JP2007123753A - インターポーザ、半導体チップユニットおよび半導体チップ積層モジュール、ならびに製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 貫通電極を形成することなく半導体チップを積層実装することのできるインターポーザ、ならびにこのインターポーザを用いた半導体チップユニットおよび半導体チップ積層モジュールを提供する。
【解決手段】 ベース基材31に設けられた貫通電極32、ベース基材31の第一主面に設けられた薄膜配線層33、および薄膜配線層33の第一主面に設けられたポスト電極34を備え、貫通電極32、薄膜配線層33、およびポスト電極34は互いに電気的接続されており、薄膜配線層33の第一主面におけるポスト電極34で囲まれた領域に搭載される半導体チップ1の表面端子電極14を、薄膜配線層33の表面電極パッドと接合させ、薄膜配線層33を通して再配線して、ポスト電極34に電気的接続し、さらにこのポスト電極34から、ベース基材31の貫通電極32を通して再配線して、ベース基材31の第二主面に設けられた端子電極35に電気的接続する。
【選択図】 図1
Description
接続されることで、ベース基材表裏間での垂直方向の再配線が行われる。
図1〜4は、各々、上記のとおりの特徴を有する本願発明の一実施形態を示したものである。
ところで、上述したとおりの積層実装では、各層の熱対策を考慮することが重要である。
同じく熱特性を向上させるべく、たとえば図5および図6に例示したように、インターポーザ3のベース基材31にサーマルビア36を設けてもよい。
また、たとえば図7に例示したように、薄膜配線層33にサーマルビア331を設けることもできる。
さらに、たとえば図8および図9に例示したように、上層の半導体チップユニット4における半導体チップ1と下層の半導体チップユニット4におけるベース基材31とを、樹脂材37を介して接合することも、熱対策上好ましい形態である。
上下層の接合形態については、たとえば図10に例示したように、上記樹脂材37を用いずに、上層の半導体チップ1の裏面と下層のベース基材31の第二主面の端子電極361表面の両方あるいはいずれか一方に、予めロー付けが可能な低融点金属または同金属に対して濡れ性の良い金属等を塗布しておくことにより、樹脂を介在しないで金属接合する形態も採用できる。この場合、実施形態5よりもさらなる厚さ方向の熱抵抗低減の効果が発現される。図10では、半導体チップ1の裏面にのみ金属膜15が塗布されている。
他方、長期信頼性対策として、上記図8および図9では、図11にも例示したように、各半導体チップユニット4における半導体チップ1とインターポーザ3の薄膜配線層33との間が樹脂材38で封止されている。
樹脂封止については、たとえば図12に例示したように、上記部分封止とも呼べる各半導体チップユニット4中の半導体チップ1に対する封止に加えて、積層状態の半導体チップユニット4全体をさらに別の樹脂材39により封止してもよい。
ここで、上記インターポーザ3、半導体チップユニット4、および半導体チップ積層モジュール5の製造プロセスの一例について説明する。図13および図14はこの製造プロセスを例示したものである。
以上のとおりの半導体チップユニット4を構成するインターポーザ3に対しては、たとえば図15および図16に例示したように、複数の半導体チップ1を並設できることは言うまでもない。
また、たとえば図17〜図19に例示したように、インターポーザ3の上下両方の主面に半導体チップ1を搭載することもできる。
さらに、たとえば図20および図21に例示したように、ベース基材31の上下両方の主面に薄膜配線層33,33’を設けるようにしてもよい。この場合、半導体チップ1は、第一主面の薄膜配線層33、サーマルビア36、第二主面の薄膜配線層33’を通じて互いに電気的に導通される。
[第13の実施形態−ポスト電極の配置]
以上の各実施形態では、ポスト電極34は、インターポーザ3の薄膜配線層33における第一主面の周辺部にてその4辺に沿った配置となっているが、この他にも、たとえば図22〜図24に例示したように、半導体チップ1の配列に合わせて自由に設置可能である。
以上詳しく説明した本願発明において、インターポーザ3は、シリコン等の電気絶縁性および高熱導電性を持つ非有機系材料からなる、貫通電極32を有するリジッドなベース基材31と、ポリイミド等の有機絶縁材からなる、1層もしくは2層以上の導体層を有する薄膜配線層33とを電気的に接合させた複合基板構造であり、半導体チップユニット4は、これに半導体チップ1を電気的に接合させたユニット構造を持つものといえる。
11 貫通電極
12 外部電極
13 樹脂材
14 表面端子電極
14’ サーマルバンプ
15 金属膜
2 実装基板
2’ 配線基板
21 半田ボール
3 インターポーザ
31 ベース基材
32 貫通電極
321 孔
33,33’ 薄膜配線層
331 サーマルビア
332,332’ 導体層
333 絶縁層
334 導体ビア
34 ポスト電極
341 接合用金属膜
342 フォトレジスト
343 凹部
35 端子電極
36 サーマルビア
361 端子電極
37,38,39 樹脂材
4 半導体チップユニット
5 半導体チップ積層モジュール
Claims (26)
- ベース基材に設けられた貫通電極、
ベース基材の第一主面に設けられた薄膜配線層、および
薄膜配線層の第一主面に設けられたポスト電極を備え、
貫通電極、薄膜配線層、およびポスト電極は互いに電気的接続されており、
薄膜配線層の第一主面に搭載される半導体チップの表面端子電極を、薄膜配線層の表面電極パッドと接合させ、薄膜配線層を通して再配線して、ポスト電極に電気的接続し、さらにこのポスト電極から、ベース基材の貫通電極を通して再配線して、ベース基材の第一主面とは反対側の第二主面に設けられた端子電極に電気的接続することを特徴とするインターポーザ。 - ポスト電極が、半導体チップの実装高さよりも低くないことを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- ポスト電極が、薄膜配線層の第一主面における半導体チップの搭載部位以外の部位に配設されていることを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- ポスト電極が、薄膜配線層の第一主面の周辺部、もしくは周辺部以外の部位に配設されていることを特徴とする請求項3記載のインターポーザ。
- ポスト電極の外部表面の一部もしくは全面に接合用金属膜が被覆されていることを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- 薄膜配線層が、微細配線が可能な、複数の有機系の絶縁層と複数の薄膜金属層によって構成される多層の薄膜配線層であることを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- 薄膜配線層が、電気信号の伝送特性を向上させる配線構造を有していることを特徴とする請求項6記載のインターポーザ。
- 配線構造が、ストリップ構造またはマイクロストリップ構造であることを特徴とする請求項7記載のインターポーザ。
- 薄膜配線層の絶縁材料が、低誘電率材料であることを特徴とする請求項6記載のインターポーザ。
- ベース基材が、電気絶縁性および高熱伝導性を有する非有機系材料からなることを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- 非有機系材料が、シリコン、炭化珪素、窒化アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項10記載のインターポーザ。
- ベース基材に、前記貫通電極と同じ構造を有するサーマルビアが設けられていることを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- 薄膜配線層に、サーマルビアが設けられていることを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- ベース基材にサーマルビアが設けられ、薄膜配線層にサーマルビアが設けられており、それぞれのサーマルビアが直結されていることを特徴とする請求項1記載のインターポー
ザ。 - ベース基材の厚みが、搭載対象の半導体チップよりも厚いことを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- ウエハに複数形成されていることを特徴とする請求項1記載のインターポーザ。
- ウエハに形成されている複数のベース基材それぞれに貫通電極、薄膜配線層、およびポスト電極が備えられてなることを特徴とする請求項16記載のインターポーザ。
- 請求項1ないし17のいずれかに記載のインターポーザにおける薄膜配線層上に半導体チップが搭載されていることを特徴とする半導体チップユニット。
- 請求項18記載の複数の半導体チップユニットが、ポスト電極を下層におけるベース基材の第二主面の端子電極に接合して、積層されていることを特徴とする半導体チップ積層モジュール。
- 上層の半導体チップユニットにおける半導体チップと下層の半導体チップユニットにおけるベース基材とが、樹脂材または低融点金属材を介して接合されていることを特徴とする請求項19記載の半導体チップ積層モジュール。
- 半導体チップユニットにおける半導体チップとインターポーザの薄膜配線層との間が、樹脂材で封止されていることを特徴とする請求項19記載の半導体チップ積層モジュール。
- 請求項1ないし17のいずれかに記載のインターポーザを製造する方法であって、
ウエハに形成されている複数のベース基材それぞれに貫通電極、薄膜配線層、およびポスト電極を形成することを特徴とするインターポーザの製造方法。 - ウエハに形成されている複数のベース基材それぞれに貫通電極を形成し、
各ベース基材の第一主面に、貫通電極と電気的接続するように薄膜配線層を形成し、
各薄膜配線層の第一主面に、薄膜配線層と電気的接続するようにポスト電極を形成することを特徴とする請求項22記載のインターポーザの製造方法。 - 請求項18記載の半導体チップユニットを製造する方法であって、
ウエハに形成された複数のインターポーザそれぞれに半導体チップを搭載させることを特徴とする半導体チップユニットの製造方法。 - ウエハに形成されている複数のベース基材それぞれに貫通電極を形成し、
各ベース基材の第一主面に、貫通電極と電気的接続するように薄膜配線層を形成し、
各薄膜配線層の第一主面に、薄膜配線層と電気的接続するようにポスト電極を形成し、
各薄膜配線層の第一主面に、半導体チップを搭載させる
ことを特徴とする請求項24記載の半導体チップユニットの製造方法。 - ウエハに形成された各半導体チップユニットを個片化することを特徴とする請求項24または25記載の半導体チップユニットの製造方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011258803A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 貫通孔を形成しためっき層付シリコン基板 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08236694A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Nec Corp | 半導体パッケージとその製造方法 |
JP2001168269A (ja) * | 1999-12-08 | 2001-06-22 | Denso Corp | 半導体素子の実装構造および積層型回路モジュールならびに半導体素子の実装構造の製造方法 |
JP2002190672A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Hitachi Metals Ltd | ビルドアップコア基板、ビルドアップ配線基板、及びその製造方法 |
JP2003101243A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 多層配線基板および半導体装置 |
JP2004179257A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Alps Electric Co Ltd | 放熱構造を備えた半導体装置 |
JP2004319848A (ja) * | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Nippon Micron Kk | 半導体装置およびその製造方法 |
-
2005
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08236694A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Nec Corp | 半導体パッケージとその製造方法 |
JP2001168269A (ja) * | 1999-12-08 | 2001-06-22 | Denso Corp | 半導体素子の実装構造および積層型回路モジュールならびに半導体素子の実装構造の製造方法 |
JP2002190672A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Hitachi Metals Ltd | ビルドアップコア基板、ビルドアップ配線基板、及びその製造方法 |
JP2003101243A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 多層配線基板および半導体装置 |
JP2004179257A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Alps Electric Co Ltd | 放熱構造を備えた半導体装置 |
JP2004319848A (ja) * | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Nippon Micron Kk | 半導体装置およびその製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011258803A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 貫通孔を形成しためっき層付シリコン基板 |
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