JP2007019071A - 電子基板の製造方法、電子基板および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体チップ1上に第1配線12を形成する工程と、その第1配線12を覆うように応力緩和層30を形成する工程と、その応力緩和層30に貫通孔33,34を穿設して第1配線12の端部を露出させる工程と、その第1配線12の端部から貫通孔33,34を通り応力緩和層30の表面にかけて第2配線22を形成することにより、第1配線12および第2配線22を巻き線とし応力緩和層30をコア42とするトロイダルインダクタ40を形成する工程と、を有する。
【選択図】 図2
Description
また前記電子基板の表面に応力緩和層を形成する工程において、前記コアを形成することが望ましい。
また、前記電子基板上に第1配線を形成する工程と、前記第1配線を覆うように応力緩和層を形成する工程と、前記応力緩和層に貫通孔を穿設し、前記第1配線の端部を露出させる工程と、前記第1配線の端部から前記貫通孔を通り前記応力緩和層の表面にかけて第2配線を形成し、前記第1配線および前記第2配線により前記巻き線を形成する工程と、を有することが望ましい。
これらの構成によれば、工程数を極端に増加させることなく、また金型など特別の設備を必要とすることなく、インダクタを簡単かつ低コストで形成することができる。
この構成によれば、コアにおける磁束線の乱れを減少させて透磁率を向上させることが可能になり、インダクタのQ値を向上させることができる。
また、前記巻き線の内側に配置された前記コアの全部または一部に、前記応力緩和層より透磁率の高い物質を形成する工程を有することが望ましい。
この構成によれば、コアにおける磁束密度を向上させることが可能になり、インダクタのQ値を向上させることができる。
この構成によれば、所望の特性を備えたインダクタを形成することができる。
この構成によれば、低コストで高Q値のインダクタが形成された電子基板を提供することができる。
また前記コアは、前記電子基板の表面に形成された応力緩和層と同じ材料で構成されていることが望ましい。
また、前記電子基板上に形成された第1配線と、前記第1配線を覆うように形成された応力緩和層と、前記応力緩和層に形成され、前記第1配線の端部を露出させる貫通孔と、前記第1配線の端部から前記貫通孔を通り前記応力緩和層の表面にかけて形成され、前記第1配線とともに前記巻き線を形成する第2配線と、を有することが望ましい。
これらの構成によれば、工程数を極端に増加させることなく、また金型など特別の設備を必要とすることなく、インダクタを簡単かつ低コストで形成することができる。
この構成によれば、巻き線のL/S(Line and Space)の比率が大きくなり、配線抵抗を低減することができる。
この構成によれば、コアにおける磁束線の乱れを減少させて透磁率を向上させることが可能になり、インダクタのQ値を向上させることができる。
この構成によれば、コアにおける磁束密度を向上させることが可能になり、インダクタのQ値を向上させることができる。
この構成によれば、電磁シールド効果により、インダクタの磁界が電子回路に及ぼす影響(カップリング)を低減することができる。
この構成によれば、低コストで高Q値のインダクタが形成された電子基板を備えているので、低コストで電気特性に優れた電子機器を提供することができる。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る半導体チップ(電子基板)は、再配置配線および応力緩和層の形成工程を利用してトロイダルインダクタを形成したものである。そこで最初に、接続端子の再配置配線および応力緩和層について説明する。以下、電子基板としては、半導体チップ(特に能動素子形成面側)に形成されたトロイダルインダクタを例にして説明するが、電子基板としては、半導体チップの能動素子形成面とは逆側、あるいは半導体素子の形成されていないシリコン基板、ガラス基板、石英基板、水晶基板など少なくとも表面絶縁性の基板であればなにを使用しても構わない。
図1は再配置配線の説明図であり、図1(a)は半導体チップの平面図であり、図1(b)は図1(a)のB−B線における側面断面図である。図1(b)に示すように、電子回路が形成された半導体チップ1の表面には、電子回路を保護するためのパッシベーション膜8が形成されている。また半導体チップ1の表面には、電子回路を外部に電気的接続するための接続端子62が形成されている。その接続端子62の表面には、パッシベーション膜8の開口部が形成されている。
図2は第1実施形態に係る半導体チップであり、図2(a)は平面図であり、図2(b)は図2(a)のC−C線における側面断面図である。第1実施形態に係る半導体チップ(電子基板)1は、応力緩和層30によりリング状のコア42が形成され、応力緩和層30の両面に配置された第1配線12および第2配線22によりらせん状の巻き線が形成されてなるトロイダルインダクタ40を備えたものである。
図2(a)に示すように、内側貫通孔33は第1配線12の内側端部が露出するように穿設され、複数の内側貫通孔33が同一円周上に配置されている。また外側貫通孔34は第1配線12の外側端部が露出するように穿設され、複数の外側貫通孔34が同一円周上に配置されている。なお内側貫通孔33および外側貫通孔34の開口形状は、扇型や長方形、長円形、楕円形等に形成すればよい。また複数の内側貫通孔33および/または複数の外側貫通孔34がそれぞれ連結された溝を形成してもよい。
図2(a)に示すように、第2配線22は、隣接する第1配線12のうち、一方の第1配線12上に形成された応力緩和層30の内側貫通孔33と、他方の第1配線12上に形成された応力緩和層30の外側貫通孔34とを結ぶようにパターニングされている。なお第1配線12と同様に、隣接する第2配線22間のスペースも、フォトリソグラフィの解像限界付近の一定幅に形成することが望ましい。そして一つの第2配線22が、連結配線22aを介して、他の接続端子21に連結されている。
なおコア42を構成する応力緩和層30を構成する樹脂材料に、アモルファス金属や金属ガラス等の高透磁率物質を分散させてもよい。その応力緩和層30でコア42を構成することにより、磁束密度を向上させることが可能になり、トロイダルインダクタ40のL値(インダクタンス)およびQ値を向上させることができる。もしくは、例えばスパッタ工程やメッキ工程などの別工程でパーロマイ合金やアモルファス金属や金属ガラス等の高透磁率物質のコア42を構成する材料を設けて、それをトロイダルインダクタ40のコア42として用いても良い。こうすることで、トロイダルインダクタ40のL値(インダクタンス)およびQ値を著しく向上させることができる。
図3は、第1実施形態の第1変形例の平面図である。この第1変形例では、一つの第2配線22が連結配線22aを介してパッド26に連結されている。そのパッド26の表面にはバンプ28が形成され、相手側基板に実装しうるようになっている。したがって、この第1変形例によれば、半導体チップの電子回路と相手側基板との間にトロイダルインダクタ40を配置することができる。
次に、上述した半導体チップの製造方法につき、図5および図6を用いて説明する。
図5および図6は、本実施形態に係る半導体チップの製造方法の工程図である。ここでは、図5(a)に示すように、電子回路が形成された半導体チップの表面に、電子回路を保護するためのパッシベーション膜8と、電子回路を外部に電気的接続するための接続端子11とが形成され、接続端子11の表面にパッシベーション膜8の開口部が形成された状態から説明する。
次に図5(c)に示すように、下地膜14のシード層を電極として電解Cuメッキを行い、レジスト90の開口部にCuを埋め込んで、第1配線12等を形成する。
次に図5(e)に示すように、第1配線12等をマスクとして、下地膜14をエッチングする。このエッチングには、反応性イオンエッチング(RIE;Reactive Ion Etching)等を利用することが可能である。なお第1配線12等および下地膜14のシード層は共にCuで構成されているが、第1配線12等は下地膜14のシード層より十分に厚いので、エッチングによりシード層を完全に除去することができる。
なおスパイラルインダクタと比べて、トロイダルインダクタでは、半導体チップとの磁束の干渉による漏れ電流が発生しにくく、高Q値を確保することができる。
図7(a)は、第2実施形態に係る半導体チップであり、図7(a)は平面図であり、図7(b)は図7(a)のD−D線における側面断面図である。第2実施形態では、コア42が応力緩和層から独立して形成されている点で、コアを応力緩和層で形成した第1実施形態とは異なっている。なお第1実施形態と同様の構成となる部分については、その説明を省略する。
その第1配線12の中央部を覆うように、熱可塑性樹脂材料等からなるコア42が形成されている。このコア42は、ドーナツをその中心軸と垂直に半割りした形状とされ、図7(b)に示すように、コア42の断面は略半円形状とされている。その具体的な形成方法として、まず半導体チップ1上に熱可塑性樹脂材料を塗布し、次に転写型を加熱しつつ押圧して、コア42を成型する方法を採用することが可能である。
この構成によれば、コア42における磁束線の乱れを減少させて透磁率を向上させることが可能になり、トロイダルインダクタのL値(インダクタンス)およびQ値を向上させることができる。
次に、上述した半導体チップ(電子基板)を備えた電子機器の例につき、図9を用いて説明する。
図9は、携帯電話の斜視図である。上述した半導体チップは、携帯電話300の筐体内部に配置されている。
Claims (15)
- 電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコアおよびらせん状の巻き線を備えたインダクタとが、表面に形成されてなる電子基板の製造方法であって、
前記再配置配線の形成工程において、前記巻き線の少なくとも一部を形成することを特徴とする電子基板の製造方法。 - 前記電子基板の表面に応力緩和層を形成する工程において、前記コアを形成することを特徴とする請求項1に記載の電子基板の製造方法。
- 前記電子基板上に第1配線を形成する工程と、
前記第1配線を覆うように応力緩和層を形成する工程と、
前記応力緩和層に貫通孔を穿設し、前記第1配線の端部を露出させる工程と、
前記第1配線の端部から前記貫通孔を通り前記応力緩和層の表面にかけて第2配線を形成し、前記第1配線および前記第2配線により前記巻き線を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子基板の製造方法。 - 前記巻き線の内側に配置された前記コアの全部または一部を除去する工程を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電子基板の製造方法。
- 前記巻き線の内側に配置された前記コアの全部または一部に、前記応力緩和層より透磁率の高い物質を形成する工程を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電子基板の製造方法。
- 前記巻き線の一部をトリミングして、前記インダクタの特性調整を行う工程を有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の電子基板の製造方法。
- 請求項1ないし請求項6に記載の電子基板の製造方法を使用して製造したことを特徴とする電子基板。
- 電子回路の接続端子の再配置配線と、リング状のコアおよびらせん状の巻き線を備えたインダクタとが、表面に形成されてなる電子基板であって、
前記巻き線の少なくとも一部は、前記再配置配線と同じ材料で構成されていることを特徴とする電子基板。 - 前記コアは、前記電子基板の表面に形成された応力緩和層と同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項8に記載の電子基板。
- 前記電子基板上に形成された第1配線と、
前記第1配線を覆うように形成された応力緩和層と、
前記応力緩和層に形成され、前記第1配線の端部を露出させる貫通孔と、
前記第1配線の端部から前記貫通孔を通り前記応力緩和層の表面にかけて形成され、前記第1配線とともに前記巻き線を形成する第2配線と、
を有することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の電子基板。 - 前記巻き線の間のスペースは、略一定幅に形成されていることを特徴とする請求項8ないし請求項10のいずれかに記載の電子基板。
- 前記巻き線の内側の全部または一部に、空間が形成されていることを特徴とする請求項8ないし請求項11のいずれかに記載の電子基板。
- 前記コアは、アモルファス金属または金属ガラスを含んでいることを特徴とする請求項8ないし請求項12のいずれかに記載の電子基板。
- 前記電子回路と前記インダクタとの間に、導電層が形成されていることを特徴とする請求項8ないし請求項13のいずれかに記載の電子基板。
- 請求項7ないし請求項14のいずれかに記載の電子基板を備えたことを特徴とする電子機器。
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