JP2013038386A - 介在層が埋め込まれたパッケージ基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】介在層2が埋め込まれたパッケージ基板は、対向する頂部表面及び底部表面と、頂部表面に形成された凹溝とを有し、底部表面に複数の第2の電気接続端31bが設けられ、凹溝の底面に複数の第1の電気接続端31aが設けられているキャリアと、凹溝に設けられ、対向する第1の表面20a及び第2の表面20b並びに第1の表面及び第2の表面を貫通する複数の導電貫通孔を有し、導電貫通孔の第1の表面に近接した端部及び第2の表面に近接した端部に第1の電気接続パッド24a及び第1の電気接続端に対応して接続された第2の電気接続パッド24bがそれぞれ形成される介在層2と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図3E
Description
次に、パッケージ基板10の第1の表面10aと半導体チップ12との間にアンダーフィル17を形成することにより半田バンプ11を被覆する。
さらに、パッケージ基板10の第2の表面10bにボールパッド101を設けることで、半田ボール13を介して例えば印刷回路板である他の外部電子機器(図示せず)に電気的に接続する。
しかしながら、従来ではパッケージ基板10のフリップチップパッド100のピッチがミクロン寸法を基本単位とし、半導体チップ12の電極パッド120のピッチに対応する寸法にまで効果的に縮小することができないため、高回路密度の半導体チップ12を有するにもかかわらず、それに適合するパッケージ基板がなく、電子製品を効果的に生産することができなくなる問題があった。
対向する頂部表面及び底部表面と、前記頂部表面に形成された凹溝とを有し、前記底部表面に複数の第2の電気接続端が設けられ、前記第2の電気接続端により外部の電子機器と電気的に接続され、前記凹溝の底面に複数の第1の電気接続端が設けられているキャリアと、
前記凹溝に設けられ、対向する第1の表面及び第2の表面並びに前記第1の表面及び第2の表面を貫通する複数の導電貫通孔を有し、前記導電貫通孔の前記第1の表面に位置した端部及び前記第2の表面に位置した端部に第1の電気接続パッド及び第2の電気接続パッドがそれぞれ形成されることにより、前記第1の電気接続パッドに半導体チップが接合され電気的に接続されることができ、前記第2の電気接続パッドが前記第1の電気接続端に対応して電気的に接続される介在層と、
を備えることを特徴とする介在層が埋め込まれたパッケージ基板を提供する。
対向する頂部表面及び底部表面と、前記頂部表面に形成された凹溝とを有し、前記底部表面に複数の第2の電気接続端が設けられ、前記第2の電気接続端により外部の電子機器と電気的に接続され、前記凹溝の底面に複数の第1の電気接続端が設けられているキャリアと、
前記凹溝に設けられ、対向する第1の表面及び第2の表面並びに前記第1の表面及び第2の表面を貫通する複数の導電貫通孔を有し、前記導電貫通孔の前記第1の表面に位置した端部及び前記第2の表面に位置した端部に第1の電気接続パッド及び第2の電気接続パッドがそれぞれ形成され、前記第2の電気接続パッドが前記第1の電気接続端に対応して電気的に接続され、前記第1の表面及び前記第1の電気接続パッドに再配線層が形成され、前記再配線層の最外層に半導体チップが接合され電気的に接続されることに供する複数の延伸電気接続パッドが設けられている介在層と、
を備えることを特徴とする介在層が埋め込まれたパッケージ基板を提供する。
対向する頂部表面及び底部表面と、前記頂部表面に形成された凹溝とを有し、前記底部表面に複数の第2の電気接続端が設けられ、前記第2の電気接続端により外部の電子機器と電気的に接続され、前記凹溝の底面に複数の第1の電気接続端が設けられているキャリアを用意する工程と、
対向する第1の表面及び第2の表面を有する介在層を前記凹溝に設け、前記介在層が前記第1の表面及び第2の表面を貫通する複数の導電貫通孔を有し、前記導電貫通孔の前記第1の表面に位置した端部及び前記第2の表面に位置した端部に第1の電気接続パッド及び第2の電気接続パッドがそれぞれ形成され、前記第2の電気接続パッドが前記第1の電気接続端に対応して電気的に接続されるようにする工程と、
を備えることを特徴とする介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法を提供する。
さらに、半導体チップを前記介在層に設け、前記介在層の熱膨張係数が半導体チップの熱膨張係数に近いことにより、前記半導体チップと前記介在層との間に過度の熱応力が生じることを回避し、製品の信頼性を効果的に向上することができる。
さらに、本発明に係る介在層が埋め込まれたパッケージ基板によれば、介在層をパッケージ基板に埋め込むようにしているため、パッケージ基板の厚さが増加することはない。
さらに、本発明に係る介在層が埋め込まれたパッケージ基板によれば、パッケージ基板に金属柱、金属ブロック又は金属板を埋設することにより、パッケージ基板及び半導体チップから生成された熱を速やかに排出することができ、パッケージ基板が熱サイクル試験又は製品の使用過程において過大な熱応力によって破損することを回避することができる。
また、明細書に記載の例えば「上」、「頂」、「底」、「一」等の用語は、説明が容易に理解できるようにするためのものであり、本発明の実施可能な範囲を限定するものではなく、その相対関係の変更又は調整は、技術内容の実質的変更がなければ、本発明の実施可能の範囲と見なされる。
ここで、板体20の材質は、ガラス、又は例えばAl2O3又はAlNのセラミックスであってもよいが、セラミックスの方が、その熱膨張係数(約3ppm/℃)がシリコンに近いため、好ましい。
即ち、図2L−2に示すように、金属層23に第1の電気接続パッド24a’を形成し、さらに第1の表面20a及び第1の電気接続パッド24a’に再配線層(redistribution layer、RDL)29を形成し、再配線層29の最外層に、半導体チップが接合され電気的に接続されるための複数の延伸電気接続パッド291を設けるようにし、さらに第2の表面20bに、金属層23が露出される開口610を有する誘電層61を形成した上で、開口610に第2の電気接続パッド24bを形成するようにしてもよい。
ここで、必要に応じて第1の電気接続端31a及び第2の電気接続端31bにアンダーバンプ金属層(図示せず)を形成することにより、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
誘電層331の材質は、ABF(Ajinomoto Build−up Film )又はBT(Bismaleimide−Triazine)等であってもよく、回路層332及び電気接触パッド332aの材質は、銅であってもよい。
対向する頂部表面及び底部表面と、前記頂部表面に形成された凹溝とを有し、前記底部表面に複数の第2の電気接続端31bが設けられ、前記第2の電気接続端31bにより外部の電子機器と電気的に接続され、前記凹溝の底面に複数の第1の電気接続端31aが設けられているキャリアと、
前記凹溝に設けられ、対向する第1の表面20a及び第2の表面20b並びに前記第1の表面20a及び第2の表面20bを貫通する複数の導電貫通孔を有し、前記導電貫通孔の前記第1の表面20aに位置した端部及び前記第2の表面20bに位置した端部に第1の電気接続パッド24a及び第2の電気接続パッド24bがそれぞれ形成されることにより、前記第1の電気接続パッドに半導体チップが接合され電気的に接続されることができ、前記第2の電気接続パッド24bが前記第1の電気接続パッド31aに対応して電気的に接続される介在層2と、
を備えることを特徴とする介在層が埋め込まれたパッケージ基板を提供する。
対向する頂部表面及び底部表面と、前記頂部表面に形成された凹溝とを有し、前記底部表面に複数の第2の電気接続端31bが設けられ、前記第2の電気接続端31bにより外部の電子機器と電気的に接続され、前記凹溝の底面に複数の第1の電気接続端31aが設けられているキャリアと、
前記凹溝に設けられ、対向する第1の表面20a及び第2の表面20b並びに前記第1の表面20a及び第2の表面20bを貫通する複数の導電貫通孔を有し、前記導電貫通孔の前記第1の表面20aに位置した端部及び前記第2の表面20bに位置した端部に第1の電気接続パッド24a’及び第2の電気接続パッド24bがそれぞれ形成され、前記第2の電気接続パッド24bが前記第1の電気接続端31aに対応して電気的に接続され、前記第1の表面20a及び前記第1の電気接続パッド24a’に再配線層29が形成され、前記再配線層29の最外層に半導体チップが接合され電気的に接続されることに供する複数の延伸電気接続パッド291が設けられている介在層2と、
を備えることを特徴とする介在層が埋め込まれたパッケージ基板を提供する。
また、図に示す本発明に係る介在層とキャリアとの電気的接続、介在層と半導体チップとの電気的接続、キャリアと外部電子機器との電気的接続は、半田ボールに限定されるものではなく、その他の方法により行うこともできる。
さらに、半導体チップを前記介在層に設け、前記介在層の熱膨張係数が半導体チップの熱膨張係数に近いことにより、前記半導体チップと前記介在層との間に過度の熱応力が生じることを回避し、製品の信頼性を効果的に向上させることができる。
さらに、本発明に係る介在層が埋め込まれたパッケージ基板によれば、介在層をパッケージ基板に埋め込むようにしているため、パッケージ基板の厚さが増加することはない。
さらに、本発明に係る介在層が埋め込まれたパッケージ基板によれば、パッケージ基板に金属柱、金属ブロック又は金属板を埋設することにより、全体的な放熱能力を向上させることができ、パッケージ基板が熱サイクル試験又は製品の使用過程において過大な熱応力によって破損することを回避することができる。
本発明は、この技術分野に精通した者により本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の修正や変更を施すことが可能であり、そうした修正や変更は、本発明の特許請求の範囲に入るものである。
10a、20a 第1の表面
10b、20b 第2の表面
100 フリップチップパッド
101 ボールパッド
102 コア板
11、27 半田バンプ
12、40 半導体チップ
13、36 半田ボール
120、41 電極パッド
17、35 アンダーフィル
2 介在層
20 板体
200 凹孔
200’ 貫通孔
21 絶縁層
22 導電層
23 金属層
23a 一端
24a、24a’ 第1の電気接続パッド
24b 第2の電気接続パッド
25 接着層
26 第1のキャリア
28 第2のキャリア
29 再配線層
291 延伸電気接続パッド
30 多層配線基板
30a 第3の表面
30b 第4の表面
301、332 回路層
31a 第1の電気接続端
31b 第2の電気接続端
32 第3の電気接続パッド
33 ビルドアップ構造
330 開口
330a 応力放出間隙
332a 電気接触パッド
34a 第1の絶縁保護層
34b 第2の絶縁保護層
340a 第1の開口
340b 第2の開口
40a 作用面
51 金属柱
52、54 金属ブロック
53、55 金属板
61、331 誘電層
610 開口
Claims (29)
- 対向する頂部表面及び底部表面と、前記頂部表面に形成された凹溝とを有し、前記底部表面に複数の第2の電気接続端が設けられ、前記第2の電気接続端により外部の電子機器と電気的に接続され、前記凹溝の底面に複数の第1の電気接続端が設けられているキャリアと、
前記凹溝に設けられ、対向する第1の表面及び第2の表面並びに前記第1の表面及び第2の表面を貫通する複数の導電貫通孔を有し、前記導電貫通孔の前記第1の表面に位置した端部及び前記第2の表面に位置した端部に第1の電気接続パッド及び第2の電気接続パッドがそれぞれ形成されることにより、前記第1の電気接続パッドに半導体チップが接合され電気的に接続されることができ、前記第2の電気接続パッドが前記第1の電気接続端に対応して電気的に接続される介在層と、
を備えることを特徴とする介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記導電貫通孔は、
前記第1の表面及び第2の表面を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の孔壁に形成された絶縁層と、前記貫通孔に充填された金属層とを含むことを特徴とする請求項1に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記キャリアは、
対向する第3の表面及び第4の表面を有する多層配線基板と、前記第3の表面に形成され、前記多層配線基板が露出される開口を有するビルドアップ構造とを含むことを特徴とする請求項1に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記介在層と前記凹溝の底面との間に形成されたアンダーフィルをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。
- 前記多層配線基板は、
前記第3の表面及び第4の表面を貫通し且つ前記第1の電気接続端に接続された金属柱を、さらに含むことを特徴とする請求項3に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記多層配線基板は、
前記多層配線基板に設けられ且つ前記第1の電気接続端に接続された金属ブロックを、さらに含むことを特徴とする請求項3に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記多層配線基板は、
前記多層配線基板に設けられ且つ前記金属ブロックの底面に接続された金属板を、さらに含むことを特徴とする請求項6に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記多層配線基板は、
前記第3の表面及び第4の表面を貫通し且つ前記第1の電気接続端に接続された金属ブロックを、さらに含むとともに、
前記第4の表面に設けられ且つ前記金属ブロックに接続された金属板を、さらに含むことを特徴とする請求項3に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記介在層と前記凹溝の側壁との間に応力放出間隙が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。
- 対向する頂部表面及び底部表面と、前記頂部表面に形成された凹溝とを有し、前記底部表面に複数の第2の電気接続端が設けられ、前記第2の電気接続端により外部の電子機器と電気的に接続され、前記凹溝の底面に複数の第1の電気接続端が設けられているキャリアと、
前記凹溝に設けられ、対向する第1の表面及び第2の表面並びに前記第1の表面及び第2の表面を貫通する複数の導電貫通孔を有し、前記導電貫通孔の前記第1の表面に位置した端部及び前記第2の表面に位置した端部に第1の電気接続パッド及び第2の電気接続パッドがそれぞれ形成され、前記第2の電気接続パッドが前記第1の電気接続端に対応して電気的に接続され、前記第1の表面及び前記第1の電気接続パッドに再配線層が形成され、前記再配線層の最外層に半導体チップが接合され電気的に接続されることに供する複数の延伸電気接続パッドが設けられている介在層と、
を備えることを特徴とする介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記導電貫通孔は、
前記第1の表面及び第2の表面を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の孔壁に形成された絶縁層と、前記貫通孔に充填された金属層とを含むことを特徴とする請求項10に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記キャリアは、
対向する第3の表面及び第4の表面を有する多層配線基板と、前記第3の表面に形成され、前記多層配線基板が露出される開口を有するビルドアップ構造とを含むことを特徴とする請求項10に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記介在層と前記凹溝の底面との間に形成されたアンダーフィルをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。
- 前記多層配線基板は、
前記第3の表面及び第4の表面を貫通し且つ前記第1の電気接続端に接続された金属柱を、さらに含むことを特徴とする請求項12に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記多層配線基板は、
前記多層配線基板に設けられ且つ前記第1の電気接続端に接続された金属ブロックを、さらに含むことを特徴とする請求項12に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記多層配線基板は、
前記多層配線基板に設けられ且つ前記金属ブロックの底面に接続された金属板を、さらに含むことを特徴とする請求項15に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記多層配線基板は、
前記第3の表面及び第4の表面を貫通し且つ前記第1の電気接続端に接続された金属ブロックを、さらに含むとともに、
前記第4の表面に設けられ且つ前記金属ブロックに接続された金属板を、さらに含むことを特徴とする請求項12に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。 - 前記介在層と凹溝の側壁との間に応力放出間隙が設けられていることを特徴とする請求項10に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板。
- 対向する頂部表面及び底部表面と、前記頂部表面に形成された凹溝とを有し、前記底部表面に複数の第2の電気接続端が設けられ、前記第2の電気接続端により外部の電子機器と電気的に接続され、前記凹溝の底面に複数の第1の電気接続端が設けられているキャリアを用意する工程と、
対向する第1の表面及び第2の表面を有する介在層を前記凹溝に設け、前記介在層が前記第1の表面及び第2の表面を貫通する複数の導電貫通孔を有し、前記導電貫通孔の前記第1の表面に位置した端部及び前記第2の表面に位置した端部に第1の電気接続パッド及び第2の電気接続パッドがそれぞれ形成され、前記第2の電気接続パッドが前記第1の電気接続端に対応して電気的に接続されるようにする工程と、
を備えることを特徴とする介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。 - 前記第1の電気接続パッドは半導体チップの接合に供することを特徴とする請求項19に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。
- 前記第1の表面及び前記第1の電気接続パッドに、最外層に半導体チップが接合され電気的に接続されることに供する複数の延伸電気接続パッドが設けられている再配線層を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項19に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。
- 前記導電貫通孔は、
前記第1の表面及び第2の表面を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の孔壁に形成された絶縁層と、前記貫通孔に充填された金属層とを含むことを特徴とする請求項19に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。 - 前記キャリアの形成工程は、
対向する第3の表面及び第4の表面を有する多層配線基板を用意する工程と、
前記第3の表面にビルドアップ構造を形成する工程と、
前記ビルドアップ構造の一部を除去することにより前記多層配線基板が露出される開口を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項19に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。 - 前記介在層と前記凹溝の底面との間にアンダーフィルを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。
- 前記多層配線基板は、
前記第3の表面及び第4の表面を貫通し且つ前記第1の電気接続端に接続された金属柱を、さらに含むことを特徴とする請求項23に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。 - 前記多層配線基板は、
前記多層配線基板に設けられ且つ前記第1の電気接続端に接続された金属ブロックを、さらに含むことを特徴とする請求項23に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。 - 前記多層配線基板は、
前記多層配線基板に設けられ且つ前記金属ブロックの底面に接続された金属板を、さらに含むことを特徴とする請求項26に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。 - 前記多層配線基板は、
前記第3の表面及び第4の表面を貫通し且つ前記第1の電気接続端に接続された金属ブロックを、さらに含むとともに、
前記第4の表面に設けられ且つ前記金属ブロックに接続された金属板を、さらに含むことを特徴とする請求項23に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。 - 前記介在層と前記凹溝の側壁との間に応力放出間隙が設けられていることを特徴とする請求項19に記載の介在層が埋め込まれたパッケージ基板の製造方法。
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