JP2006049762A - 部品内蔵基板及び部品内蔵基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 内蔵部品の放熱性、内蔵部品の信頼性を確保することが可能な部品内蔵基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 部品内蔵基板を製造する工程において、金属板8aに接着剤9を用いて半導体部品1を固定し、さらにその金属板8a及び半導体部品1の上に層間絶縁層4−1〜4−3及び配線層6−1〜6−3を順次積層させ、金属板8aで他の配線層8を形成していくことを特徴としている。部品内蔵基板の製造において、金属板8aを使用することにより、金属板8aの上に積層する半導体部品1、層間絶縁層4−1〜4−3および配線層6−1〜6−3の平坦性を向上させることが可能であり、このため、基板の反りに伴う部品内蔵基板1の製造工程中の不具合を抑制することができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 部品内蔵基板を製造する工程において、金属板8aに接着剤9を用いて半導体部品1を固定し、さらにその金属板8a及び半導体部品1の上に層間絶縁層4−1〜4−3及び配線層6−1〜6−3を順次積層させ、金属板8aで他の配線層8を形成していくことを特徴としている。部品内蔵基板の製造において、金属板8aを使用することにより、金属板8aの上に積層する半導体部品1、層間絶縁層4−1〜4−3および配線層6−1〜6−3の平坦性を向上させることが可能であり、このため、基板の反りに伴う部品内蔵基板1の製造工程中の不具合を抑制することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、部品内蔵基板及び部品内蔵基板の製造方法に関する。
従来、半導体部品及び抵抗やコンデンサなどの受動部品とプリント基板との接続には、はんだが用いられており、半導体部品及び受動部品は、図9に示すように、はんだを介して基板表面に実装されている。
図8は部品内蔵基板の従来例を示す断面図である。
同図に示す部品内蔵基板は、3つの層間絶縁層4−1、4−2、4−3と4つの配線層6−1、6−2、6−3、6−4とが交互に位置するように積層されて積層基板が構成され、各配線層6−1〜6−4がビア5もしくはスルーホール12で接続されている。積層基板の一方の面(図では上側の面)の配線層6−4と半導体部品1のパッド2とがはんだ27により接続されている。
同図に示す部品内蔵基板は、3つの層間絶縁層4−1、4−2、4−3と4つの配線層6−1、6−2、6−3、6−4とが交互に位置するように積層されて積層基板が構成され、各配線層6−1〜6−4がビア5もしくはスルーホール12で接続されている。積層基板の一方の面(図では上側の面)の配線層6−4と半導体部品1のパッド2とがはんだ27により接続されている。
しかし、近年の技術の発展に伴い、電子機器等に要求される機能は益々高まっており、それに伴い基板(積層基板)に搭載される半導体部品および受動部品の数は増加する傾向にある。このため、電子機器の小型化、薄型化を実現する手法として、半導体部品および受動部品を基板の表面ではなく、基板の内部に内蔵した、いわゆる部品内蔵基板が考えられている。
部品内蔵基板は半導体部品(能動部品)や受動部品を内蔵した基板であるため、半導体素子と基板を含めたトータルのサイズで考えると、半導体部品や受動部品を表面に搭載する構造に比べて小型・薄型化が可能である。
例えば特許文献1に開示されている部品内蔵基板は、キャビティが形成されたコア基板と層間絶縁層、導体回路から構成されており、コア基板のキャビティ部に半導体素子が埋め込まれた構造を採用している。
また、特許文献2に開示されている部品内蔵基板は、無機フィラーと熱硬化性樹脂からなる電気絶縁性基板と、電気絶縁性基板上に形成された配線パターンと、前記絶縁性基板の内部に配置された半導体素子から構成された構造を採用している。
特開2002−246758号公報
特開2001−244638号公報
例えば特許文献1に開示されている部品内蔵基板は、キャビティが形成されたコア基板と層間絶縁層、導体回路から構成されており、コア基板のキャビティ部に半導体素子が埋め込まれた構造を採用している。
また、特許文献2に開示されている部品内蔵基板は、無機フィラーと熱硬化性樹脂からなる電気絶縁性基板と、電気絶縁性基板上に形成された配線パターンと、前記絶縁性基板の内部に配置された半導体素子から構成された構造を採用している。
しかしながら、特許文献1に開示された部品内蔵基板には以下のような問題がある。
すなわち、コア基板のキャビティ部に半導体素子を埋め込むという構造であるが、基板へのキャビティ形成は基板製造コストが高くなるという問題がある。また、半導体素子は基板内部に完全に埋め込まれた構造をしているため、半導体素子の発熱に対して放熱対策が不十分であり、信頼性が低下するという問題がある。
すなわち、コア基板のキャビティ部に半導体素子を埋め込むという構造であるが、基板へのキャビティ形成は基板製造コストが高くなるという問題がある。また、半導体素子は基板内部に完全に埋め込まれた構造をしているため、半導体素子の発熱に対して放熱対策が不十分であり、信頼性が低下するという問題がある。
また、特許文献2に開示された部品内蔵基板にも問題がある。
すなわち、基板に内蔵する半導体素子と基板の回路パターンの接続にはフリップチップ実装の技術が用いられているが、フリップチップ実装は半導体素子のスタッドバンプと基板に設けられた電極を接合させる技術であるため、基板の反りが大きくなると、スタッドバンプにより基板の反りを吸収することができず、基板との良好な接続を得ることが困難となる。このため、フリップチップ実装を適用するためには、基板の反りが小さい小型の基板に限定されている。
すなわち、基板に内蔵する半導体素子と基板の回路パターンの接続にはフリップチップ実装の技術が用いられているが、フリップチップ実装は半導体素子のスタッドバンプと基板に設けられた電極を接合させる技術であるため、基板の反りが大きくなると、スタッドバンプにより基板の反りを吸収することができず、基板との良好な接続を得ることが困難となる。このため、フリップチップ実装を適用するためには、基板の反りが小さい小型の基板に限定されている。
また、半導体部品をフリップ実装により接続するためには、加圧力や温度の厳密な制御が必要であるため、同時に多数の半導体部品を接続することは困難である。以上の結果としてフリップチップ実装を用いた部品内蔵基板は量産性およびコストの面で問題がある。
そこで本発明の主な目的は、上述の事情に鑑みてなされたもので、基板面積の低減により電子機器の小型・薄型化を実現できる部品内蔵基板及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の副次的な目的は、内蔵部品の放熱性、内蔵部品の信頼性を確保することが可能な部品内蔵基板及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の副次的な目的は、内蔵部品の放熱性、内蔵部品の信頼性を確保することが可能な部品内蔵基板及びその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に記載の発明は、層間絶縁層と、該層間絶縁層に埋め込まれた半導体部品と、該層間絶縁層の両面に形成され、前記半導体部品の電極と電気的に接続された配線層とを備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記配線層と前記半導体部品の電極とが前記層間絶縁層に形成されたビアを介して接続されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記層間絶縁層の表面の配線層に他の半導体部品の電極が電気的に接続されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の発明において、前記半導体部品は、前記電極が形成された回路面の反対側の非回路面が前記層間絶縁層の他方の面とほぼ同一面となるように埋め込まれ、かつ前記層間絶縁層の他方の面及び前記非回路面に接着剤で金属板が接続されていることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項記載の発明において、前記半導体部品の非回路面と前記金属板とを接続する接着剤は、少なくともエポキシ系樹脂より熱伝導性が優れていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項記載の発明において、前記金属板は、前記層間絶縁層の他方の面に他の配線層が形成されるようにパターニングされていることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項記載の発明において、前記金属板は、前記半導体部品の非回路面と接続されている部分が残るようにパターニングされており、前記層間絶縁層の他方の面に他の配線層が形成されていることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記半導体部品の非回路面には放熱板が設けられていることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項1から8のいずれか1項記載の発明において、前記金属板は、銅であることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項1から9のいずれか1項記載の発明において、前記層間絶縁層には、抵抗器、コンデンサ、インダクタ等の受動部品のうち、少なくとも1つが内蔵されていることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、請求項1から10のいずれか1項記載の発明において、前記半導体部品は、ウエハーレベルのチップサイズパッケージであることを特徴とする。
請求項12記載の発明は、請求項1から11のいずれか1項記載の発明において、前記半導体部品は、ベアチップであることを特徴とする。
請求項13記載の発明は、金属板の上に半導体部品の非回路面側を接着剤により固定する工程と、前記半導体部品が固定された金属板の上に前記半導体部品を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、前記層間絶縁層の上に銅箔を積層する工程と、前記層間絶縁層及び前記銅箔に層間接続用の穴を形成する工程と、前記層間接続用の穴にめっきを形成、または導電性ペーストを印刷する工程と、前記銅箔をパターニングして配線層を形成する工程と、前記金属板をエッチングして他の配線層を形成する工程とを有することを特徴とする。
請求項14記載の発明は、金属板の上に半導体部品の非回路面側を接着剤により固定する工程と、前記半導体部品が固定された金属板の上に前記半導体部品を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、前記層間絶縁層の上に銅箔を積層する工程と、前記層間絶縁層及び前記銅箔に層間接続用の穴を形成する工程と、前記層間接続用の穴にめっきを形成、または導電性ペーストを印刷する工程と、前記銅箔をパターニングして配線層を形成する工程と、前記金属板をエッチングして他の配線層及び必要に応じた放熱板を形成する工程とを有する部品内蔵基板の製造方法であることを特徴とする。
請求項15記載の発明は、請求項13または14記載の発明において、前記半導体部品を前記金属板に固定する際に、抵抗器、コンデンサ、インダクタ等の受動部品のうち、少なくとも1つを固定することを特徴とする。
請求項16記載の発明は、請求項13から15のいずれか1項記載の発明において、前記層間絶縁層の表面の配線層に他の半導体部品の電極をはんだで接続することを特徴とする。
本発明では部品内蔵基板を製造する工程において、金属板に接着剤を用いて半導体部品を固定し、さらにその金属板及び半導体部品の上に層間絶縁層及び配線層を順次積層させ、金属板で他の配線層を形成していくことを特徴としている。部品内蔵基板の製造において、金属板を使用することにより、金属板の上に積層する半導体部品、層間絶縁層および配線層の平坦性を向上させることが可能であり、このため、基板の反りに伴う部品内蔵基板の製造工程中の不具合を抑制することができる。
また、半導体部品と配線層との接続は層間絶縁層に形成した穴にめっきを形成、または導電性ペーストを印刷することにより実現するため、一括して多数の半導体部品を基板に内蔵することが可能であり、フリップチップ工法により配線層と接続する手法に比べて、明らかに生産性は向上する。
また、このようにして製造された部品内蔵基板の片側には、金属板が形成されており、この金属板をそのまま残す場合には、内蔵された半導体部品を放熱する効果が得られる。また金属板により部品内蔵基板の剛性を確保することができるため、落下などの衝撃に対する耐性が向上し半導体部品の信頼性を確保することが可能になる。
また、配線スペースを確保するという観点から、部品内蔵基板の片側に形成した金属板をエッチングし、配線層を形成することも可能であり、さらに半導体部品の裏面にだけ金属板を残すことにより、半導体部品の放熱効果や、落下などに対する半導体部品の耐衝撃性を確保することも可能である。
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1を参照すると、本発明の第一の実施の形態としての部品内蔵基板の製造方法を適用した部品内蔵基板の断面図が示されている。
同図に示す部品内蔵基板(以下「基板」という。)は、主に層間絶縁層4−1、4−2、4−3と、層間絶縁層4−1に埋め込まれた半導体部品1と、層間絶縁層4−3の表面(図では上側の面)に形成され、半導体部品1の電極2と電気的に接続された配線層6−3と、層間絶縁層4−1の表面(この場合、下側の面)に形成された他の配線層8−1とで構成されている。金属板8aの材料としては銅、特に純銅が好ましい。半導体部品1としては、例えば、一方の面(図では上側)に電極2を有するLSIが挙げられる。
図1を参照すると、本発明の第一の実施の形態としての部品内蔵基板の製造方法を適用した部品内蔵基板の断面図が示されている。
同図に示す部品内蔵基板(以下「基板」という。)は、主に層間絶縁層4−1、4−2、4−3と、層間絶縁層4−1に埋め込まれた半導体部品1と、層間絶縁層4−3の表面(図では上側の面)に形成され、半導体部品1の電極2と電気的に接続された配線層6−3と、層間絶縁層4−1の表面(この場合、下側の面)に形成された他の配線層8−1とで構成されている。金属板8aの材料としては銅、特に純銅が好ましい。半導体部品1としては、例えば、一方の面(図では上側)に電極2を有するLSIが挙げられる。
基板に内蔵される半導体部品1としてはウエハーレベルのチップサイズパッケージ(CSP:Chip Size Package)、またはベアチップが適しており、半導体部品1の厚さとしては30μm〜200μm程度が最も適している。また、基板に内蔵する半導体部品1の数は1個である必要はなく、複数個内蔵することも可能である。
配線層6と半導体部品1の電極としてのパッド2とは、層間絶縁層4に形成されめっきされた穴の一種であるビア(バイアホールともいう)5を介して接続されている。
半導体部品1のパッド2が形成されていない非回路面と金属板8aとは接着剤9によって接続されている。この接着剤9としては熱伝導性に優れているものを使用することが望ましい。
配線層6と半導体部品1の電極としてのパッド2とは、層間絶縁層4に形成されめっきされた穴の一種であるビア(バイアホールともいう)5を介して接続されている。
半導体部品1のパッド2が形成されていない非回路面と金属板8aとは接着剤9によって接続されている。この接着剤9としては熱伝導性に優れているものを使用することが望ましい。
図1に示すように、半導体部品1が基板内部に内蔵されているため、半導体部品1と基板とを含めたトータルのサイズで考えると、半導体部品1を表面に搭載する構造に比べて小型・薄型化が可能である。また、この基板の片側(他方の面側)の金属板8aをエッチングする際に半導体部品1の位置にそのまま残すことで、内蔵された半導体部品1の放熱効果が得られ、部品内蔵基板の剛性を確保することができるため、基板の落下などによる衝撃に対し半導体部品1の信頼性を確保することが可能になる。
ここで、金属板8aをそのまま残さない。これは、半導体部品1の搭載可能な面積が減少し、基板の重量が大きくなるので、金属板8aを製造工程では治具として利用し、最終的には除去するのが好ましいためである。しかしながら、必要に応じて金属板8aの一部を放熱板8−2として残してもよい。
ここで、金属板8aをそのまま残さない。これは、半導体部品1の搭載可能な面積が減少し、基板の重量が大きくなるので、金属板8aを製造工程では治具として利用し、最終的には除去するのが好ましいためである。しかしながら、必要に応じて金属板8aの一部を放熱板8−2として残してもよい。
(製造方法の説明)
次に、図2(a)〜(h)、図3(a)、(b)、図4(a)、(b)を参照して第1の実施の形態の製造方法を説明する。
図2(a)〜(h)は本発明の部品内蔵基板の製造方法の第1の実施の形態を示す工程図である。
まず、金属板8を用意し、金属板8の所定の箇所に接着剤9を塗布する。次に接着剤9の上に半導体部品1を搭載し、半導体部品1の非回路面と金属板8とを接着する。半導体部品1としてはウエハーレベルCSPやベアチップが適しており、半導体部品の厚さは30μm〜200μm程度が望ましい。金属板8の材料としては銅などが用いられる(図2(a))。
次に、図2(a)〜(h)、図3(a)、(b)、図4(a)、(b)を参照して第1の実施の形態の製造方法を説明する。
図2(a)〜(h)は本発明の部品内蔵基板の製造方法の第1の実施の形態を示す工程図である。
まず、金属板8を用意し、金属板8の所定の箇所に接着剤9を塗布する。次に接着剤9の上に半導体部品1を搭載し、半導体部品1の非回路面と金属板8とを接着する。半導体部品1としてはウエハーレベルCSPやベアチップが適しており、半導体部品の厚さは30μm〜200μm程度が望ましい。金属板8の材料としては銅などが用いられる(図2(a))。
次に半導体部品1が接着された金属板8上に、形状が半導体部品1の外形とほぼ同形状の開口部4aaの形成された枠状のプリプレグ(ガラス繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた半硬化状態の樹脂)4aと、開口部が形成されていない板状の4bとを積層する。積層するプリプレグ4a、4bの厚さや層数は内蔵する半導体部品1の厚さに応じて決定する。目安としては内蔵する半導体部品1の厚さに20μm〜100μmを加えた厚さである。プリプレグ4bの上に配線層となる銅箔6aを積層する(図2(b))。
これらのプリプレグ4a、4bを銅箔6aごと加熱プレスすることで、半導体部品1が硬化樹脂からなる層間絶縁層4−1で埋まる(図2(c))。
次に層間絶縁層4にレーザ加工などにより電気接続用の穴、すなわち凹部21や貫通穴22を個別に形成する。電気接続用の穴のうち凹部21の形成箇所は半導体部品1のパッド2部の直上に形成することが望ましい。穴の加工後、基板全表面に公知の触媒を吸着させ、この触媒を核として化学的に銅を析出させて銅膜6−1aとし(図2(d))、さらにこの銅膜6−1の上に銅めっき層23を厚付けする(図2(e))。
次に、基板全面にレジストとしての感光性のドライフィルム(図示せず)を貼り付けた後、露光・現像およびエッチングにより所望の配線層6−1のパターンを得る。
回路形成として、感光性のドライフィルムを用いた方法を示したが、液状レジストを用いても良い。また、半導体部品1と配線層6−1との電気的な接続を取るために、層間絶縁層4−1に形成した穴に銅めっきを形成する方法を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、穴に導電性樹脂を埋めることにより、電気的に接続することも可能である(図2(f))。
次に層間絶縁層4にレーザ加工などにより電気接続用の穴、すなわち凹部21や貫通穴22を個別に形成する。電気接続用の穴のうち凹部21の形成箇所は半導体部品1のパッド2部の直上に形成することが望ましい。穴の加工後、基板全表面に公知の触媒を吸着させ、この触媒を核として化学的に銅を析出させて銅膜6−1aとし(図2(d))、さらにこの銅膜6−1の上に銅めっき層23を厚付けする(図2(e))。
次に、基板全面にレジストとしての感光性のドライフィルム(図示せず)を貼り付けた後、露光・現像およびエッチングにより所望の配線層6−1のパターンを得る。
回路形成として、感光性のドライフィルムを用いた方法を示したが、液状レジストを用いても良い。また、半導体部品1と配線層6−1との電気的な接続を取るために、層間絶縁層4−1に形成した穴に銅めっきを形成する方法を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、穴に導電性樹脂を埋めることにより、電気的に接続することも可能である(図2(f))。
さらに、必要に応じて層間絶縁層4−2、4−3および配線層6−2を交互に積層し、層間接続用のビア5−2、5−3、スルーホール12および配線層6−3を形成する(図2(g))。
金属板8aをエッチングもしくは研磨することにより所定の厚さに形成する(図2(h))。
ここで、図3(a)は図2(h)に示した部品内蔵基板の金属板8a側から見た平面図であり、図3(b)は図3(a)のIIIb−IIIb線断面図であり、図4(a)は完成後の部品内蔵基板を他の配線層8−1側からみた平面図であり、図4(b)は図4(a)のIVb−IVb線断面図である。
図3(a)、(b)に示すように部品内蔵基板の半導体部品1側が全面にわたって金属板8aで覆われている。この金属板8aをエッチングして他の配線層8−1を形成することにより部品内蔵基板が形成される。
すなわち、本実施の形態では部品内蔵基板を製造する工程において、金属板8aに接着剤9を用いて半導体部品1を接着し、さらに金属板8aおよび半導体部品1の上に層間絶縁層4−1、配線層6−1、層間絶縁層4−2、配線層6−2、層間絶縁層4−3及び配線層6−3を順次積層させ、他の配線層8−1を形成していくことを特徴としている。
金属板8aをエッチングもしくは研磨することにより所定の厚さに形成する(図2(h))。
ここで、図3(a)は図2(h)に示した部品内蔵基板の金属板8a側から見た平面図であり、図3(b)は図3(a)のIIIb−IIIb線断面図であり、図4(a)は完成後の部品内蔵基板を他の配線層8−1側からみた平面図であり、図4(b)は図4(a)のIVb−IVb線断面図である。
図3(a)、(b)に示すように部品内蔵基板の半導体部品1側が全面にわたって金属板8aで覆われている。この金属板8aをエッチングして他の配線層8−1を形成することにより部品内蔵基板が形成される。
すなわち、本実施の形態では部品内蔵基板を製造する工程において、金属板8aに接着剤9を用いて半導体部品1を接着し、さらに金属板8aおよび半導体部品1の上に層間絶縁層4−1、配線層6−1、層間絶縁層4−2、配線層6−2、層間絶縁層4−3及び配線層6−3を順次積層させ、他の配線層8−1を形成していくことを特徴としている。
本実施の形態では金属板8aを使用することにより、金属板8aの上に積層する半導体部品1、層間絶縁層4−14−3および配線層6−1〜6−3の平坦性を向上させることが可能であり、このため、基板の反りに伴う部品内蔵基板の製造工程中の不具合を抑制することができる。
また、半導体部品1と配線層6−1〜6−3との接続は、層間絶縁層4−1〜4−3に形成した穴21、22にめっきを形成、または導電性ペーストを充填することにより実現するため、一括して多数の半導体部品1を基板に内蔵することが可能であり、フリップチップ工法により配線層6−1〜6−3と接続する手法に比べて、明らかに生産性は向上する。さらに、半導体部品1が層間絶縁層4−1の表面近傍に内蔵されているので、優れた放熱効果が期待できる。
また、半導体部品1と配線層6−1〜6−3との接続は、層間絶縁層4−1〜4−3に形成した穴21、22にめっきを形成、または導電性ペーストを充填することにより実現するため、一括して多数の半導体部品1を基板に内蔵することが可能であり、フリップチップ工法により配線層6−1〜6−3と接続する手法に比べて、明らかに生産性は向上する。さらに、半導体部品1が層間絶縁層4−1の表面近傍に内蔵されているので、優れた放熱効果が期待できる。
(他の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態について図5を参照して詳細に説明する。
図5を参照すると、本発明の第2の実施の形態としての部品内蔵基板の断面図が示されている。
同図に示すように、発熱が問題になる半導体部品に関しては放熱板8−2を形成する必要がある。この放熱板8−2は他の配線層8−1を形成する際に金属板8aをエッチングすることにより同時に得ることができる。
本発明の第2の実施の形態について図5を参照して詳細に説明する。
図5を参照すると、本発明の第2の実施の形態としての部品内蔵基板の断面図が示されている。
同図に示すように、発熱が問題になる半導体部品に関しては放熱板8−2を形成する必要がある。この放熱板8−2は他の配線層8−1を形成する際に金属板8aをエッチングすることにより同時に得ることができる。
次に本発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。
図6を参照すると、本発明の第3の実施の形態として部品内蔵基板の断面図が示されている。
図6の構造は第1または第2の実施の形態で示した部品内蔵基板内部に、さらに抵抗、コンデンサ、インダクタなどの受動部品23を形成した構造である。受動部品23は第1実施の形態に記載の部品内蔵基板の製造方法において、半導体部品1を金属板8に接着する工程で搭載され、これら受動部品23はビア5−1により配線層8−2に接続されている。これにより実装基板のさらなる小型・薄型化が実現できる。
図6を参照すると、本発明の第3の実施の形態として部品内蔵基板の断面図が示されている。
図6の構造は第1または第2の実施の形態で示した部品内蔵基板内部に、さらに抵抗、コンデンサ、インダクタなどの受動部品23を形成した構造である。受動部品23は第1実施の形態に記載の部品内蔵基板の製造方法において、半導体部品1を金属板8に接着する工程で搭載され、これら受動部品23はビア5−1により配線層8−2に接続されている。これにより実装基板のさらなる小型・薄型化が実現できる。
次に本発明の第4の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図7を参照すると、本発明の第4の実施の形態として部品内蔵基板を用いたモジュール回路の断面図が示されている。
同図に示す部品内蔵基板は、図1に示した部品内蔵基板の層間絶縁層4−3の表面の配線層6−3にはんだ24で他の半導体部品25の電極26を接続した基板である。
このように、本部品内蔵基板の表面に半導体部品25を搭載することにより、通常の基板を用いたモジュールと比較して小型化が実現できる。
以上、この発明の実施の形態を図面により記述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあってもこの発明に含まれる。例えば、図1に示した部品内蔵基板と図7に示した部品内蔵基板とを組み合わせた基板、すなわち、層間絶縁層に半導体部品と受動部品とを内蔵させると共に、層間絶縁層の表面に他の半導体部品を接続してもよく、層間絶縁層の両面に半導体部品を接続してもよい。
図7を参照すると、本発明の第4の実施の形態として部品内蔵基板を用いたモジュール回路の断面図が示されている。
同図に示す部品内蔵基板は、図1に示した部品内蔵基板の層間絶縁層4−3の表面の配線層6−3にはんだ24で他の半導体部品25の電極26を接続した基板である。
このように、本部品内蔵基板の表面に半導体部品25を搭載することにより、通常の基板を用いたモジュールと比較して小型化が実現できる。
以上、この発明の実施の形態を図面により記述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあってもこの発明に含まれる。例えば、図1に示した部品内蔵基板と図7に示した部品内蔵基板とを組み合わせた基板、すなわち、層間絶縁層に半導体部品と受動部品とを内蔵させると共に、層間絶縁層の表面に他の半導体部品を接続してもよく、層間絶縁層の両面に半導体部品を接続してもよい。
(発明の効果)
実装基板の小型・薄型化が可能な部品内蔵基板を提供することができる。また、部品内蔵基板の製造において金属板を使用することにより、金属板の上に積層する半導体部品、層間絶縁層および配線層の平坦性を向上させることが可能であり、このため、基板の反りに伴う部品内蔵基板の製造工程中の不具合を抑制することができる。
また、半導体部品と配線層の接続は層間絶縁層に形成した穴にめっきを形成、または導電性ペーストを印刷することにより実現するため、一括して多数の半導体部品を基板に内蔵することが可能であり、フリップチップ工法により配線層と接続する手法に比べて、生産性を向上させることが可能である。
また、前述の工程により製造された部品内蔵基板の片側には、金属板が形成されているため、内蔵された半導体部品の放熱効果が得られ、また金属板により部品内蔵基板の剛性を確保することができ、落下などの衝撃に対し半導体部品の信頼性を確保することが可能になる。
実装基板の小型・薄型化が可能な部品内蔵基板を提供することができる。また、部品内蔵基板の製造において金属板を使用することにより、金属板の上に積層する半導体部品、層間絶縁層および配線層の平坦性を向上させることが可能であり、このため、基板の反りに伴う部品内蔵基板の製造工程中の不具合を抑制することができる。
また、半導体部品と配線層の接続は層間絶縁層に形成した穴にめっきを形成、または導電性ペーストを印刷することにより実現するため、一括して多数の半導体部品を基板に内蔵することが可能であり、フリップチップ工法により配線層と接続する手法に比べて、生産性を向上させることが可能である。
また、前述の工程により製造された部品内蔵基板の片側には、金属板が形成されているため、内蔵された半導体部品の放熱効果が得られ、また金属板により部品内蔵基板の剛性を確保することができ、落下などの衝撃に対し半導体部品の信頼性を確保することが可能になる。
本発明の活用例として、小型・薄型化への要求が大きい携帯電話などの携帯情報端末に使用される部品内蔵基板が挙げられる。
1 半導体部品
2 電極(パッド)
4a、4b プリグレグ
4−1、4−2、4−3 層間絶縁層
5−1、5−2、5−3 ビア
6−1、6−2、6−3 配線層
8a 金属
9 接着剤
2 電極(パッド)
4a、4b プリグレグ
4−1、4−2、4−3 層間絶縁層
5−1、5−2、5−3 ビア
6−1、6−2、6−3 配線層
8a 金属
9 接着剤
Claims (16)
- 層間絶縁層と、該層間絶縁層に埋め込まれた半導体部品と、該層間絶縁層の両面に形成され、前記半導体部品の電極と電気的に接続された配線層とを備えたことを特徴とする部品内蔵基板。
- 前記配線層と前記半導体部品の電極とが前記層間絶縁層に形成されたビアを介して接続されていることを特徴とする請求項1に記載の部品内蔵基板。
- 前記層間絶縁層の表面の配線層に他の半導体部品の電極が電気的に接続されていることを特徴とする請求項1または2記載の部品内蔵基板。
- 前記半導体部品は、前記電極が形成された回路面の反対側の非回路面が前記層間絶縁層の他方の面とほぼ同一面となるように埋め込まれ、かつ前記層間絶縁層の他方の面及び前記非回路面に接着剤で金属板が接続されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の部品内蔵基板。
- 前記半導体部品の非回路面と前記金属板とを接続する接着剤は、少なくともエポキシ系樹脂より熱伝導性が優れていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の部品内蔵基板。
- 前記金属板は、前記層間絶縁層の他方の面に他の配線層が形成されるようにパターニングされていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の部品内蔵基板。
- 前記金属板は、前記半導体部品の非回路面と接続されている部分が残るようにパターニングされており、前記層間絶縁層の他方の面に他の配線層が形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の部品内蔵基板。
- 前記半導体部品の非回路面には放熱板が設けられていることを特徴とする請求項7記載の部品内蔵基板。
- 前記金属板は、銅であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の部品内蔵基板。
- 前記層間絶縁層には、抵抗器、コンデンサ、インダクタ等の受動部品のうち、少なくとも1つが内蔵されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の部品内蔵基板。
- 前記半導体部品は、ウエハーレベルのチップサイズパッケージであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の部品内蔵基板。
- 前記半導体部品は、ベアチップであることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の部品内蔵基板。
- 金属板の上に半導体部品の非回路面側を接着剤により固定する工程と、
前記半導体部品が固定された金属板の上に前記半導体部品を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層の上に銅箔を積層する工程と、
前記層間絶縁層及び前記銅箔に層間接続用の穴を形成する工程と、
前記層間接続用の穴にめっきを形成、または導電性ペーストを印刷する工程と、
前記銅箔をパターニングして配線層を形成する工程と、
前記金属板をエッチングして他の配線層を形成する工程とを有することを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。 - 金属板の上に半導体部品の非回路面側を接着剤により固定する工程と、
前記半導体部品が固定された金属板の上に前記半導体部品を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層の上に銅箔を積層する工程と、
前記層間絶縁層及び前記銅箔に層間接続用の穴を形成する工程と、
前記層間接続用の穴にめっきを形成、または導電性ペーストを印刷する工程と、
前記銅箔をパターニングして配線層を形成する工程と、
前記金属板をエッチングして他の配線層及び必要に応じた放熱板を形成する工程とを有することを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。 - 前記半導体部品を前記金属板に固定する際に、抵抗器、コンデンサ、インダクタ等の受動部品のうち、少なくとも1つを固定することを特徴とする請求項13または14記載の部品内蔵基板の製造方法。
- 前記層間絶縁層の表面の配線層に他の半導体部品の電極をはんだで接続することを特徴とする請求項13から15のいずれか1項記載の部品内蔵基板の製造方法。
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