JP2008159654A - 半導体装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板10上にインダクタ素子40を備えたICチップであって、インダクタ素子40を覆う磁性樹脂層36を備え、磁性樹脂層36は粉末状の磁性粒子38が分散された樹脂膜37で形成され、磁性粒子38の中心粒径が、インダクタ素子40の巻き線41間隔よりも大きく形成されていることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
特許文献1にあっては、インダクタの上側にのみに磁性薄膜が形成されているため、インダクタの配線間を磁力線が通過する。ここで、隣接する配線からは逆方向の磁力線が発生するので、配線間で磁束が相殺されてしまい、インダクタンス値の向上を多く望めないという問題がある。インダクタンス値を向上させるためには、インダクタの配線間に透磁率の低い非磁性材料を充填する必要があるが、インダクタの製造工程において、非磁性材料を充填する工程が加わるため、製造プロセス及び製造コストが増加してしまうという問題がある。
この構成によれば、磁性体の中心粒径がインダクタ素子の巻き線間隔よりも大きく形成されているため、巻き線間には磁性体が入り込まず、樹脂材のみが充填され、インダクタ素子の周囲に磁性体が分散されることとなる。したがって、配線間における磁力線の通過を抑制するとともに、インダクタ素子の周囲であって磁性樹脂体の内部に磁力線を集中させ、インダクタ素子のインダクタンス値およびQ値を向上させることができる。
さらに、インダクタ素子に、磁性体が分散された樹脂材を塗布するという簡単な工法で磁性樹脂体を形成することができるため、製造プロセス及び製造コストを抑えた上で、半導体装置の電気的特性を向上させることができる。
この構成によれば、基板の両面にインダクタ素子を配置しているので、双方のインダクタ素子で磁力線を生じさせ、磁束密度を向上させることができるため、インダクタンス値およびQ値の高いインダクタ素子を形成することができる。
この構成によれば、インダクタ素子から発生する磁力線が閉磁路の内部を通過するため、磁束密度が向上し、より高いインダクタンス値およびQ値を得ることができる。
この構成によれば、薄型で高効率のインダクタ素子を形成することができる。
この構成によれば、磁束密度を向上させることができるため、インダクタンス値およびQ値の高いインダクタ素子を形成することができる。
この構成によれば、電気的特性に優れた小型の半導体装置を備えているので、電気的特性に優れた小型の電子機器を提供することができる。
図1は第1実施形態に係るICチップ1の平面図である。
ICチップ(半導体装置)1は、シリコンやガラス、石英、水晶等からなる基板10を備えている。その基板10の能動面には、図示しない電子回路が形成されている。その電子回路は、少なくとも配線パターンが形成されたものであり、複数の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)等の半導体素子や、複数のパッシブコンポーネント(受動部品)、それらを相互に接続する配線等によって構成されている。
図2(b)に示すように、基板10の能動面10aには、電子回路を保護するため、SiN等の電気絶縁性材料からなるパッシベーション膜8が形成されている。また基板10の能動面10aの周縁部には、電子回路を外部に電気的接続するための電極21が形成されている。その電極21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。
この磁性樹脂層36は、アクリル樹脂や感光性ポリイミド、BCB(ベンゾシクロブテン)、フェノールノボラック樹脂等の非磁性材料の感光性樹脂からなる樹脂膜37(樹脂材)に、センダストやアモルファス金属、フェライト等の粉末状の磁性体材料からなる磁性粒子38(磁性体)が分散されたものである。この磁性粒子38の中心粒径は、前述した巻き線41の間隔(例えば20μm)に対して、例えば30μmで形成されており、インダクタ素子40の巻き線41の間隔より大きく形成されている。また、磁性樹脂層36の膜厚は、例えば40μmで形成され、磁性粒子38が導電性を有さない程度の量で添加され分散されていることが望ましい。
次にICチップの製造方法について説明する。
図3は、ICチップの製造方法の工程図であり、図2(a)のB−B線に相当する部分における断面図である。なお半導体装置の製造には、W−CSP技術を利用する。すなわち、ウエハに対し一括して以下の各工程を行い、最後に個々の半導体装置に分離する。
その後、ウエハから個々の基板10を分離する。基板10の分離は、ダイシング等によって行うことができる。以上により、本実施形態に係るICチップ1が完成する。
したがって、インダクタ素子40の巻き線41間における磁力線の通過を抑制し、隣接する配線から発生した逆方向の磁力線が相殺されることを防ぐとともに、インダクタ素子40の周囲であって磁性樹脂層36の内部に磁力線を集中させ、インダクタ素子40のインダクタンス値およびQ値を向上させることができる。
続いて、図4に基づいてICチップ1の第1変形例について説明する。図4は、図2(a)のB−B線に相当する部分における断面図である。
本変形例では、基板10上に2層のインダクタ素子(スパイラルインダクタ素子)40A、40Bを積層形成する点で第1実施形態と相違している。
なお、本変形例において、第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、第1変形例に係るインダクタ素子の製造方法について、図5を用いるとともに、図3を援用して説明する。なお、第1実施形態と同様となる部分については、その詳細な説明を省略する。
次に、巻き線41A、41Bを覆うように磁性樹脂層36を形成する(図4参照)。
以上により、本変形例に係るインダクタ素子40A、40Bを基板10上に形成できる。
次に、図6に基づいて本発明の第2実施形態について説明する。図6は、図1のF−F線に相当する部分における断面図である。
本実施形態では、基板10に実装される素子基板12の両面にインダクタ素子140A、140Bが形成されている点で第1実施形態と相違している。なお、基板10上には、第1実施形態のインダクタ素子40は形成されていないものとする。
次に、図7に基づいて本実施形態のICチップの製造方法について説明する。ここでは、主として素子基板12にインダクタ素子を製造する手順について説明する。なお、第1実施形態と同様となる部分については、その詳細な説明を省略する。
図7(a)に示すように、素子基板12に対してエッチング等により貫通電極82が形成される貫通孔82aを形成するとともに、第1実施形態と同様の方法により、インダクタ素子140A、140Bや接続配線45、81、電極83、貫通電極82の配線等を形成する。
この後、素子基板12の主面12a上の電極部に、図7(d)に示すように、バンプ15をはんだ等により形成する。これにより、素子基板12が製造される。
次に、図8に基づいて、本発明の第3実施形態について説明する。図8(a)は、本実施の形態における半導体装置の構成を示す平面図であって、図8(b)は、半導体装置の概略構成を示す正面断面図である。
本実施形態では、インダクタ素子240Aと240Bとが両面に形成されたインターポーザー200に、インダクタ素子240Aとインダクタ素子240Bが相互に接続される接続部27〜29が形成されている点で第2実施形態と相違している。
また、インダクタ素子240A、240Bの中心側の端部は、貫通孔19の壁面に形成された図示しない配線により接続されている。
次に、図9に基づいて、本実施形態のICチップの製造方法について説明する。なお、第1実施形態又は第2実施形態と同様となる部分については、その詳細な説明を省略する。
まず、図9(a)に示すように、インターポーザー200に対してエッチング等により貫通孔17〜19(図9(a)では貫通孔17は図示せず、図8(a)参照)を形成するとともに、電解メッキ法等により、インダクタ素子236A、236Bや上述した電極、電極部、貫通孔19内の配線等を形成する。
そして、第二磁性樹脂層236Bを硬化させた後に、図9(d)に示すように、インターポーザー200の主面200a上でインダクタ素子240A及び貫通孔17〜19を覆う領域に第一磁性樹脂層236Aを形成する。
この後、インターポーザー200の主面200a上の電極部に、図9(e)に示すように、電極端子26をはんだ等により形成する。
モールド材16の形成方法としては、上記したモールド金型によるものではなく、スピンコートによる成膜やドライフィルム等を貼着することによっても可能である。
以上により、本実施形態に係るICチップ1が完成する。
次に、上述したICチップを備えた電子機器の例について説明する。
図11は、携帯電話の斜視図である。上述したICチップは、携帯電話1300の筐体内部に配置されている。この構成によれば、高いインダクタンス値を有し、またコスト増が抑制されたICチップを備えているので、低コストで高品質の携帯電話を提供することができる。
また、巻き線の二層を積層する構成を例示したが、三層以上に積層する構成としてもよいことは言うまでもない。
Claims (6)
- 基板上にインダクタ素子を備えた半導体装置であって、
前記インダクタ素子を覆う磁性樹脂体を備え、
前記磁性樹脂体は粉末状の磁性体が分散された樹脂材で形成され、前記粉末状の磁性体の中心粒径が、前記インダクタ素子の巻き線間隔よりも大きく形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記基板の第一面側に配置された第一インダクタ素子と、この第一インダクタ素子を覆う前記磁性樹脂体からなる第一磁性樹脂層と、
前記基板の第二面側に配置された第二インダクタ素子と、この第二インダクタ素子を覆う前記磁性樹脂層からなる第二磁性樹脂層とが形成され、
前記第一インダクタ素子および前記第二インダクタ素子は、前記基板を挟んで面対称となる位置に形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 前記基板には、前記第一磁性樹脂層と前記第二磁性樹脂層とを前記磁性樹脂体で接続する少なくとも二箇所の接続部が形成され、前記第一インダクタ素子および前記第二インダクタ素子の周囲に閉磁路が形成されていることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
- 前記インダクタ素子は、渦巻き状の巻き線が平面内に形成されたスパイラルインダクタ素子であ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1項に記載の半導体装置。
- 前記渦巻き状の巻き線が、非磁性材料を間に挟んで複数層に亘って積層されることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
- 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の半導体装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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- 2006-12-21 JP JP2006343927A patent/JP2008159654A/ja active Pending
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