11927885B2 (en) | 2020-04-15 | 2024-03-12 | Applied Materials, Inc. | Fluoropolymer stamp fabrication method |
US11400545B2 (en) | 2020-05-11 | 2022-08-02 | Applied Materials, Inc. | Laser ablation for package fabrication |
US11232951B1 (en) | 2020-07-14 | 2022-01-25 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for laser drilling blind vias |
US11676832B2 (en) | 2020-07-24 | 2023-06-13 | Applied Materials, Inc. | Laser ablation system for package fabrication |
US11521937B2 (en) | 2020-11-16 | 2022-12-06 | Applied Materials, Inc. | Package structures with built-in EMI shielding |
US11404318B2 (en) | 2020-11-20 | 2022-08-02 | Applied Materials, Inc. | Methods of forming through-silicon vias in substrates for advanced packaging |
US11705365B2 (en) | 2021-05-18 | 2023-07-18 | Applied Materials, Inc. | Methods of micro-via formation for advanced packaging |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3547423B2 (en) | Component built-in module and manufacturing method thereof | |
JP3375555B2 (en) | Circuit component built-in module and method of manufacturing the same | |
JP2004311788A (en) | Sheet module and its manufacturing method | |
JP4145730B2 (en) | Module with built-in semiconductor | |
TW511405B (en) | Device built-in module and manufacturing method thereof | |
JP4279893B2 (en) | Manufacturing method of circuit component built-in module | |
TW550997B (en) | Module with built-in components and the manufacturing method thereof | |
US6489685B2 (en) | Component built-in module and method of manufacturing the same | |
JP3553043B2 (en) | Component built-in module and manufacturing method thereof | |
JP2010114434A (en) | Component built-in wiring board and method of manufacturing the same | |
JP2003068923A (en) | Semiconductor package, its manufacturing method and semiconductor device | |
JPH10173097A (en) | Sheetlike substance for heat conductive substrate, its manufacture, heat conductive substrate using it and its manufacture | |
JP2002170921A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
TW200300991A (en) | Metal wiring substrate, semiconductor device and the manufacturing method thereof | |
JP2003188340A (en) | Part incorporating module and its manufacturing method | |
JP4606685B2 (en) | Module with built-in circuit components | |
JP2008103640A (en) | Multilayer wiring board | |
US20040226744A1 (en) | Module with built-in circuit component and method for producing the same | |
JP2001237586A (en) | Circuit board, module incorporating circuit part, and manufacturing method thereof | |
KR20180090941A (en) | Manufacturing Method of Flexible Printed Circuit Board Using Temporary Bonding and De-bonding Adhesives | |
JP2011233915A (en) | Composite wiring board, manufacturing method thereof, mounting body of electronic component, and manufacturing method of electronic component | |
JP2004055967A (en) | Manufacturing method of board with built-in electronic component | |
JP2004363566A (en) | Electronic-component mounting body and method of manufacturing the same | |
JP2010021368A (en) | Wiring board with built-in component and manufacturing method thereof | |
JP2007194516A (en) | Compound wiring board and its manufacturing method, mounted shape of electronic component, and manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |