JP2008270443A - Multilayer wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は積層配線基板及びその製造方法に関し、特に、内蔵される半導体素子及びパッケージ基板の薄形化に好適な積層配線基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer wiring board and a method for manufacturing the same, and more particularly to a multilayer wiring board suitable for reducing the thickness of a built-in semiconductor element and package substrate and a method for manufacturing the same.
プリント基板分野では、半導体IC/LSI素子のようなウエハプロセスで製造された素子に信号伝達や給電を行うために、素子と外部回路または機器とを電気的に接続するためのパッケージ基板が使用されている。従来のパッケージ基板には、個片化されたICチップを、再配線層が形成されたICチップよりも大きな回路基板上に搭載し、ワイヤボンディング接続したものが用いられてきた。そして、近年の携帯電子機器の多機能化に伴い、半導体デバイスにも更なる小形化が要求され、IC/LSIの高集積化要求にも増してパッケージの小形化に焦点が当てられてきている。 In the printed circuit board field, a package substrate for electrically connecting an element and an external circuit or device is used to transmit a signal or supply power to an element manufactured by a wafer process such as a semiconductor IC / LSI element. ing. A conventional package substrate has been used in which an individualized IC chip is mounted on a circuit substrate larger than the IC chip on which the rewiring layer is formed and wire-bonded. With the recent increase in the number of functions of portable electronic devices, further miniaturization of semiconductor devices is required, and the demand for higher integration of IC / LSI has been focused on miniaturization of packages. .
このような状況において、近年、究極的な小形パッケージとして、ビルトアップ法のみで構成されるウエハレベル・チップスケールパッケージ(WLCSP)が開発されている。このWLCSPは、Siウエハを土台として、IC上に直接的に配線をビルトアップする方法で、パッケージサイズがICチップサイズと同等程度に最小化される。しかし、実装基板の端子ピッチのルールによってパッケージ上に配置できる端子数が制約されるために、WLCSPの適用は、ピン数の少ない素子に限定される。 Under such circumstances, in recent years, a wafer level chip scale package (WLCSP) constituted only by a built-up method has been developed as an ultimate small package. This WLCSP is a method of building up wiring directly on an IC using a Si wafer as a base, and the package size is minimized to the same extent as the IC chip size. However, since the number of terminals that can be arranged on the package is restricted by the rule of the terminal pitch of the mounting board, the application of WLCSP is limited to an element having a small number of pins.
WLCSPの前記制約を解決する技術として、例えば特許文献1に開示されているようなEWLP(Embedded Wafer Level Package)というパッケージ基板技術が知られている。しかしながら、このEWLPは、レジストマスク及びメッキ等の繰返し工程によるビルトアップ法を使用するため、工程数が多く長時間となり製造コストが高く、多層化時に多数回の加熱プレス工程を要するために一部の絶縁基板樹脂層に多くの熱履歴が加わり樹脂劣化が生じ易いなどの問題がある。
As a technique for solving the restriction of WLCSP, for example, a package substrate technique called EWLP (Embedded Wafer Level Package) as disclosed in
一方、特許文献2にみられるように、絶縁基板の両面に回路配線層及び接着層をそれぞれ設け、層間導通ビアとなる導電ペースト製の貫通電極を設けた配線基板を多数枚用意し、これらの配線基板を一括加熱圧着することによって多層配線基板構造を得る技術がある。
On the other hand, as seen in
本発明者等は、このような導電ペースト製の貫通電極及び一括加熱圧着技術を利用した部品内蔵可能なパッケージタイプの配線基板の開発を行ってきている。その開発技術の一例を従来技術として図8に概略的に図示して説明する。 The present inventors have developed a package-type wiring board capable of incorporating components using such a conductive paste through electrode and a batch thermocompression bonding technique. An example of the developed technology is schematically illustrated in FIG.
この従来技術のパッケージタイプの配線基板において、上側の配線基板81は、絶縁基板81a、その上面の回路配線層81b、及び前記絶縁基板81aを貫通する導電ペースト製の貫通電極81cを有する。下側の配線基板82は、絶縁基板82a及びその下面の回路配線層82bを有する。前記上下両配線基板81、82間の半導体素子83は、前記貫通電極81cを通じて前記配線層81bに電気的に接続され、前記両配線基板間を接着する接着層84に埋め込まれている。
In this conventional package type wiring board, the
前記半導体素子83は、広面積の半導体ウエハの上表面に、選択拡散技術などにより、前記半導体素子83に対応する素子領域を多数形成し、前記ウエハ裏面を研磨してウエハを薄形化した後、ダイシングして複数の個片化された状態で取り出される。このウエハ薄形化は、パッケージ基板の薄形化の市場要求に伴って不可欠な程に重要である。
The
そして、前記半導体素子83は、前記ウエハ裏面の研磨によって薄形化された半導体基板83a、その一部上表面に形成された電極パット83b、半導体基板83aの上表面に被着され電極パット83bに対するコンタクト孔を有する酸化珪素や窒化珪素製の無機絶縁膜83cを有する。そして、前記絶縁膜83c上表面には前記パット83b用のコンタクト孔をする1層目の有機絶縁膜83dが形成されている。前記パット83b及び有機絶縁膜83d上には前記上側配線基板81の配線層81bと整合するパターンをもって再配線層83eが例えばセミアディティブ法によって形成されている。更に、前記再配線層83eの一部に対応するコンタクト孔を備えた2層目の有機絶縁膜83fが前記1層目の有機絶縁膜83d上に被着されている。前記各有機絶縁膜83f、83dは、前記再配線層83eのパターンニングやコンタクト孔を形成するに当たって、液状感光性ポリイミド前駆体をスピンコートしてフォトリソグラフィ処理を行った後、焼成して残存させることによって半導体基板83aの上表面に形成されている。
The
ところで、前記半導体素子83を内蔵するパッケージ基板の組立工程図を省略するが、この組立工程の際には、マウンタ設備の真空チャックによって一つ一つピックアップされた各半導体素子83が、その再配線層83eを貫通電極81cに押し付けた状態(図8参照)で接着層材によって前記上側配線基板81に仮止めされる。その後、前記半導体素子83付の上側配線基板81を下側配線基板82上に、接着層84を介在させて位置合わせして積層し、この積層体を挟む方向に一括加熱圧着することによって、素子内蔵パッケージ基板が形成される。
By the way, although an assembly process diagram of the package substrate incorporating the
このような前記従来技術において、前記1、2層目の有機絶縁膜83d、83fは、再配線層のパターニングや外部からの押圧力に対する緩衝層等の役割をもち得る反面、これら有機絶縁膜の形成過程において硬化収縮を起こすため、前記半導体基板83aの上表面側に引張応力が発生する。従って、前記半導体基板83aは、十分に厚ければ前記引張応力に抗して平坦性を維持できるが、薄形化が進むと前記引張応力に耐えられずにチップ反りを生じ易い。
In the prior art as described above, the first and second
このようなチップ反りがあると、前記パッケージ基板組立工程の際に前記真空チャックによる素子の吸着(ピックアップ)ができず、マウント作業に支障を来すケースが増加する虞がある。仮にピックアップできても、前述のように半導体素子83を貫通電極81cに位置合わせして押し付けてマウントする際に、その位置合わせ精度が低下したり、半導体素子83が押圧力で割れたりする虞がある。このように、半導体素子及びパッケージ基板の薄形化並びに確実かつ安定したマウント作業を共に得ることは困難な状況にある。
本発明は、前記従来の問題点を解決するものであり、特に平坦性維持可能な薄形化された半導体素子を内蔵し、組み立て容易な薄形化されたパッケージ構造を得るのに好適な積層配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and is particularly suitable for obtaining a thin package structure that incorporates a thin semiconductor element capable of maintaining flatness and is easy to assemble. An object of the present invention is to provide a wiring board and a manufacturing method thereof.
請求項1に記載の本発明は、対面配置された第1基板材と第2基板材との間に半導体素子を内蔵して接着封止した積層配線基板であって、前記第1基板材は、絶縁基板の一方の面に配線層が形成された配線基板と、前記絶縁基板を貫通し一端面が前記配線層に接続され他端面が前記絶縁基板の他方の面に露出する導電性ペーストからなる貫通電極とを備え、前記半導体素子は、半導体基板の一方の面に形成された電極パッド及び前記電極パッドに対するコンタクト孔を有する保護絶縁膜と、前記保護絶縁膜上に形成され前記電極パッドに接続された再配線層及び前記再配線層形成用の第1絶縁膜と、前記半導体基板の他方の面に形成された第2絶縁膜とを備え、前記貫通電極の前記他端面は前記再配線層に接続されていることを特徴とする。
The present invention according to
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の積層配線基板において、前記第1絶縁膜及び前記第2絶縁膜は、相互に同一種類の有機樹脂材料を用いて形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the laminated wiring board according to the first aspect, the first insulating film and the second insulating film are formed using the same kind of organic resin material. It is characterized by.
請求項3に記載の本発明は、請求項1または請求項2に記載の積層配線基板において、前記第1基板材は、各々が絶縁基板の一方の面に配線層を有する複数の配線基板を積層した多層配線基板構造とされ、前記各配線基板には対応する配線層に接続されて前記絶縁基板を貫通する導電性ペーストからなる貫通電極が設けられ、前記半導体素子側の配線基板の貫通電極が前記半導体素子の再配線層に接続され、前記半導体素子から離隔する他の配線基板の貫通電極が隣接する配線基板の配線層に電気的に接続されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the multilayer wiring board according to the first or second aspect, the first substrate material includes a plurality of wiring boards each having a wiring layer on one surface of the insulating substrate. Each of the wiring substrates is provided with a through electrode made of a conductive paste that is connected to a corresponding wiring layer and penetrates the insulating substrate, and the through electrode of the wiring substrate on the semiconductor element side Is connected to the rewiring layer of the semiconductor element, and the through electrode of another wiring board separated from the semiconductor element is electrically connected to the wiring layer of the adjacent wiring board.
請求項4に記載の本発明は、請求項1〜請求項3のうちいずれか一つの請求項に記載の積層配線基板において、前記絶縁基板の前記他方の面に接着層が形成され、前記貫通電極は前記絶縁基板及び接着層を貫通し、前記半導体素子は前記接着層中に埋め込まれていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the multilayer wiring board according to any one of the first to third aspects, an adhesive layer is formed on the other surface of the insulating substrate, and the penetration The electrode penetrates the insulating substrate and the adhesive layer, and the semiconductor element is embedded in the adhesive layer.
請求項5に記載の本発明は、請求項1〜請求項4のうちいずれか一つの請求項に記載の積層配線基板において、前記第1基板材と第2基板材との間に第3基板材が配置され、前記第3基板材は前記半導体素子が挿入される開口部を有するフィルム状のスペーサからなり、前記第1乃至第3基板材相互間及び前記開口部に接着層材が充填されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the multilayer wiring board according to any one of the first to fourth aspects, a third substrate is provided between the first substrate material and the second substrate material. A plate material is disposed, and the third substrate material is formed of a film-like spacer having an opening into which the semiconductor element is inserted, and an adhesive layer material is filled between the first to third substrate materials and the opening. It is characterized by.
請求項6に記載の本発明は、請求項1〜請求項4のうちいずれか一つの請求項に記載の積層配線基板において、前記第1基板材と第2基板材との間に第3基板材が配置され、前記第3基板材は、絶縁基板の少なくとも一方の面に配線層を有する中間配線基板からなり、前記半導体素子が挿入される開口部を有し、前記第1乃至第3基板材相互間及び前記開口部に接着層材が充填されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the multilayer wiring board according to any one of the first to fourth aspects, a third substrate is provided between the first substrate material and the second substrate material. A plate material is disposed, and the third substrate material is an intermediate wiring substrate having a wiring layer on at least one surface of an insulating substrate, has an opening into which the semiconductor element is inserted, and the first to third substrates An adhesive layer material is filled between the plate materials and in the opening.
請求項7に記載の本発明は、請求項1〜請求項6のうちいずれか一つの請求項に記載の積層配線基板において、前記第2基板材は、絶縁基板の少なくとも一方の面に形成された配線層を有する配線基板、前記絶縁基板を貫通して設けられ前記配線層に接続された導電性ペーストからなる貫通電極、及び前記絶縁基板の前記第1基板材側の面に少なくとも部分的に設けられた接着層を備えて構成されていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the multilayer wiring board according to any one of the first to sixth aspects, the second substrate material is formed on at least one surface of the insulating substrate. A wiring board having a wiring layer, a through electrode made of a conductive paste provided through the insulating substrate and connected to the wiring layer, and at least partially on a surface of the insulating substrate on the first substrate material side It is characterized by comprising an adhesive layer provided.
請求項8に記載の本発明の積層配線基板の製造方法は、(A)半導体基板の一方の面に形成された電極パッド及び前記電極パッドに対するコンタクト孔を有する保護絶縁膜と、前記保護絶縁膜上に形成され前記電極パッドに接続された再配線層及び前記再配線層形成用の第1絶縁膜と、前記半導体基板の他方の面に形成された第2絶縁膜とを備えた半導体素子を提供する工程と、(B)第1基板材を作成するために、絶縁基板の一方の面に配線層をパターンニング形成して配線基板を形成する工程と、(C)前記絶縁基板の他方の面に接着層を形成する工程と、(D)前記半導体素子の再配線層及び前記配線層の一部に対応する位置関係にあって前記絶縁基板及び接着層を貫通する貫通孔を形成する工程と、
(E)前記貫通孔に導電性ペーストを充填することによって、一端面が前記配線層に接続され他端面が前記絶縁基板の他方の面に露出された貫通電極を形成する工程と、(F)前記貫通電極の前記他端面を前記半導体素子の再配線層に位置合わせして接続し、前記半導体素子を前記接着層に仮止め接着して前記第1基板材と一体化する工程と、(G)前記第1基板材に対面させる第2基板材を提供する工程と、(H)前記第1基板材と一体化された前記半導体素子を前記第2基板材上に位置合わせして重ね合わせる工程と、(I)前記第1基板材と前記第2基板材とを重ね合わせ方向に一括加熱プレスし、前記接着層により前記半導体素子を囲み前記第1及び第2基板材を相互接着する工程と、を備えることを特徴とする。
The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 8 includes: (A) a protective insulating film having an electrode pad formed on one surface of a semiconductor substrate and a contact hole for the electrode pad; and the protective insulating film A semiconductor device comprising: a redistribution layer formed on and connected to the electrode pad; a first insulation film for forming the redistribution layer; and a second insulation film formed on the other surface of the semiconductor substrate. (B) forming a wiring substrate by patterning a wiring layer on one surface of the insulating substrate to create a first substrate material; (C) forming the wiring substrate on the other surface of the insulating substrate; Forming a bonding layer on the surface; and (D) forming a through hole penetrating the insulating substrate and the bonding layer in a positional relationship corresponding to a part of the rewiring layer of the semiconductor element and the wiring layer. When,
(E) filling the through hole with a conductive paste to form a through electrode having one end surface connected to the wiring layer and the other end surface exposed on the other surface of the insulating substrate; (F) (G) aligning and connecting the other end surface of the through electrode to the rewiring layer of the semiconductor element, and temporarily bonding the semiconductor element to the adhesive layer to integrate with the first substrate material; ) Providing a second substrate material facing the first substrate material; and (H) aligning and superimposing the semiconductor element integrated with the first substrate material on the second substrate material. And (I) a step of collectively heating and pressing the first substrate material and the second substrate material in an overlapping direction, surrounding the semiconductor element with the adhesive layer, and bonding the first and second substrate materials to each other; It is characterized by providing.
本発明の積層配線基板の構造及び製造方法によれば、前記従来の問題点が解決され、特に平坦性を維持し薄形化された半導体素子を内蔵することができ組み立て容易な薄形化されたパッケージ構造を得ることができるという効果を奏することができる。 According to the structure and the manufacturing method of the multilayer wiring board of the present invention, the above-mentioned conventional problems are solved, and the thinned semiconductor element which can maintain the flatness and incorporate the thinned semiconductor element can be thinned easily. The package structure can be obtained.
以下、本発明の積層配線基板の第1の実施形態について、まず、図1を参照して説明する。 Hereinafter, a first embodiment of a multilayer wiring board according to the present invention will be described with reference to FIG.
パッケージタイプの積層配線基板の上面側を構成する第1基板材1は、例えばポリイミド樹脂フィルムからなる第1絶縁基板1a及びその一方の面(上面)にパターンニング形成された銅箔製の第1配線層1bを有する第1配線基板、及び前記第1絶縁基板1aを貫通して設けられ一端(上端)が第1配線層1bの一部に接続された導電性ペーストからなる複数の第1貫通電極1cを備えて構成されている。
The
パッケージタイプの積層配線基板の下面側を構成する第2基板材2は、前記第1基板材1の下方に離間して対面配置され、例えばポリイミド樹脂フィルムからなる第2絶縁基板2a及びその一方の面(下面)にパターニング形成された銅箔製の第2配線層2bを有する第2配線基板、及び前記第2絶縁基板2aを貫通して設けられ一端(下端)が第2配線層2bの一部に接続された導電性ペーストからなる複数の第2貫通電極2cを備えて構成されている。
The
図中の左右中央に位置において、前記第1基板材1と第2基板材2との間に配置された半導体素子3は、例えばシリコン製の半導体基板3aの上表面部に形成された素子領域及び回路配線(図示せず)を備えた例えば半導体ICチップからなっている。前記半導体基板3aの上面には前記素子領域及び回路配線に接続された電極パッド3b、及び前記電極パッド3bに対するコンタクト孔を有する酸化珪素や窒化珪素製の無機絶縁物からなる表面保護絶縁膜3cが形成されている。
The
そして、前記絶縁膜3c上表面には前記パット3b用のコンタクト孔をする例えば10μm厚の1層目の有機絶縁膜3dが形成されている。前記パット3b及び有機絶縁膜3d上には、例えば銅めっき層からなる再配線層3eが、前記第1基板材1である上側配線基板の配線層1bや貫通電極1cと整合させるようなパターンをもって、例えばセミアディティブ法によって形成されている。ところで、前記保護絶縁膜3c上に1層目の有機絶縁膜3dを介して設けられた前記再配線層3eは、ICチップに既に形成されている前記回路配線に対して再配線されたものということができる。
A first organic insulating
更に、前記1層目の有機絶縁膜3d上には、2層目の有機絶縁膜3fが、例えば5μm厚で被着され、前記再配線層3eの一部に対応するコンタクト孔3gを有している。前記各有機絶縁膜3d、3fは、前記再配線層3eのパターンニングやコンタクト孔を形成する際に、例えば液状感光性ポリイミド前駆体をスピンコートしてフォトリソグラフィ処理を行った後、焼成して残存させることによって半導体素子3の上表面に形成されている。
Further, on the first organic insulating
一方、前記半導体基板3aの下表面(裏面)、即ち前記素子領域と反対の面には、裏面有機絶縁膜3hが、前記液状感光性ポリイミド前駆体をスピンコートし、焼成することによって、例えば15μmの厚さに形成されている。
On the other hand, on the lower surface (back surface) of the
なお、本発明の説明においては、同一範疇を意味するものとして、前記1及び2層目の有機絶縁膜3d、3fを第1絶縁膜と表現し、前記裏面有機絶縁膜3hは第2絶縁膜と表現することがある。
In the description of the present invention, the first and second organic insulating
このように、前記半導体基板3aの上/下両表面に、前記第1絶縁膜(3d、3f)及び前記第2絶縁膜(3h)がそれぞれ形成されているために、前記第1及び第2絶縁膜の形成過程において硬化収縮を起こしても、前記半導体基板3aの両表面にそれぞれ生じる各引張応力が相互に均衡或いは相殺することによって前記半導体基板3aのチップ反りが抑制される。
As described above, the first and second insulating films (3d, 3f) and the second insulating film (3h) are formed on the upper and lower surfaces of the
ところで、前記チップ反りを抑制乃至防止するためには、前記第1絶縁膜(3d、3f)及び第2絶縁膜(3h)は、前述のように相互に同一種類の材料、例えば有機樹脂材料を用いて形成されるのが最良である。そして、前記第1絶縁膜(3d、3f)の合計厚さと第2絶縁膜(3h)の厚さとは、前記両表面の引張応力が均衡するように相互に調整摺ることができる。このようにして前記半導体基板3aは、チップ反り無しに平坦性を維持することができるために、そのより一層の薄形化が可能であると共にパッケージ基板の薄形化を促進することができる。なお、前記半導体基板3aの所望の平坦性が維持できることを前提として、前記第1絶縁膜(3d、3f)及び第2絶縁膜(3h)の各材料の組み合わせが種々変更されてもよい。
By the way, in order to suppress or prevent the chip warp, the first insulating film (3d, 3f) and the second insulating film (3h) are made of the same kind of material as described above, for example, an organic resin material. It is best to form using. The total thickness of the first insulating films (3d, 3f) and the thickness of the second insulating film (3h) can be adjusted to each other so that the tensile stresses on both surfaces are balanced. Thus, since the
そして、前記第1基板材1の複数の第1貫通電極1cのうち図中左右中央部にある2つの第1貫通電極1cは、前記各再配線層3eにそれぞれ対向可能なピッチで配置されていて、その各下端部が前記各コンタクト孔3gを通じて前記各再配線層3e表面にそれぞれ接続されている。
Of the plurality of first through
前記第1基板材1と第2基板材2との中間に配置された第3基板材4は、絶縁基板4aの両表面にそれぞれパターンニング形成された例えば銅箔製の配線層4b、4c、両配線層4b、4c相互間のスルーホール型の層間導電路4dを有する両面配線タイプの中間配線基板で構成されている。そして、前記第3基板材4(中間配線基板)は前記半導体素子3が挿入される開口部4eを有する。前記開口部4eは、前記半導体素子の外径よりもやや大きめの口径をもって前記絶縁基板4aに貫通して形成され、前記半導体素子の全側周との間に隙間をもって取り囲める形状及び寸法とされている。
The
前記第1乃至第3基板材1、2、4相互間及び前記開口部4eの隙間に充填された接着層材5は、これらの部材1、2、4を接着して一体化するものであり、前記半導体素子3が前記接着層材5(素材や形成方法の詳細は後述する)に埋め込まれて封止されるようになっている。
The
前記第3基板材4(中間配線基板)の上下面の配線層4b及び4cは、図中の左右両側の位置において対向する前記第1基板材1の貫通電極1c及び前記第2基板材2の貫通電極2cにそれぞれ接続されている。
The wiring layers 4b and 4c on the upper and lower surfaces of the third substrate material 4 (intermediate wiring substrate) are formed on the through
このようにして、前記第1乃至第3基板材1、2、4は、いずれも回路配線基板で構成され、前記第1及び第2基板材1、2は、パッケージタイプの積層配線基板内の半導体素子などを含む内部回路要素に対して、いずれも貫通電極1c、2cを通じて、パッケージ上下両面の配線層1b、2bへの層間導通ビアを構成することができる。従って、パッケージの薄形化及び小サイズ化を図ると共に、前記半導体素子の高機能化や内蔵素子数の増加などに伴う配線数の増加にも容易に対応できる。更に前記半導体素子3のチップ面積よりもできるだけ広めの面積を有する前記各絶縁基板を使用した場合、前記第1乃至第3基板材1、2、4の各配線層は、前記半導体素子3外側方向へ引き延ばせるので配線層間ピッチに余裕をもたせることができ、より一層前記高機能化や内蔵素子数の増加に対応し易い。
In this way, each of the first to
また、前記第3基板材4は、その厚さが前記半導体素子3の厚さと同程度とされていて、後述する一括加熱圧着工程において、前記第1及び第2基板材1、2との平行性を保ちつつ接着層材5による接着を行うためのスペーサとしての役割を果たすこともできる。
The thickness of the
ところで、前記半導体素子3は、その内蔵素子数や回路機能数に応じてその電極パッド数が種々異なったものが存在する。従って、組込対象の半導体素子3の種類に対応して前記各基板材1、2、4に形成される前記各配線層は、その種類に応じて配線層数、配線ピッチ及び配線長などを定めて形成された再配線層と称することもできる。
By the way, the
ところで、本発明の第1実施形態では、前記第1、第2基板材1、2をいわゆる片面配線基板で構成し、第3基板材4を両面配線基板で構成するが、前記第1、第2基板材1、2を両面配線基板としたり、第3基板材4を片面配線基板とするなど適宜変更してもよく、前記各基板材1、2、4は、いずれも絶縁基板の少なくとも一方の面に配線層が形成されていればよい。
By the way, in the first embodiment of the present invention, the first and
また、図示していないが、前記第3基板材4は、その絶縁基板4aを、パッケージタイプの積層配線基板の外側方に長尺状に延長させた延長部を有する形状とし、この延長部にパッケージ内の配線層に接続された外部端子層を設けることによって、外部のコネクタなどと電気的に接続できる構造とすることもできる。この場合は、前記第3基板材4はパッケージ内回路構成用の中間配線基板としてのみではなく、電源供給端子や電子機器などの外部回路との入出力端子を備えたフラットケーブルとしての機能をも持つことができる。
Although not shown, the
次に、本発明の一実施形態における前記積層配線基板の製造方法について、図2〜図5を参照して説明する。図2は前記半導体素子3の製造工程、図3は前記第1基板材1の製造工程、図4は前記第3基板材4の製造工程をそれぞれ示す断面図であり、図5は前記パッケージタイプの積層配線基板の組立方法を説明するための断面図である。
Next, the manufacturing method of the said multilayer wiring board in one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the
まず、図2を参照して、前記半導体素子3の製造方法を説明すると、図2(a)の工程では、例えばシリコン製の半導体ウエハ3Aの上表面部に、選択拡散技術などにより、例えばIC/LSIなどの前記半導体素子3に対応する単位素子領域(図示略)を多数形成し、各素子領域毎に回路配線や複数ずつの素子用電極パッド3bを形成する。また、各電極パッド3bに対するコンタクト孔を有する酸化珪素や窒化珪素製の無機絶縁物である保護絶縁膜3cをウエハ3A上面に形成する。
First, the manufacturing method of the
次に、図2(b)のように、前記ウエハ3A上表面に液状の感光性ポリイミド前駆体をスピンコートし、フォトリソグラフィーによって前記各パット3bを露出させるコンタクト孔3iを形成した後に、焼成して厚さ10μmの1層目の有機絶縁膜3dを、前記保護絶縁膜3c上に形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a liquid photosensitive polyimide precursor is spin-coated on the surface of the
そして、図2(c)のように、前記各電極パット3b及び1層目の有機絶縁膜3d上に、セミアディティブ法によって例えば銅めっき層によるパターン化された導体回路としての厚さ5μmの複数の再配線層3eを形成する。
Then, as shown in FIG. 2C, a plurality of 5 μm thick conductor circuits, for example, patterned by a copper plating layer on each
その後、図2(d)のように、前記ウエハ3Aの上表面全体に亘って、再び液状の感光性ポリイミド前駆体をスピンコートし、フォトリソグラフィにより前記各再配線層3eの一部表面を露出させるためのコンタクト孔3gを形成した後、焼成して厚さ5μmの2層目の有機絶縁膜3fを形成する。このように、前記有機絶縁膜3d、3fは前記各再配線層3e形成用の第1絶縁膜としての役割をもっている。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, a liquid photosensitive polyimide precursor is spin-coated again over the entire upper surface of the
次に、前記半導体素子3に対応する前記単位素子領域毎に、前記各再配線層3eを通じて、プロービング検査を行い電気的特性の良否を判別する。その判別結果は必要に応じてウエハ上にマーキング表示してチップの良否を分別し易くすることができる。
Next, for each unit element region corresponding to the
その後、薄形化された半導体基板3aを得るために、ウエハ3A裏面を、砥石による研磨や、機械的或いは化学的なポリッシングなどの方法などによって、チップ総厚が85μmとなるまでウエハ3Aを薄形化加工する。そして、前記半導体基板3aの下表面(裏面)、即ち前記素子領域と反対の面に、液状の感光性ポリイミド前駆体をスピンコートし、焼成して厚さ15μmの裏面有機絶縁膜からなる第2絶縁層3hを形成する。
Thereafter, in order to obtain a thinned
上面側の前記第1絶縁層である有機絶縁膜3d、3f及び下面側の第2絶縁層である裏面有機絶縁膜3hの形成に際しては、他の感光性樹脂素材としてベンゾシクロブテン(BCB)やポリベンゾオキサゾール(PBO)などを用いることができる。また、感光性樹脂は、必ずしもスピンコートによって塗布される必要はなく、カーテンコートやスクリーン印刷、スプレーコートなどを用いてもよい。更に、感光性樹脂は液状に限定されることはなく、フィルム状の樹脂をラミネートしてもよい。いずれの樹脂素材を用いる場合においても、半導体基板3aの表裏両面には相互に同一種類の材料を用いて、第1及び第2絶縁層3d、3f、3hが形成されるのが最も望ましい。
In forming the organic insulating
その後、図2(e)に示すように、ダイシングして薄形化された半導体基板3aを有する複数の個片化された半導体素子3を取り出す。なお、前記半導体素子3は、半導体IC或いはLSIなど種々の半導体製品に適用可能であり、通常の導電用回路の他にインダクタ、キャパシタ、抵抗などの回路要素を含ませることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 2E, a plurality of
このように、前記半導体基板3aの両表面に、相互に同一種類の樹脂材料からなる前記第1絶縁膜(3d、3f)及び前記第2絶縁膜(3h)がそれぞれ形成されているために、前記各絶縁膜の形成過程において硬化収縮を起こしても、前記半導体基板3aの両表面にそれぞれ生じる各引張応力が相互に均衡或いは相殺することになる。従って、半導体素子3のチップ反りが抑制されて平坦性を維持することができるために、より一層の薄形化が可能である。
As described above, since the first insulating film (3d, 3f) and the second insulating film (3h) made of the same kind of resin material are formed on both surfaces of the
次に、第1基板材1の製造方法について、図3を参照して説明する。まず、図3(a)
に示す工程では、例えばポリイミド樹脂フィルムからなるフレキシブルな第1絶縁基板1aの一方の面(上面)に銅箔製の配線材料層1Bが設けられた片面銅張板(CCL)を用意する。前記第1絶縁基板1a及び配線材料層1Bにはそれぞれ厚さ25μm及び9μmのものを使用した。
Next, the manufacturing method of the 1st board |
In the step shown in FIG. 1, for example, a single-sided copper-clad plate (CCL) in which a
また、前記CCLは、銅箔にポリイミドワニスを塗布してワニスを硬化させたいわゆるキャスティング法により作製したもの、或いは、ポリイミドフィルム上にめっきシード層をスパッタし、銅電解めっきを成長させたもの、他にも圧延や電解による銅箔とをポリイミドフィルムとを貼り合わせたものなどを使用することができる。前記第1絶縁基板1aは、ポリイミド樹脂に代えて、液晶ポリマーなどのプラスチックフィルムを使用することもできる。
The CCL is prepared by a so-called casting method in which a polyimide varnish is applied to a copper foil and the varnish is cured, or a copper seeding layer is sputtered on a polyimide film to grow a copper electrolytic plating, In addition, one obtained by bonding a copper foil by rolling or electrolysis with a polyimide film can be used. For the first insulating
図3(b)に示す工程では、前記配線材料層1B表面にフォトリソグラフィにより所望の回路パターンに対応するエッチングレジストパターン(エッチングマスク)を形成した後、前記配線材料層1Bに化学的選択エッチングを行うことによって、所望回路にパターンニングされた第1配線層1bを有する第1配線基板を得た。前記エッチングには、例えば塩化第二鉄を主成分とするエッチャントを用いたが、塩化第二銅を主成分とするエッチャントを用いることもできる。
In the step shown in FIG. 3B, an etching resist pattern (etching mask) corresponding to a desired circuit pattern is formed on the surface of the
図3(c)に示す工程では、前記第1絶縁基板1aの第1配線層1bとは反対側となる他方の面(下面)に接着層5a及び樹脂フィルムFを順次重ねて加熱圧着により貼り合わせる。前記接着層5aには素材厚さ25μmのエポキシ系熱硬化性樹脂フィルム接着材を使用し、前記樹脂フィルムFには厚さ25μmのポリイミド樹脂フィルムを使用した。前記加熱圧着は、真空ラミネータを用い、減圧下の雰囲気中にて、前記接着材の硬化温度以下の温度で、0.3MPaの圧力によるプレスを行った。
In the step shown in FIG. 3C, the
前記接着層5aの素材としては、前記エポキシ系熱硬化性樹脂に代えてアクリル系樹脂などの接着材、或いは熱可塑性ポリイミドに代表される熱可塑性接着材を使用することもできる。また、前記接着層5aは、フィルム状素材に代えて例えばワニス状の樹脂接着剤を前記第1絶縁基板1a下表面に塗布して形成することもできる。
As the material of the
前記樹脂フィルムFは、ポリイミドに代えてPETやPENなどのプラスチックフイルムを使用してもよく、前記接着層5aの表面にUV照射によって接着や剥離が可能なフイルムを被着形成してもよい。
As the resin film F, a plastic film such as PET or PEN may be used instead of polyimide, and a film that can be bonded or peeled off by UV irradiation may be formed on the surface of the
次に、図3(d)に示す工程では、前記第1絶縁基板1a、接着層5a及び樹脂フィルムFを下面側から貫通するようにYAGレ−ザで穿孔することによって、直径100μmのビアホールとしての複数の貫通孔1d(図中では4箇所)を形成する。その後、CF4及びO2混合ガスによるプラズマデスミア処理を施す。
Next, in the step shown in FIG. 3D, a via hole having a diameter of 100 μm is formed by drilling the first insulating
前記レーザ加工時に、配線層1bのうち各貫通孔1dに対応する中央の部分に直径30μm程度の小孔(図示せず)を形成してもよい。前記貫通孔1dや小孔は、炭酸レーザやエキシマレーザなどによるレーザ加工或いはドリル加工や化学的エッチングによって形成することもできるし、ドリル加工や、化学的エッチングによって形成することもできる。
During the laser processing, a small hole (not shown) having a diameter of about 30 μm may be formed in the central portion corresponding to each through
また、前記プラズマデスミア処理は、使用ガスの種類として、CF4及びO2混合ガスに限定されず、Arなどの他の不活性ガスを使用することができるし、ドライ処理に代えてウエットデスミア処理を適用してもよい。 In addition, the plasma desmear process is not limited to CF4 and O2 mixed gas as the type of gas used, and other inert gas such as Ar can be used, and a wet desmear process is applied instead of the dry process. May be.
そして、図3(e)に示す工程では、前記各貫通孔1dに、スクリーン印刷法により導電性ペーストをそれぞれの前記貫通孔1dの空間を埋め尽くすまで充填することによって複数の貫通電極1cを形成する。その後、前記樹脂フィルムFを剥離する。その結果、前記各貫通電極1cの他端面(下面)の部分は、前記樹脂フィルムFの厚さ寸法分の高さをもって前記接着層5aの下面側に突出した状態で露出される。このように前記樹脂フィルムFは、その厚さを適宜選定することによって貫通電極の突出高さを調整し、前記貫通電極1cと半導体素子3の再配線層3dとの押し付け接続の際、これら相互の低抵抗接続及び素子ダメージ回避が得られるようにその押圧力を調整することができる。
In the step shown in FIG. 3E, a plurality of through
特に、前記貫通孔1dに連通する前記小孔が前記第1配線層1bに形成されている場合は、前記貫通電極1cの一端面(上側)が前記第1配線層1bの内面(下面)及び前記小孔内壁に亘って比較的広面積をもって係合して、より一層強固に接続される。以上の工程を経て前記第1基板材1が形成される。
In particular, when the small hole communicating with the through
ところで、前記貫通電極1cの導電ペーストは、ここでは、ニッケル、銀及び銅の群から選択された少なくとも1種類の低電気抵抗の金属粒子と、錫、ビスマス、インジウム及び鉛の群から選択された少なくとも1種類の低融点金属粒子とを含み、エポキシ樹脂を主成分とするバインダ成分を混合したペーストで構成した。また、前記バインダ成分の粘度等を調整することによって、前記貫通電極1cと再配線層3dとの押し付け接続の際、その接続抵抗を低くし、素子へのダメージを軽減できる。そして、前記導電ペーストは、接着層5aの硬化温度程度の低温で、前記金属粒子がその粒子同士で拡散接合できたり、前記再配線層3dの金属と拡散接合できたりして合金化し易い金属組成を用いることにより、バルクの金属やめっきによる層間接続と同等の接続信頼性を確保できる。なお、前記導電ペーストは熱伝導性にも優れているので、発生熱を外部へ熱伝導並びに放散させる効果を得ることもできる。
By the way, the conductive paste of the through
ところで、前記第2基板材2は、その製造方法について図示していないが、前記第1基板材1同様に、例えばポリイミド樹脂フィルムからなるフレキシブルな第2絶縁基板2aの一方の面(図1では下面)に銅箔製の第2配線層2b用の配線材料層を設けた片面銅張板(CCL)が使用される。そして、前記第2絶縁基板2aの他方の面(図1では上側)には、前記第1基板材1の接着層5a及び樹脂フィルムFと同様な接着層及び樹脂フィルムが貼り合わされている。更に、第2配線層2bのパターニング、貫通孔及び貫通電極2cの形成方法、更に各部材の使用素材は前記第1基板材1の場合と同様である。
By the way, although the manufacturing method of the
次に、前記第3基板材4の製造方法について、図4を参照して説明する。まず、図4(a)に示す工程では、例えばポリイミド樹脂フイルムからなる絶縁基板4aの両面に銅箔製の配線材料層4B及び4Cがそれぞれ設けられた両面銅張板(CCL)を用意する。そこで、図4(b)に示すように、例えばドリルによって前記両面CCLを貫通するスルーホールTHを形成し、CF4及びO2混合ガスによるプラズマデスミア処理を施す。
Next, the manufacturing method of the said 3rd board |
その後、図4(c)に示すように、前記両面CCLの両表面及びスルーホールTH内壁に全体的に銅めっきを成長させて配線材料層4BCを形成する。このとき、スルーホールTH内壁に層間導電路(ビア)4dが形成される。 Thereafter, as shown in FIG. 4C, copper plating is grown on both surfaces of the double-sided CCL and the inner wall of the through hole TH to form a wiring material layer 4BC. At this time, an interlayer conductive path (via) 4d is formed on the inner wall of the through hole TH.
そして、図4(d)に示すように、前記両面CCLの両面において、前記第1基板材1の形成と同様な方法により、前記材料層4BCに回路パターンニングを施して、一方の配線層4b及び他方の配線層4cを絶縁基板4aの上下両面にそれぞれ形成する。このパターンニングの際に、前記絶縁板4aの中央部分4a1は、前記材料層4BCのうち前記半導体素子3と対応する部分が除去されて、両面とも露出されている。即ち、前記配線層4b及び配線層4cは、実装後の前記半導体素子3が接触しないようなピッチでパターンニングされている。
Then, as shown in FIG. 4D, circuit patterning is performed on the material layer 4BC on both surfaces of the double-sided CCL by the same method as the formation of the
次に、図4(e)に示すように、前記絶縁板4aの中央部分4a1に、例えばドリルによって貫通させた開口部4eを形成する。前記開口部4eは、前記半導体素子3の外側壁を離間して取り囲むように、前記半導体素子3の外径よりも一回り大きい形状/寸法とされている。
Next, as shown in FIG. 4E, an
前記スルーホールTHや開口部4eは、YAGレーザ、炭酸レーザ或いはエキシマレーザによっても化学的エッチングによっても形成することができる。前記プラズマデスミア処理は、使用ガスの種類として、CF4及びO2混合ガスに限定されず、Arなどの他の不活性ガスを使用することができるし、ドライ処理に代えてウエットデスミア処理を適用してもよい。
The through hole TH and the
なお、前記第1〜第3基板材1、2、4は、半導体素子の検査選別と同様に、いずれも製造後、パッケージ組立部品として、品質検査などによって良否選別される。
The first to
次に、前記第1実施形態のパッケージタイプ配線基板の組立てに係わる製造方法について図5を参照して説明する。なお、図1〜図4に示された各部分と同一または同様な部分については、同一の引用符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Next, a manufacturing method relating to the assembly of the package type wiring board of the first embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the part which is the same as that of each part shown by FIGS. 1-4, the same referential mark is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.
まず、図5(a)に示す工程では、前述の図2(d)に係わる工程で検査選別された良品に相当する半導体素子(チップ)3を用意する。この良品チップ3は、前述の図3(e)に示す工程で製作された第1基板材(第1配線基板)1に、半導体素子チップ用マウンタで位置合わせして、前記接着層5aの材料及び貫通電極1cの導電性ペーストの硬化温度以下で加熱圧着することによって仮留め接着される。具体的には前記半導体素子3の再配線層3eが前記第1基板材の貫通電極1c及び前記接着層5aの下面に仮留め接着される。
First, in the process shown in FIG. 5A, a semiconductor element (chip) 3 corresponding to a non-defective product that has been inspected and selected in the process related to FIG. 2D is prepared. The
前記半導体素子3は、既に説明したように平坦な形状をもって製作されているので、前記第1基板材1へのマウントに際しては、真空チャックによって確実にピックアップされ、前記再配線層3dと貫通電極1cとの位置合わせ精度が高い状態で前記第1基板材1に確実にマウント(一体化)される。
Since the
そして、図5(b)に示す工程では、第2基板材(第2配線基板)2を、その貫通電極2c及び接着層5bを上方に向けて配置し、その上に第3基板材(中間配線基板)4を位置合わせして重ね合わせる。このとき、図中左右位置の前記貫通電極2cの上端面には、前記第3基板材2下面の配線層4cの一部が重なる。
In the step shown in FIG. 5B, the second substrate material (second wiring substrate) 2 is disposed with the through
次に、前記第1基板材(第1配線基板)1に一体化された前記半導体素子3を、前記第3基板材4の開口部4eに位置合わせして挿入すると共に、前記第1基板材1を、前記第3基板材4上に重ね合わせる。このとき、前記半導体素子3は、その半導体基板3aの全外側周が前記開口部4eの内壁との間に隙間を保ち、前記第3基板材4の配線層4b、4cと接触しないように配置される。また、前記第1基板材1の図中左右位置の貫通電極1c下端面は、前記第2基板材2の一部の貫通電極2cと対向して、前記第3基板材4上面の配線層4bの一部に重なる。このようにして、前記第1乃至第3基板材基板材1、2、4及び半導体素子3の積層体が構成される。
Next, the
そして、前記積層体を、真空キュアプレス機を用いて、1kPa以下の減圧雰囲気中で積層方向に加熱圧着することによって、図1に示すような一括多層化されたパッケージタイプ配線基板を完成する。この工程において、前記第1及び第2基板材1、2の各接着層5a及び5bは、加熱加圧により塑性流動して前記各基板材相互間、第3基板材4の開口部4eと半導体素子3の側周との間の隙間、及びスルーホールTHを埋め尽くし、図1のように単一層化された接着層材5になって最終的に熱硬化する。その結果、半導体素子3を前記接着層材5内に埋め込んだパッケージ接着封止が簡単に得られる。この段階では、前記パッケージ封止に並行して前記導電ペーストの硬化及び金属成分の合金化が行なわれる。その結果、前記各貫通電極が1cと半導体素子3の再配線層3eとの押し付け接続に際しても素子へのダメージが避けられ低抵抗接続が得られる。
Then, the laminated body is thermocompression-bonded in a laminating direction in a reduced pressure atmosphere of 1 kPa or less using a vacuum cure press machine, thereby completing a package type wiring board having a multi-layered structure as shown in FIG. In this step, the
このような第1実施形態に係る製造方法によれば、前記第1及び第2基板材1、2は、片面CCLのような金属箔張配線基板材を用い、層間接続のための前記第1、第2貫通電極1c、2cは導電ペーストの印刷充填で簡単に形成することができる。従って、前述した従来のビルトアップ方式(特許文献1参照)に比べて、全パッケージ組み立て工程を通じて、めっき工程を排除することができ、生産時間及び生産コストを大幅に低減できる。
According to the manufacturing method according to the first embodiment, the first and
また、一括熱プレス工程によって、第1〜3基板材1、2、4が各接着層5a、5bを介して、相互に接着固定されてパッケージ基板積層構造が1回のプレスで得られるために、前記ビルトアップ方式に比較して、これら積層部材にかかる熱履歴並びに同部材の劣化を著しく低減できる。
In addition, since the first to
更に、第1〜第3基板材1、2、4及び半導体素子3は、予め別々の工程ラインで製造されるので、製造工程毎にそれぞれの組み立て部材に不良が生じても、その都度不良品を排除することができ、歩留まり悪化の累積を避けることができる。
Furthermore, since the first to
次に、半導体素子の他の2種類の実施形態について、図6(a)及び図6(b)を参照して説明する。ここで、図1などに示された半導体素子3と同じ構成部分については同一符号を付し、その詳細説明を省略する。即ち、図6(a)に示された半導体素子30は、図1の第1実施形態における1層目の有機絶縁膜3dを省略し、2層目の有機絶縁膜3fを保護絶縁膜3c上に直接形成した例であり、半導体基板3aの上表面側の第1絶縁膜が有機絶縁膜3fにより構成されている。図6(b)に示された半導体素子31は、図1の第1実施形態における2層目の有機絶縁膜3fを省略した例であり、半導体基板3aの上表面側の第1絶縁膜が有機絶縁膜3dにより構成されている。
Next, two other embodiments of the semiconductor element will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). Here, the same components as those of the
前記他の各実施形態によれば、前記各有機絶縁膜3d、3fのいずれかを省略することによって、各半導体素子30、31のその分の工程数が低減される。また、前記半導体基板3aの上面側における有機絶縁膜の厚さや占有量が減じられるので、前記半導体基板3aの下面(裏面)側の第2絶縁膜を構成する有機絶縁膜3hの厚さを薄くすることも可能であり、半導体素子を更に薄形化できる。
According to each of the other embodiments, by omitting one of the organic insulating
次に、本発明の積層配線基板に係る第2の実施形態について図7を参照して説明する。ここでは、図6(a)に示された半導体素子30を組み込んだ例で示されている。そして、図1〜図6に示された各部分と同一または同様な部分については、同一の引用符号を付しその詳細な説明を省略する。
Next, a second embodiment according to the multilayer wiring board of the present invention will be described with reference to FIG. Here, an example in which the
第1基板材1xは多層配線基板構造で構成されている。即ち、第1基板材1xは、第1絶縁基板1a、第1配線層1b及び導電ペースト製の貫通電極1cを有する下側配線基板(半導体素子30側)の上に、上側配線基板を積層して形成されている。前記上側配線基板は、他の絶縁基板1dの上面にパターン化された他の配線層1f及び前記他の絶縁基板1dを貫通する他の導電ペースト製の複数の貫通電極1g(図中4箇所)を有していて、接着層1eによって、前記第1配線層1b及び第1絶縁基板1a上に接着されている。
The first substrate material 1x has a multilayer wiring board structure. That is, the first substrate material 1x is formed by laminating the upper wiring substrate on the lower wiring substrate (
前記各貫通電極1gは、その一端面(上端)が前記他の配線層1fの内面に接続され、他端面(下端)が前記第1配線層1bに熱圧着して接続されている。前記貫通電極1c及び1gは、図7から分かるように、いずれも凸形状を有し貫通電極本体部分よりも径小な各突端部が、各々対応する配線層1e及び1fに予め形成された小孔に充填かつ係合されている。
Each through
このような形状の前記貫通電極1c、1g及び配線層1e、1fの小孔形成は、前記第1実施形態における貫通電極1c、2c及び配線層1b、2bにも適用することができる。
Formation of small holes in the through
前記他の絶縁基板1d及び他の配線層1f上には、ソルダーレジスト6が被着されている。前記ソルダーレジスト6は、前記各貫通電極1gに対応する他の配線層1fの各部分を露出させる複数のコンタクト孔を有し、前記上側配線基板上面に、はんだペーストをパターン印刷し、リフローさせることによって、ボール状のはんだバンプからなる複数の外部端子電極7が形成されている。前記外部端子電極7は、前記ボールバンプに限らず、搭載する電子機器等の接続端子構造などに応じて、例えばビームリードタイプなど他の外部端子構造を採用することも可能である。
A solder resist 6 is deposited on the other insulating
前記第1基板材1xは、他の配線基板を更に積層して2層以上に多層化することができ、前記半導体素子3の多機能/高機能化に応じて、所望複数の配線基板を積層した多層配線基板構造を提供することによって、高機能化する電子機器への搭載対応が自在に行える。
The first substrate material 1x can be laminated with two or more layers by further stacking other wiring substrates, and a plurality of desired wiring substrates can be stacked according to the multi-function / high functionality of the
第2基板材2xは、この例では、前記第1基板材1xや半導体素子30等に対する支持板としてフレキシブルな例えばポリイミド樹脂フィルムによって構成されている。支持板としての前記第2基板材2xは、PENやPETなどの絶縁フィルム、リジッドなガラスエポキシ樹脂絶縁板或いは銅箔などの金属板などを用いて形成してもよい。
In this example, the
また、前記第2基板材2xは、良導熱性の材料、例えば銅箔などで構成すれば、前記支持板の役割のみならず、半導体素子30からの熱を外部に効果的に放熱させることができ、素子30の電気的動作を安定化させることができる。その場合は、従来技術では内蔵することが不可能であった発熱量の大きい半導体素子でも実装可能となり、種々の半導体素子に対するパッケージ基板の適用範囲を拡大できる。
Further, if the
第3基板材4xは、専らスペーサの役割を果たすためのもので、半導体素子30と同程度の厚さで、その側周を隙間をもって囲む開口部4eを有する例えばポリイミド樹脂フィルムが使用されている。このような第3基板材4xは、前記第1基板材1x及び第2基板材2x相互を接着層材5を介して加熱圧着する際の接着層材の不所望な流動変形を抑制し、基板材1xと2xとの平行性や前記半導体素子3の位置精度を高めることができる。
The
ところで、前記第1実施形態の第1〜第3基板材1、2、4と第2実施形態の第1〜第3基板材1x、2x、4xとの間で各部材の交換組み合わせしてもよい。例えば、前記第1実施形態において、その第1基板材1の代わりに第2実施形態の第1基板材1xを使用したり、前記第3基板材4の代わりに第3基板材4xを使用してもよい。このように前記第1及び第2実施形態の各第1〜第3基板材を適宜組み合わせることによって、前記半導体素子30の多機能/高機能化に応じた種々の形態のパッケージタイプの積層配線基板を提供することができる。
By the way, even if each member is exchanged and combined between the first to
また、前記第2実施形態におけるソルダーレジスト及びはんだボールバンプからなる複数の外部端子電極の技術を、前記第1実施形態にも適用することが可能である。即ち、前記第1実施形態における前記第1基板材1の上面及び第2基板材2の下面に、このようなソルダーレジスト及び複数の外部端子電極を形成することができる。
Further, the technique of a plurality of external terminal electrodes composed of solder resist and solder ball bumps in the second embodiment can be applied to the first embodiment. That is, such a solder resist and a plurality of external terminal electrodes can be formed on the upper surface of the
ところで、前記第1及び第2実施形態の積層配線基板のいずれにおいても、前記第3基板材4、4xを省略して、前記第1基板材1、1xと第2基板材2、2xとを接着層材5のみによって接着し、パッケージをより一層薄形化することも可能である。このようなことは、例えば、半導体素子の機能数やその電極パッド数が比較的少なく、チップサイズや厚さが小さい場合や前記第1基板材1、1xの配線層数、配線層ピッチ及び配線層長等並びに絶縁基板面積(サイズ)を小さくできる場合や前記接着層材5の層厚を半導体素子の厚さに比して充分に厚くした場合などにおいて実施できる。なお、第2基板材2、2xに予め設けられる接着層は、必ずしも第2基板材2、2xの全面に設ける必要はなく、例えば、半導体素子に対応する部分を避けた周囲に限定して設けるなど、少なくとも部分的に設けておけばよい。
By the way, in any of the multilayer wiring boards of the first and second embodiments, the
また、前記各実施形態において、前記半導体素子の底面に銅箔などの良導熱層を形成しておくことによって、半導体素子の放熱効果を向上することができる。更には、前記第2基板材2xが良導熱性材料である場合、第2基板材2xに、前記半導体素子底面の良導熱層を、接着層を介せず直接的に接触させれば、前記放熱効果はより一層向上する。
Moreover, in each said embodiment, the heat dissipation effect of a semiconductor element can be improved by forming good heat conductive layers, such as copper foil, in the bottom face of the said semiconductor element. Further, when the
1、1x 第1基板材
1a、1d、2a、4a 絶縁基板
1b、1f、2b、4b、4c、 配線層
1c、1g、2c、 貫通電極
2、2x 第2基板材
3、30、31 半導体素子
3a 半導体基板
3b 電極パツト
3c 保護絶縁膜
3d、3f 有機絶縁膜(第1絶縁層)
3e 再配線層
3h 裏面有機絶縁膜(第2絶縁層)
4、4x 第3基板材
5 接着層材5
1e、5a、5b、 接着層
DESCRIPTION OF
4, 4x
1e, 5a, 5b, adhesive layer
Claims (8)
(B)第1基板材を作成するために、絶縁基板の一方の面に配線層をパターンニング形成して配線基板を形成する工程と、
(C)前記絶縁基板の他方の面に接着層を形成する工程と、
(D)前記半導体素子の再配線層及び前記配線層の一部に対応する位置関係にあって前記絶縁基板及び接着層を貫通する貫通孔を形成する工程と、
(E)前記貫通孔に導電性ペーストを充填することによって、一端面が前記配線層に接続され他端面が前記絶縁基板の他方の面に露出された貫通電極を形成する工程と、
(F)前記貫通電極の前記他端面を前記半導体素子の再配線層に位置合わせして接続し、前記半導体素子を前記接着層に仮止め接着して前記第1基板材と一体化する工程と、
(G)前記第1基板材に対面させる第2基板材を提供する工程と、
(H)前記第1基板材と一体化された前記半導体素子を前記第2基板材上に位置合わせして重ね合わせる工程と、
(I)前記第1基板材と前記第2基板材とを重ね合わせ方向に一括加熱プレスし、前記接着層により前記半導体素子を囲み前記第1及び第2基板材を相互接着する工程と、
を備えることを特徴とする積層配線基板の製造方法。 (A) a protective insulating film having an electrode pad formed on one surface of a semiconductor substrate and a contact hole for the electrode pad; a rewiring layer formed on the protective insulating film and connected to the electrode pad; Providing a semiconductor element comprising a first insulating film for forming a wiring layer and a second insulating film formed on the other surface of the semiconductor substrate;
(B) forming a wiring substrate by patterning a wiring layer on one surface of the insulating substrate to form a first substrate material;
(C) forming an adhesive layer on the other surface of the insulating substrate;
(D) forming a through hole penetrating the insulating substrate and the adhesive layer in a positional relationship corresponding to a part of the rewiring layer of the semiconductor element and the wiring layer;
(E) filling the through hole with a conductive paste to form a through electrode having one end surface connected to the wiring layer and the other end surface exposed on the other surface of the insulating substrate;
(F) a step of aligning and connecting the other end surface of the through electrode to the rewiring layer of the semiconductor element, and temporarily bonding the semiconductor element to the adhesive layer to integrate with the first substrate material; ,
(G) providing a second substrate material facing the first substrate material;
(H) aligning and superimposing the semiconductor element integrated with the first substrate material on the second substrate material;
(I) a step of collectively heating and pressing the first substrate material and the second substrate material in an overlapping direction, surrounding the semiconductor element by the adhesive layer, and bonding the first and second substrate materials;
A method of manufacturing a laminated wiring board, comprising:
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