JP2016192475A5 - - Google Patents

Description

部品内蔵基板および半導体モジュール

本発明は、部品内蔵基板および半導体モジュールに関する。

かつて半導体装置と言うと、リードフレームにベアチップが実装され、アイランドと一緒にベアチップが封止されたパッケージが殆どであった。ＳＩＰ、ＤＩＰまたはＱＦＰなどが一般的で、封止樹脂から出るリードが、マザー基板とチップの熱膨張係数の差を緩和させるため、今でも多用されているパッケージである。

しかし軽薄短小が急激に進み、例えば携帯機器（スマートフォンやタブレットなど）では、小型、薄型、高機能が要求され、その半導体パッケージの形態も日進月歩で進化して来た。例えば、プリント基板のインターポーザを採用し、面実装なる形態で実装面積を減少させたＢＧＡ、更には、三次元実装により小型化を可能としたＭＣＰやＰＯＰなどが盛んに使われるようになってきた。どれも、半田ボールが採用された面実装タイプで、リードの張り出しが無い為、小型・薄型化が可能で、実装面積も少なくて済むものである。後者のＭＣＰやＰＯＰは、パッケージが上に積んで成り、更に実装面積を減らせるものである。

並行して、これら半導体パッケージを搭載するインターポーザやマザーボードも、軽薄短小の要求から、盛んに開発が行われ、薄型の基板が開発されるようになってきた。例えば、現在のスマートフォンでは、配線層が１０〜１２層で、厚みが４００μｍ程度のプリント基板が採用されている。

これら多層のプリント基板の殆どは、表面に電子部品や半導体パッケージを搭載したものであった。しかしながら、これでもセットメーカーの要求は厳しく、最近ではプリント基板の中に素子を埋め込んだ部品内蔵基板を実装基板として採用した半導体モジュールも開発されている。

これは、実装基板にキャビティが形成され、その中に半導体素子や受動部品が埋め込まれるため、この半導体モジュール自体の薄型化を更に可能とするものである。

図６は、その一例を説明するものである。

先ずは、樹脂（または金属）から成るコア層１１の表に絶縁層を介して３層の導体パターンＦ１〜Ｆ３が設けられ、裏には絶縁層を介して３層の導体パターン線Ｂ１〜Ｂ３が設けられた６層基板を一例としてあげている。この実装基板１０には、キャビティ１２が設けられ、このキャビティ１２にベアチップ１３が設けられている。このベアチップ１３は、ここでは撮像素子であることから、キャビティ１２内は、絶縁樹脂で封止されていない。

尚、導体パターンとは、電導体で形成されたパッド電極又は／および配線などから成る回路配線である。

図６からも判るとおり、ベアチップ１３の電極と実装基板１４のパッド電極Ｆ３との間は、金属細線１５で接続される。しかし、ワイヤーボンダーの機械的動作もあり、金属細線１５が高さｄだけはり出す。その結果、実装基板１０の上に部品（半導体パッケージなどの電子部品、レンズを保持するケースなど）１６を設けようとすると、このはり出しｄが、半導体モジュール１０全体の厚みに大きな影響を与えていた。

特開２０１４−１７０８９３号公報

前述した問題から図７に示す様に、キャビティ１２の底面に電極Ｅ１を露出させ、そこに金属細線１５をワイヤーボンドすることにより、はり出しの頂部を基板の内側に位置させ、全体の厚みを薄くしようとした。しかしながら、パッドとなる部分Ｅ１全体が絶縁層１７から露出する為、密着力が小さく、ワイヤーボンドの時に剥がれてしまう課題が有った。更には、パッドＥ１の表面と絶縁層１７の表面が一致していると、ボンディングツールが絶縁層を押圧しながら接続するため、密着力の低下を招いてしまう問題が有った。

本発明は、部品内蔵基板およびこれを用いた半導体モジュールの薄型化を実現すると同時に、キャビティ底部に位置するパッド電極と金属細線の密着力向上を実現させる事を目的とする。

本発明は、前述した課題を鑑みて成され、
第２のビア孔に導電材が設けられ、前記第２絶縁層とコンタクト面が面一になって設けられた第２のビアと、前記第２のビアの上に厚みを有して設けられたパッド電極と、を有する部品内蔵基板により、解決するものである。

ビアの露出面は、第２絶縁層と同一面であるため、一方の面に向かって突出させる事で、キャピラリーヘッドが第２絶縁層に接触せず、良好な接続が可能となる。

続いて、前記パッド電極を、前記キャビティ底部に露出する前記ビアよりも大きく形成する事で解決するもので、パッド電極と対向する第３電極でビアを挟む構造とする為、その接着強度は更に増すことになる。

更に、キャビティ内に露出した前記コア層および前記コア層と前記第２絶縁層との界面を樹脂で覆う事で、コア層や導体パターンの腐食を防止する事が出来る。

最後に、キャビティに対応する一方の面から、キャビティ部品を取り除き、前記キャビティの底面に位置する第２電極を露出させ、

第２絶縁層から一方の面に向かって突出するパッド電極を第２電極の露出面に設ける事で解決するものである。

本発明によれば、半導体素子とキャビティ内壁の間の狭い空間に於いて、金属細線との接続強度を確保しつつ、低背化を実現できる。

また解放状態である事から、キャビティ内壁を絶縁樹脂で被覆する事で、コア層や導体パターン等の保護が可能となる。

本発明の部品内蔵基板および半導体モジュールを説明する図である。 本発明の部品内蔵基板および半導体モジュールの製造方法を説明する図である。 本発明の部品内蔵基板および半導体モジュールの製造方法を説明する図である。 本発明の部品内蔵基板および半導体モジュールの製造方法を説明する図である。 本発明の部品内蔵基板および半導体モジュールの製造方法を説明する図である。 従来の半導体モジュールを説明する図である。 従来の半導体モジュールを説明する図である。 本発明の部品内蔵基板およびパッド電極を説明する図である。 本発明の部品内蔵基板およびパッド電極の断面を説明する図である。 パッド電極の断面を説明する図である。

先ずは、図１を参照しながら本発明の半導体モジュール３０について説明する。

符号３１で成る半導体素子が内蔵された基板は、部品内蔵基板と呼ばれ、この部品内蔵基板を、以降、基板Ｅとして呼称する。Ｅは、Ｅｍｂｅｄｄｅｄ（埋め込まれる）のＥを取ったものである。

また、この基板Ｅは、半導体モジュールでもある。この半導体モジュール３０は、基板Ｅの表面（一方の面）にパッド電極３２を有し、電子部品３４が前記パッド電極３２と電気的に接続されて実装されている。また表面に電子部品３４が設けられず、キャビティ４２内に半導体素子３１が内蔵された基板も、半導体モジュールである。尚、電子部品は、チップコンデンサ、ソレノイド等の受動素子、半導体素子から成る能動素子、センサ素子、フィルタ素子などである。また他方の面に設けられたパッド電極３３は、外部電極となり、ろう材から成る半田ボールが設けられる。この場合、パッド電極は、半田接続を良好に実現するためにメッキしたＮｉ上にＡｕをメッキするなどの複数回メッキされた膜で構成される。最終的に、この半導体モジュール３０は、マザーボードに半田を介して実装されて、セットに組み込まれる。

尚、カメラモジュールに適用する場合、半導体素子３１は撮像素子であり、電子部品は、光学パッケージである。この光学パッケージは、図面では省略したが、レンズユニット、レンズユニットの周囲に設けられたオートフォーカス用アクチュエータ、レンズユニットの下側に設けられたフィルタユニット、そして前記レンズユニット、前記アクチュエータ、およびフィルタユニットを包含し、固定配置するパッケージであり、このパッケージが半導体素子の上に配置される。

図１の様に、金属細線５１の頂部が基板Ｅの内側に位置する為、撮像素子の真上に位置する光学ユニットは、キャビティ４２のＴＯＰに位置する開口部まで落とし込む事が可能となる。

では、その構造を説明する。符号４０はコア層であり、金属箔または金属板からなるコア層、更には樹脂材料から成るコア層がある。図１（Ａ）は、金属から成るコア層４０Ａを採用した図である。また後述する図１（Ｃ）は、樹脂から成るコア層４０Ｂを採用した図である。ここで金属は、Ｃｕ、ＡｌまたはＦｅ等からなり、またはＣｕ、ＡｌまたはＦｅを主材料とした合金でも良い。

続いて、コア層４０Ａの表側（一方の面）には、第１絶縁層３６および３７を介して第１電極Ｆ１およびＦ２が形成される。また、コア層４０Ａの裏側（他方の面）には、第２絶縁層３８および３９を介して第２電極Ｂ１およびＢ２が形成されている。尚符号３６Ａは、封止材を兼ねた樹脂であり、第１絶縁層３６単独でコア層４０Ａと接着が可能であれば、省略する事も可能である。後の製造方法で判るが、樹脂３６Ａは、図３（Ｄ）のキャビティ部品６３を保持・封止すると同時に、コア層４０Ａの腐食保護やコア層と絶縁層の界面を被覆し、界面に位置する導体パターンを保護する。

また、ここではコア層の表裏に、合計４層メタルが設けられているが、少なくとも合計２層あれば良い。ここで、導体パターンは、電極または／および配線から成り、基板Ｅに構成される回路を、実装する電子部品と一緒に実現するものである。

続いて、この基板Ｅは、表側からキャビティ４２が開口されている。このキャビティ４２は、半導体素子（電子部品）３１の配置領域として活用するものである。また半導体素子３１は、撮像素子であるため、キャビティ４２内には、封止用の樹脂が設けられていない。一般に、封止樹脂は、熱膨張係数の調整として、無機系のフィラーが混入されるが、このフィラーが光を散乱させるため半導体素子３１を撮像素子とする場合はキャビティ４２内に封止樹脂を設けられない。ただし、フォトダイオードといった光受光素子は、撮像素子の様な精度を要求せず、光が入った入らない程度のＯＮ・ＯＦＦの検知であり、フィラーの少ない、または入っていない封止樹脂が空きスペースに埋め込まれても良い。

更には、半導体素子３１がセンサ部を有しない、一般的な半導体素子（ＩＣまたはディスクリート素子）であれば、キャビティ内は絶縁性樹脂が設けられ、半導体素子３１は封止される。基板Ｅとの熱膨張係数の違いから、この絶縁性樹脂には、無機系のフィラーが混入されても良い。

更にこのキャビティ４２の底面には、第２電極Ｂ１、Ｂ２と同一プロセスで形成した第３電極Ｅ１、Ｅ２が設けられている。そしてコア層４０Ａと一番近接した第３電極Ｅ１がキャビティ底面から露出している。

この部分が、図１（Ｂ）に拡大して説明してある。図３（Ｆ）の様に、コア層６０とビアがコンタクトしているため、露出している部分はビア４３の接合面（コンタクト面）であり、コア層４０Ａ側の第２絶縁層３８の面とビア（前記コンタクト面）の表面は、同一面となる。またオーバーエッチングが施されて、若干の凹みが有っても良い。

さらに、第２絶縁層３８（或いはキャビティ４２の底面）から露出しているビア４３は、少なくとも一層のメッキ処理が施され、ここがボンディングパッド（以下パッド電極と呼ぶ）５０となる。

尚、図１（Ｂ）を参照して、符号４３の部分がビアホールまたはビアと呼ばれる部分である。ここではビア孔に導電材が埋め込まれた部分をビアとし、ビアの下のパッドオンビアに相当する部分を電極として区別している。これは、キャビティ底部にビアが露出している事を説明する為、敢えて区別している。

続けて、前述したメッキ処理は、パッド電極３２、３３のメッキ処理と同一工程で行われても良い。しかもパッド電極５０に金属細線が接続されるため、ビア４３の接合径は、パッド電極３２、３３のビア径よりも大きく形成される。また、ビア４３の接合面積はパッド電極３２、３３のビア面積よりも大きく形成してもよい。

本発明の第１の特徴は、パッド電極５０は、第２絶縁層３８表面から上に凸の構造とし、ボンディング装置のボンディングヘッドが接続の際に当接しない厚みとしている。図では、半導体素子３１側をボールボンド、パッド５０側をステッチボンドで示しているが、逆に、パッド５０側がボールボンドでも良い。金属細線５１が金の場合、パッド電極は、例えばＮｉ／Ａｕからなり、アルミニウムからなる場合、例えばＮｉなどが好ましい。また金属細線５１が銅の場合、パッドは、Ｃｕが好ましい。厚みは、５〜２０μｍ程度で一般にはメッキで形成される。尚、このメッキ膜は、金属細線とのコンタクト性に優れたものが選択される。

第２の特徴は、パッド電極５０は、第２絶縁層３８から露出するビア４３の外周より大きなサイズとする事である。図１（Ｂ）では、黒い四角で示した庇を有する構造の部分である。

まずボンディング接続は、基板Ｅの表から裏側に向かった衝撃がパッド電極５０に加わり、パッド５０と金属細線が接続される。次に、パッド電極５０で引きちぎる際には、パッド電極５０から表側に向かった力が加わることで金属細線５１が接続部位から引きちぎられる。

つまりパッド電極５０が設けられない図７では、上や下に大きな力が加わる事で図７の電極Ｅ１は、剥がれ、または第２絶縁層からの乖離が発生しやすい。しかしながら、本発明では、第３電極Ｅ１とパッド電極５０でビア４３を挟持した構造となるため、この問題が発生しにくい。

更に第３の特徴は、ビア４３の形状にある。図１（Ｂ）は、この部分を拡大した図で、キャビティ４２底部（上面）に向かって窄む形状である。断面形状で説明すれば、ビア４３は、キャビティ４２に向かう程、先細りのテーパー面を持つ。よって金属細線の引きちぎりの際、このビア構造は、この力に対して抗力を持つ。

以上の説明から明らかなように、金属細線５１の他端をキャビティ４２の底部に設けることから、金属細線５１の頂部は、従来（図６）から比べても低くする事ができる。さらに、パッド電極５０上に厚みをもって突出し、露出するビア４３の外周より大きなサイズのパッド電極５０であり、パッド電極５０と先細りのテーパー面を持つビア４３であり、パッド電極５０と第３電極Ｅ１により第２絶縁層３８を挟持した形成にする事から、パッド電極５０の剥がれなどの問題をおおきく改善させる事が可能となる。

一方、金属のコア層４０Ａを採用した基板Ｅに於いて、キャビティ４２を形成した場合、基板Ｅを図４（Ｇ）の後に、一方から開口（機械加工やエッチング加工）を施す事から、金属のコア層４０Ａが露出させる加工をとることが多い。この場合、半導体素子３１がセンシング素子等で、上方からの信号（光など）を受けるために、空間を残すので、どうしても外部雰囲気の影響で、コア層４０Ａの酸化や腐食が発生する。しかし本発明は、このキャビティ４２内のコア層４０Ａを封止樹脂（ここでは被覆樹脂とも言える）３６Ａで被覆する為、その問題を解決する事が出来る。

更には、キャビティ４２底部は、湿気等の外部雰囲気が溜まる部分であり、コア層４０Ａと第２絶縁層３８の界面は外部雰囲気が浸入しやすい部分であるため、界面に存在する導体パターンは腐食の恐れがある。しかし本発明では、この被覆樹脂３６Ａでその界面が被覆される為、この腐食の問題も解決される。

尚、図１では、樹脂３６Ａが、部分的に被覆されているが、キャビティ４２の側壁全域にこの樹脂を被覆させても良い。

続いて、コア層が樹脂から成る基板について、図１（Ｃ）、（Ｄ）で簡単に触れる。この場合、コア層４０Ｂを貫通する符号６０がビアに相当し、その両側に第１電極Ｆ１、第２電極Ｂ１がパターニングされて形成される。ここで電極Ｅ１は、図１（Ｄ）の如く、上に開いた形状であるため、抜けやすい構造である。しかしながらキャビティ右側の電極の様に、下方にビアおよび電極Ｅ４を配置する事で、この問題を解決する事が出来る。

尚、この基板でも、電極Ｅ１の上に、メッキを施す事で突出させたり、また庇の如く形成する事で、同様の効果を得る事が出来る。

続いて、図１（Ａ）の金属のコア層４０Ａを採用した部品内蔵基板または半導体モジュールの製造方法について説明する。

先ずは、図２（Ａ）に示す如く、コア層４０Ａとなるコア材６０を用意する。ここでコア材は、Ｃｕ、またはＣｕを主材料とした金属からなる。他にＦｅ、ＡｌまたはＦｅまたはＡｌを主材料とした金属材料でも良い。この金属から成るコア材は、基板Ｅの熱伝導性の他に、基板Ｅの平坦性に大きく寄与する。金属から成るコア層は樹脂のコア層よりも剛性に優れ、物質の安定性があるからである。撮像素子にしても半導体素子にしても、電気的に接続される外部端子の数が増え、薄型で実装面積の広い半導体チップを採用するため、基板Ｅ自体の反りが半導体チップに影響を及ぼすが、基板Ｅ事態に平坦性が有る事から撮像素子の信頼性も向上する。具体的には実装不良の改善に寄与する。

次に、図２（Ｂ）に示す様に、エッチングにより、表から裏まで貫通したキャビティ４２を形成し、少なくともキャビティ４２の裏側開口部６１を覆う仮固定シート６２を貼り合わせる。ここでは、コア材の裏面全域に貼り合わされている。

このキャビティ４２は、半導体素子３１を内蔵するものである。また必要により、チップコンやソレノイド等の内蔵用キャビティを他に形成しても良い。この仮固定シート６２は、図２（Ｃ）からも判るように、キャビティ部品６３を固定する事が目的である。また封止樹脂６５の漏えいを防止するものでもある。

この後、コア材６０の両面に配線層が形成されるが、このキャビティ４２が空洞の状態で貼り合わされると、基板Ｅの表面が反る問題が有る。そのため、図２（Ｃ）では、キャビティ部品６３が用意され、キャビティ４２の中に埋め込まれる。キャビティ部品６３は、コア材からなるダミー部品であり、後に取り除かれる。

尚、キャビティ部品６３は、Ｃｕをコアにして表と裏にＮｉメッキ膜６４が施されたものである。ここで、Ｎｉを用いた理由は、第３電極Ｅ１やビア４３がＣｕであり、この銅のエッチングを防止するためである。銅と異なる材料を採用し、選択性のあるエッチャントを採用する事で、ビア４３のエッチングを防止している。またＮｉは、銅から比べると硬質であり、表裏の両側に設けて、キャビティ部品の剛性を高め、基板自体の平坦性を維持している。

尚、Ｎｉ以外として、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉなど、Ｃｕと異なる金属で形成しても良い。

続いて図３（Ｄ）に示す様に、キャビティ４２の内壁とキャビティ部品６３との間を埋め、コア材６０の表面、特にキャビティの開口部も含めて表面が平坦になるように封止樹脂６５が設けられる。この封止樹脂６５としてＢステージのシートを採用して封止すると、開口部の外、つまりコア材６０の上にもシートが形成され、軟化させてキャビティに圧入させる。そのため、この樹脂がコア材の上にごく薄く残る。しかしコア材の上の封止樹脂が形成されない様な構造でも良い。

続いて、図３（Ｅ）に示す様に、仮固定シート６２を剥がし、樹脂材料から成る第１絶縁層３６、第２絶縁層３８を形成する。これら絶縁層は、プリント基板に採用される一般的な材料で、フォトリソグラフィーでパターニングが可能な材料でも良いし、レーザにより開口できる材料であっても良い。どちらにしても、ウェットエッチングで取り除いたり、レーザで取り除いて、開口部６６〜６８を形成する。ここは、図１で説明したビア４３に相当する部分である。エッチング条件やレーザの照射条件で図１（Ｂ）の様に、コア材に向かって窄む形状とする事も可能である。

続いて、図３（Ｆ）に示す様に、開口部６６〜６８に銅メッキ処理で第１電極Ｆ１、第２電極Ｂ１および第３電極Ｅ１を形成する。一般には、Ｃｕの無電解メッキ処理の後に、Ｃｕの電界メッキ処理が施され、その後に配線パターンが形成される。

更に、２層目として、樹脂材料から成る第１絶縁層３７、第２絶縁層３９を形成し、前述同様にビアホール４４を形成する。そしてこのビアホールにメッキ処理を施して、ビア４４および前記絶縁層の表面にＣｕメッキを施して、第１電極Ｆ２、第２電極Ｂ２および第３電極Ｅ２を形成する。

ここで本発明は、上下層ともに２層の電極パターンで実現しているが、上下層は２層以外の何層でも良く、同じ工程を繰り返す事で実現できる。

続いて、図４（Ｇ）に示す様に、基板Ｅ３０の両面にソルダーレジスト７０を形成し、半田接続用のメッキを配置する開口部７１、７２を形成する。ここは、パッド電極３２、３３の表面にメッキ処理でＮｉ、Ａｕを施す部分であり、半田接合するために形成したものである。そしてこの開口部を塞ぐ保護シート７３が表裏の全面に被着される。この保護シート７３は、次のキャビティ部品の取り除く工程で、エッチング処理または機械加工などが施されるため、パッド電極３２の腐食を防止する為に用いられる。

続いて、図４（Ｈ）〜図５（Ｊ）に示す様に、キャビティ部品６３を取り除く工程が有る。 この工程は、２度に分けられている。理由は、キャビティ部品６３の上層には、樹脂層がメインで配置されているからである。先ずは、第１空間８０をエッチング処理または機械的開口処理（例えば、ドリルまたはレーザ処理）で第１空間８０を形成し、その後は、Ｃｕだけをエッチングで取り除いている。図４（Ｈ）でも判るように、第１空間に露出しているのはＣｕであり、それ以外は、樹脂から成っている。

つまり、残ったキャビティ部品６３の回りを見ると、第１空間８０内は、封止樹脂６５、および層間絶縁層で覆われ、基板Ｅの表裏は、保護レジストで覆われている。よって塩化第二鉄などのエッチャントでエッチングしても、キャビティ部品だけエッチングされ、それ以外はエッチングされない。機械加工でも加工で発生する粉じん等が開口部に入らない。ポイントは、第１空間８０をキャビティ部品６３よりも一回り大きくし、コア層４０Ａが露出しないように封止樹脂６５の所で開口する事である。

すると、エッチャントは、Ｎｉをエッチングしないで、銅をエッチングする選択性を有することから、残ったキャビティ部品６３を取り除くと、第２空間８１の底部には、Ｎｉ膜６４が残る。

続いて図５（Ｋ）に示す様に、ＮｉのエッチャントでＮｉ被膜をエッチングして取り除く。その結果、第３電極Ｅ１は、エッチングされず、第２絶縁層３８に露出する。

続いて、図５（Ｌ）に示す様に、保護レジスト７３を取り除き、開口部７１、７２に、半田対応のメッキ膜を形成し、パッド電極３２、３３、５０を形成する。ここでは、先にＮｉ、続いてＡｕをメッキにより施しているが、他のメッキ膜でも良い。ここは、半田接続のためのメッキ処理で用いられるものであれば良い。

ここで、このメッキ膜は、図１（Ｂ）で説明したような構造で、ワイヤーボンディング時の衝撃に対して強度アップを図っている。

つまり、パッド電極５０は、第２絶縁層３８表面から上に凸の構造とし、ボンディング装置のボンディングヘッドが接続の際に当接しないような厚みとしている。

第２の特徴は、パッド５０は、第２絶縁層３８から露出するビア４３より一回り大きなサイズとする事である。図１（Ｂ）では、太い四角であたかも庇を有する部分である。第
３電極Ｅ１とパッド５０でビア４３を挟んだ構造となるため、密着強度がアップする。

更に第３の特徴は、ビア４３の形状にある。図１（Ｂ）は、この部分を拡大した図で、キャビティ４２底部（上面）に向かって窄む形状であり、断面形状で説明すれば、ビア４３は、キャビティ４２に向かう程、先細りのテーパー面を持つ。よって金属細線の引きちぎりの際、ビア４２は、その力に対して抗力を持つ構造と成る。

以上の説明から明らかなように、金属細線５１の他端をキャビティ４２の底部に打つことから、金属細線５１の頂部は、従来（図６）から比べても低くなり、しかもパッド５０を上に凸、そして庇状に形成する事から、剥がれなどの問題をおおきく改善させる事が可能となる。

図１に示す様に、半導体素子３１裏面をキャビティ４２の底部に固着し、パッド電極５０と半導体素子３１の電極とを金属細線５１で接続する。パッド電極５０は、半導体素子３１とキャビティ４２側壁の間に露出し、この間隔は、ボンディング装置のボンディングツール（キャピラリー）が挿入できる必要がある。

またここでは、半導体素子３１が外部からの光を受ける素子であるため、例えば撮像素子や光受光素子（ＰＮホトダイオード）である為、表面も含め、半導体素子３１周りの空きスペースは、封止材料が塗布されていない。

しかしながら、受光部を持たない通常の半導体素子（ＦＥＴ、ＴＲまたはＩＣ等）がキャビティ４２に配置された場合は、表面も含め、半導体素子３１周りの空きスペースは、そのままでも良いし、封止材料を埋め込んでも良い。

また金属細線の頂部を、基板Ｅ３０の表面よりも下方に位置する事で、この上の素子の実装効率を高められるが、若干飛び出していても良い。

上記に加えて、図８〜１０にてパッド電極５０について説明する。パッド電極５０は金属細線５１をボンディングツールにより電気的に接着させるための面積が必要である。パッド電極５０の面積は金属細線の径やキャピラリーの寸法によって適宜設定される。

図８では、図５（Ｌ）のパッド電極５０について紙面奥行き方向にパッド電極５０を並べたときの上面図を示す。図８においてＰＴはパッド長辺、ＰＬはパッド短辺、ＰＤはパッド間の寸法をそれぞれ示す。本実施例では例えば直径が２０μｍ程度の金属細線５１を用いた場合、ＰＴを３００μｍ程度、ＰＬを９０μｍ程度、ＰＤを６０μｍ程度とする。パッド電極５０の略長方形の形状は例えばトレパニングというレーザ加工を施すことによって実現できる。

図９では図８中の破線Ｘに沿って紙面奥行き方向に断面をとった断面図を示す。図９に示す様にパッド電極５０は第３電極Ｅ１に載置されるように形成される。ここで、パッド電極の高さ距離ＰＨは本実施例の場合、例えば２〜２０μｍ程度にできる。上述しているようにパッド電極５０は金属メッキにより形成され複数の層構造をしているが、図９にはこの層構造は図示していない。

図１０では図９に示したようにパッド電極の断面図について本実施例に対する従来技術を対比させた図を示す。図１０中の（ａ）に本実施例の形態を示す。図１０（ｂ）および（ｃ）には従来技術の形態を示す。図１０（ｂ）に示す従来技術ではパッド電極間の電気的な絶縁を確保するため第３絶縁層がパッド電極５０を包含するように形成されることが必要だった。この場合、パッド電極５０に金属細線５１をボンディングするときにパッド電極５０にボンディングできる面積が制限されてしまう。これを解決するために図１０（ｃ）に示す従来技術では２つのパッド電極５０のＰＤを離間させることでパッド間の電気的絶縁を確保しつつボンディングできる面積を確保することができた。しかしながら、図１０（ｃ）の従来技術の構造ではパッド電極５０を実装できる密度が低下してしまう問題があった。これを解決するため、本実施例では図５（Ｌ）に示したように図１０（ｂ）および（ｃ）中の第３絶縁層を有せず、パッド電極５０のボンディングできる面積を確保しつつパッド電極間のＰＤを近づけてパッド電極５０をキャビティ内に高密度で形成できる。

３０：半導体モジュール（基板Ｅ）
３１：半導体素子
３２、３３：パッド電極
３４：電子部品
３６、３７：第１絶縁層
３８、３９：第２絶縁層
４０Ａ：コア層
４２：キャビティ
４３、４４：ビア
５０：パッド電極

Claims (11)

1. 金属のコア層と、
   前記金属のコア層の一方の面に設けられた第１絶縁層と、
   前記金属のコア層の他方の面に設けられた第２絶縁層と、
   前記一方の面から開口され、底面には前記第２絶縁層が設けられたキャビティと、
   前記第２絶縁層に設けられ、コア層の他方の面に到達する第１のビア孔と、
   前記第２絶縁層に設けられ、前記キャビティに到達する第２のビア孔と、
   前記第１絶縁層に設けられた第３のビア孔と、
   前記第１のビア孔に導電材が設けられ、前記コア層と固着して電気的に接続された第１のビアと、
   前記第２のビア孔に導電材を埋め込んで形成される前記コア層の側の面であって、前記第２絶縁層における前記コア層の側の面と同一面になる面を有する第２のビアと、
   前記第３のビア孔に導電材が設けられた第３のビアと、
   前記第２のビアの上に厚みを有して設けられたパッド電極と、
   前記第１のビアおよび前記第３のビアと一体となってそれぞれ設けられた電極と、
   を有する部品内蔵基板。
2. 前記パッド電極は、前記第２のビアと一体で成り、前記第２のビアよりも大きく形成される請求項１に記載の部品内蔵基板。
3. 前記第２のビアは、前記一方の面側に向かって、先細りのテーパー面を有する請求項２に記載の部品内蔵基板。
4. 前記キャビティ内に設けられ、基板の表面に設けられた電極と前記パッド電極が金属細線により電気的に接続された半導体素子を有する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の部品内蔵基板を用いた半導体モジュール。
5. 前記キャビティ内に於いて、前記コア層の内壁および前記コア層と前記第２絶縁層との界面を覆う樹脂が設けられる請求項２に記載の部品内蔵基板。
6. 前記キャビティ内に於いて、前記コア層の内壁および前記コア層と前記第２絶縁層との界面を覆う樹脂が設けられる請求項４に記載の部品内蔵基板を用いた半導体モジュール。
7. 前記キャビティと前記半導体素子の間は、空間から成る請求項６に記載の半導体モジュール。
8. 前記第２のビアは、前記コア層の側の面に凹みを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の部品内蔵基板。
9. 一方の面から他方の面に渡り貫通して設けられたキャビティを有する金属のコア材を用意し、
   前記キャビティの前記他方の面に固定シートを貼り合わせて、キャビティ部品を配置し、
   前記キャビティを覆う樹脂を設け、
   前記固定シートを取り除いた前記コア材の一方の面に第１絶縁層を介して第１電極を設け、前記コア材の他方の面に第２絶縁層を介して前記キャビティ部品にコンタクトする第２電極を設け、
   前記キャビティに対応する前記一方の面から、前記キャビティ部品を取り除き、前記キャビティの底面に位置する前記第２電極のコンタクト面を露出させ、
   前記第２絶縁層から前記一方の面に向かって突出するパッド電極を前記コンタクト面に設ける事を特徴とした部品内蔵基板の製造方法。
10. 前記キャビティに半導体素子を設け、前記半導体素子の電極と前記パッド電極を金属細線で接続する請求項９に記載の部品内蔵基板の製造方法。
11. 前記キャビティ内に露出する前記キャビティの側壁に、前記樹脂を残す請求項１０に記載の部品内蔵基板の製造方法。