JP2017175000A - 電子部品およびその製造方法、ならびに、インターポーザ - Google Patents
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Abstract
【課題】互いに異なる寸法の複数個の機能素子を効率良く実装基板に3D実装でき、かつ、利便性に優れた電子部品およびその製造方法、ならびに、機能素子実装用のインターポーザを提供する。
【解決手段】電子部品1は、第1機能素子2を含む。第1機能素子2の第1接続用電極部8,9には、ピラー電極10,11が接合されている。第1機能素子2の第1実装面5aとピラー電極10,11とによって区画された空間S内には、第2機能素子4が配置されている。第2機能素子4の第2接続用電極部24,25には、パッド電極26,27が接合されている。ピラー電極10,11、パッド電極26,27および第2機能素子4は、封止樹脂32により封止されている。封止樹脂32は、ピラー電極10,11の下面10b,11bを第1実装用電極面として露出させており、パッド電極26,27の下面26b,27bを第2実装用電極面として露出させている。
【選択図】図6
【解決手段】電子部品1は、第1機能素子2を含む。第1機能素子2の第1接続用電極部8,9には、ピラー電極10,11が接合されている。第1機能素子2の第1実装面5aとピラー電極10,11とによって区画された空間S内には、第2機能素子4が配置されている。第2機能素子4の第2接続用電極部24,25には、パッド電極26,27が接合されている。ピラー電極10,11、パッド電極26,27および第2機能素子4は、封止樹脂32により封止されている。封止樹脂32は、ピラー電極10,11の下面10b,11bを第1実装用電極面として露出させており、パッド電極26,27の下面26b,27bを第2実装用電極面として露出させている。
【選択図】図6
Description
本発明は、電子部品およびその製造方法、ならびに、機能素子実装用のインターポーザに関する。
一般的に、チップ部品と称される小型の機能素子には、一対の接続用電極部が備えられた実装面を有する機能素子本体が含まれる。特許文献1には、このような機能素子の一例として、セラミック誘電体層と内部電極とが交互に積層された積層体が機能素子本体として採用された、積層型のセラミック電子部品が開示されている。
近年、チップ部品と称される機能素子の更なる小型化に伴って、実装基板への複数個の機能素子の高密度実装化や、実装基板の小型化が求められている。しかし、特許文献1に開示されたような機能素子を実装基板に複数個実装する場合、複数個の機能素子を同一平面上に並べて配置して実装(いわゆる2D実装)する必要があり、複数個の機能素子による実装基板の専有面積が増大する。複数個の機能素子を近接配置させて実装することも考えられるが、複数個の機能素子は配線ルールの制限を受けるから、近接配置による複数個の機能素子の高密度実装化や、実装基板の小型化には限界が存在するという課題がある。
そこで、本願発明者らは、機能素子と、当該機能素子の一対の接続用電極部に接続された所定高さのピラー電極とを備えた電子部品を検討している。この電子部品によれば、機能素子本体をピラー電極の高さの分だけ実装基板から浮かせた状態で、機能素子を実装基板に実装できる。これにより、機能素子本体と実装基板との間に、小型の機能素子の実装に利用できる空間を作ることができ、互いに異なる寸法の2つの機能素子が平面視で少なくとも一部が重なった状態で実装された、いわゆる3D実装を実現できる。その結果、配線ルールの制限を緩和できるから、2D実装では達成し得ない複数個の機能素子の高密度実装化や、実装基板の小型化が実現され得る。
しかし、ピラー電極が接続された機能素子と小型の機能素子とを3D実装するには、小型の機能素子を実装基板に実装した後、小型の機能素子を覆うようにピラー電極が接続された機能素子を実装基板に実装するという2つのステップを経る必要がある。近年では、機能素子の更なる小型化が要求されている一方で、機能素子の取り扱いの利便性の更なる向上も要求されており、実装の際の手間を如何にして省くかが一つの課題となっている。
そこで、本発明は、互いに異なる寸法の複数個の機能素子を効率良く実装基板に3D実装でき、かつ、利便性に優れた電子部品およびその製造方法、ならびに、機能素子実装用のインターポーザを提供することを目的とする。
本発明の電子部品は、一対の第1接続用電極部が設けられた第1実装面を含む第1機能素子本体を備える第1機能素子と、一方の前記第1接続用電極部に接合された一方のピラー電極と、他方の前記第1接続用電極部に接合された他方のピラー電極とを含む一対のピラー電極であって、前記第1接続用電極部に接合された上面と、前記上面と反対側に位置する第1実装用電極面としての下面と、前記上面および前記下面を接続する側面とを有する一対のピラー電極と、一対の第2接続用電極部が設けられ、かつ前記第1機能素子の前記第1実装面の面積よりも小さい面積の第2実装面を含む第2機能素子本体を備える第2機能素子であって、前記第1機能素子の前記第1実装面と前記一対のピラー電極とによって区画された空間内に配置された第2機能素子と、一方の前記第2接続用電極部に接合された一方のパッド電極と、他方の前記第2接続用電極部に接合された他方のパッド電極とを含む一対のパッド電極であって、前記第2接続用電極部に接合された上面と、前記上面と反対側に位置する第2実装用電極面としての下面と、前記上面および前記下面を接続する側面とを有する一対のパッド電極と、前記第1機能素子の第1実装面の下方側で、前記一対のピラー電極の下面と前記一対のパッド電極の下面とを露出させるように、前記一対のピラー電極、前記一対のパッド電極および前記第2機能素子を封止する封止樹脂とを含む。
本発明の電子部品の製造方法は、一対の第1接続用電極部が設けられた第1実装面を含む第1機能素子本体を備える第1機能素子と、一対の第2接続用電極部が設けられ、かつ前記第1機能素子の前記第1実装面の面積よりも小さい面積の第2実装面を含む第2機能素子本体を備える第2機能素子とが上下方向に積層配置された構成を有する電子部品の製造方法であって、基板を準備する工程と、前記基板上に導電体材料を堆積することにより導電体膜を形成する工程と、前記導電体膜を選択的に除去することにより、一対のピラー電極を前記基板上に互いに間隔を空けて形成すると同時に、前記一対のピラー電極間の前記基板上に一対のパッド電極を互いに間隔を空けて形成する工程と、前記一対のピラー電極の上面に導電材料を堆積させることにより、前記一対のピラー電極を厚膜化する工程と、一方の前記パッド電極の上面に一方の前記第2接続用電極部を接合し、他方の前記パッド電極の上面に他方の前記第2接続用電極部を接合することによって、前記一対のパッド電極に前記第2機能素子を接合する工程と、前記ピラー電極の上面を露出させるように、前記一対のピラー電極、前記一対のパッド電極および前記第2機能素子を封止樹脂によって封止する封止工程と、前記封止工程後に、前記基板を除去する工程と、前記封止樹脂から露出する一方の前記ピラー電極の上面に一方の前記第1接続用電極部を接合し、前記封止樹脂から露出する他方の前記ピラー電極の上面に他方の前記第1接続用電極部を接合することによって、前記一対のピラー電極に前記第1機能素子を接合する工程とを含む。
本発明のインターポーザは、上面と、上面と反対側に位置する第1実装用電極面としての下面と、前記上面および前記下面を接続する側面とを有し、互いに間隔を空けて配置された一対のピラー電極と、一対の接続用電極部が設けられた実装面を有する機能素子本体を備える機能素子であって、一対のピラー電極によって挟まれた空間内に配置された機能素子と、一方の前記接続用電極部に接合された一方のパッド電極と、他方の前記接続用電極部に接合された他方のパッド電極とを含む一対のパッド電極であって、前記接続用電極部に接合された上面と、前記上面と反対側に位置する第2実装用電極面としての下面と、前記上面および前記下面を接続する側面とを有する一対のパッド電極と、前記一対のピラー電極の上面および下面、ならびに、前記一対のパッド電極の下面を露出させるように、前記一対のピラー電極、前記一対のパッド電極および前記機能素子を封止する封止樹脂とを含む。
本発明の電子部品によれば、互いに異なる寸法の第1機能素子および第2機能素子が上下方向に積層配置された構成とされている。そして、封止樹脂から露出する一対のピラー電極の下面が第1実装用電極面とされており、封止樹脂から露出する一対のパッド電極の下面が第2実装用電極面とされている。したがって、封止樹脂から露出する一対のピラー電極の下面および一対のパッド電極の下面を実装基板に接合するという1度のステップで、第1機能素子および第2機能素子を実装基板上に3D実装できる。しかも、本発明の電子部品は、第1機能素子および第2機能素子が積層配置された状態で一纏まりとなった構成とされているから、第1機能素子および第2機能素子の両方を別々に取り扱う必要がない。これにより、互いに異なる寸法の複数個の機能素子を効率良く実装基板に3D実装でき、かつ、取り扱いの利便性に優れた電子部品を提供できる。
本発明の製造方法によれば、第1機能素子および第2機能素子が積層配置された状態で一纏まりとなった構成の電子部品を製造できる。つまり、第1機能素子および第2機能素子の両方を別々に取り扱う必要がない電子部品を製造できる。また、本発明の製造方法では、封止樹脂による封止工程後に基板が除去されることによって、一対のピラー電極の下面が封止樹脂から露出する第1実装用電極面となり、一対のパッド電極の下面が封止樹脂から露出する第2実装用電極面となる。したがって、封止樹脂から露出する一対のピラー電極の下面および一対のパッド電極の下面を実装基板に接合するという1度のステップで、第1機能素子および第2機能素子を実装基板上に3D実装可能な電子部品を製造できる。その結果、互いに異なる寸法の複数個の機能素子を効率良く実装基板に3D実装でき、かつ、取り扱いの利便性に優れた電子部品の製造方法を提供できる。
本発明のインターポーザによれば、封止樹脂から露出する一対のピラー電極の下面が第1実装用電極面とされ、封止樹脂から露出する一対のパッド電極の下面が第2実装用電極面とされている。したがって、機能素子の外側に複数個の実装用電極面が設けられているから、機能素子単体の接続面積よりも大きい接続面積で実装基板に機能素子を実装できる。これにより、機能素子の取り扱い性を向上しつつ、当該機能素子を実装基板に容易に実装できる。そして、封止樹脂から露出する一対のピラー電極の上面に封止樹脂により封止された機能素子とは別の大型の機能素子を接合できる。大型の機能素子を実装する際には、ピラー電極の上面に対して位置合わせを行えばよく、小型の機能素子に対して位置合わせを行う必要はない。よって、互いに異なる寸法の複数個の機能素子を効率良く実装基板に3D実装できる。
また、実装基板へのインターポーザの実装に先立って、大型の機能素子を当該インターポーザに接合することによって、大型の機能素子とインターポーザとが一纏まりとされた電子部品を形成することもできる。この構成によれば、大型の機能素子およびインターポーザの両方を別々に取り扱う必要がなくなる。また、封止樹脂から露出する一対のピラー電極の下面および一対のパッド電極の下面を実装基板に接合するという1度のステップで、大型の機能素子および小型の機能素子を実装基板上に3D実装できる。よって、互いに異なる寸法の複数個の機能素子を効率良く実装基板に3D実装でき、かつ、取り扱いの利便性に優れたインターポーザを提供できる。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1〜図5は、本発明の第1実施形態に係る電子部品1の外観を示す図である。図1は斜視図であり、図2は平面図であり、図3は正面図であり、図4は側面図であり、図5は底面図である。図6は、図5に示されるVI-VI線に沿う縦断面図である。図7は、図1に示されるVII-VII線に沿う縦断面図である。図8は、図6に示される一点鎖線VIIIで囲まれた部分の拡大断面図である。図9は、図6に示される一点鎖線IXで囲まれた部分の拡大断面図である。
<第1実施形態>
図1〜図5は、本発明の第1実施形態に係る電子部品1の外観を示す図である。図1は斜視図であり、図2は平面図であり、図3は正面図であり、図4は側面図であり、図5は底面図である。図6は、図5に示されるVI-VI線に沿う縦断面図である。図7は、図1に示されるVII-VII線に沿う縦断面図である。図8は、図6に示される一点鎖線VIIIで囲まれた部分の拡大断面図である。図9は、図6に示される一点鎖線IXで囲まれた部分の拡大断面図である。
図1〜図9に示されるように、本実施形態に係る電子部品1は、第1機能素子2と、当該第1機能素子2が接合されたインターポーザ3とを含む。インターポーザ3内には、第1機能素子2よりも小型の第2機能素子4が配置されており、これによって、電子部品1は、互いに異なる寸法の第1機能素子2および第2機能素子4が上下方向に積層配置された構成とされている。本実施形態では係る構成を具備することによって、互いに異なる寸法の第1機能素子2および第2機能素子4を効率良く実装基板に3D実装でき、取り扱いの利便性に優れた電子部品1を提供するものである。以下、電子部品1の構成についてより具体的に説明する。
第1機能素子2は、いわゆる0603(0.6mm×0.3mm)チップ、0402(0.4mm×0.2mm)チップ、03015(0.3mm×0.15mm)チップ等と称される微小なチップ部品であり、略直方体形状の第1機能素子本体5を含む。第1機能素子本体5は、一対の第1主面5a,5bと、一対の第1主面5a,5bを接続する4つの第1側面5cとを含む。
第1機能素子本体5の一対の第1主面5a,5bのうち一方の第1主面5aは、電子部品1が実装基板に実装される際に、実装基板に対向する実装面とされている。以下では、一方の第1主面5aを第1実装面5aともいう。第1機能素子本体5は、セラミック等の絶縁材料により形成されていてもよいし、シリコン等の半導体材料により形成されていてもよい。第1機能素子本体5に形成される機能素子としては、抵抗、コンデンサ、インダクタ、ダイオード等、種々の素子が採用される。
第1機能素子本体5の長手方向両端部には、一対の第1端子電極6,7が形成されている。各第1端子電極6,7は、本実施形態では、それぞれ第1機能素子本体5の一対の第1主面5a,5bおよび3方の第1側面5cを被覆するように形成されている。各第1端子電極6,7における第1機能素子本体5の第1実装面5a側に位置する部分が、外部と接続される一対の第1接続用電極部8,9とされている。
インターポーザ3は、一対の第1接続用電極部8,9に接合される一対のピラー電極10,11を含む。一方のピラー電極10は、一方の第1接続用電極部8に接合されており、他方のピラー電極11は、他方の第1接続用電極部9に接合されている。各ピラー電極10,11は、第1接続用電極部8,9に接合される上面10a,11aと、上面10a,11aと反対側に位置する第1実装用電極面としての下面10b,11bと、上面10a,11aおよび下面10b,11bを接続する側面10c,11cとを有している。
各ピラー電極10,11は、本実施形態では、第1機能素子2の第1接続用電極部8,9に沿って延びる直方体形状とされた柱状またはブロック状の電極である。各ピラー電極10,11の厚さは、たとえば100μm以上300μm以下(本実施形態では200μm程度)である。
図8に示されるように、各ピラー電極10,11は、それらの下面10b,11b側からこの順に積層された第1シード層12、第1電極層13、第2シード層14および第2電極層15を含む積層構造を有している。第1シード層12は、各ピラー電極10,11の下面10b,11bを構成しており、下面10b,11b側からこの順に積層されたCu層16およびTi層17を含む積層構造を有している。第1シード層12は、Cu層16またはTi層17のみからなる単層構造を有していてもよい。第1電極層13は、第1シード層12上に積層されたCuめっき層の単層構造からなる。
図8に示されるように、各ピラー電極10,11は、それらの下面10b,11b側からこの順に積層された第1シード層12、第1電極層13、第2シード層14および第2電極層15を含む積層構造を有している。第1シード層12は、各ピラー電極10,11の下面10b,11bを構成しており、下面10b,11b側からこの順に積層されたCu層16およびTi層17を含む積層構造を有している。第1シード層12は、Cu層16またはTi層17のみからなる単層構造を有していてもよい。第1電極層13は、第1シード層12上に積層されたCuめっき層の単層構造からなる。
第2シード層14は、第1電極層13上からこの順に積層されたTi層18、Cu層19およびTi層20を含む積層構造を有している。第2電極層15は、各ピラー電極10,11の上面10a,11aを構成しており、第2シード層14上に積層されたCuめっき層の単層構造からなる。なお、第2シード層14は、第1電極層13上からこの順に積層されたTi層18およびCu層19を含む2層構造を有していてもよい。この場合、第2電極層15は、第2シード層14のCu層19と一体を成すように、当該第2シード層14上に積層されていてもよい。
第1電極層13の厚さは、たとえば80μm以上240μm以下(本実施形態では180μm程度)である。第2電極層15の厚さは、たとえば10μm以上50μm以下(本実施形態では20μm程度)である。第1シード層12の厚さは、たとえば0.1μm以上5μm以下(本実施形態では1μm程度)である。第2シード層14の厚さは、たとえば0.1μm以上5μm以下(本実施形態では1μm程度)である。
インターポーザ3は、第1機能素子2の第1実装面5aと一対のピラー電極10,11とによって区画される空間S内に配置された第2機能素子4を含む。この空間Sは、一対のピラー電極10,11に挟まれた空間でもある。第2機能素子4は、その寸法が第1機能素子2よりも小さい微小なチップ部品であり、平面視において、その全体が第1機能素子2と重なるように配置されている。
図5〜図7に示されるように、第2機能素子4は、略直方体形状の第2機能素子本体21を含む。第2機能素子本体21は、一対の第2主面21a,21bと、一対の第2主面21a,21bを接続する4つの第2側面21cとを含む。第2機能素子本体21の一対の第2主面21a,21bのうち一方の第2主面21aは、電子部品1が実装基板に実装される際に、実装基板に対向する実装面とされている。以下では、一方の第2主面21aを第2実装面21aともいう。
第2機能素子4の第2実装面21aは、第1機能素子2の第1実装面5aの面積よりも小さい。第2機能素子4は、各ピラー電極10,11の厚さよりも小さい厚さを有しており、第2機能素子4の第2実装面21aと反対側の第2主面21bは、各ピラー電極10,11の上面10a,11aよりも下方側に位置している。第2機能素子本体21は、セラミック等の絶縁材料により形成されていてもよいし、シリコン等の半導体材料により形成されていてもよい。第2機能素子本体21に形成される機能素子としては、抵抗、コンデンサ、インダクタ、ダイオード等、種々の素子が採用される。
第2機能素子本体21の長手方向両端部には、一対の第2端子電極22,23が形成されている。各第2端子電極22,23は、本実施形態では、それぞれ第2機能素子本体21の一対の第2主面21a,21bおよび3方の第2側面21cを被覆するように形成されている。各第2端子電極22,23における第2機能素子本体21の第2実装面21a側に位置する部分が、外部と接続される一対の第2接続用電極部24,25とされている。
インターポーザ3は、各第2接続用電極部24,25に接合された一対のパッド電極26,27を含む。一方のパッド電極26は、一方の第2接続用電極部24に接合されており、他方のパッド電極27は、他方の第2接続用電極部25に接合されている。各パッド電極26,27は、第2接続用電極部24,25に接合される上面26a,27aと、上面26a,27aと反対側に位置する第2実装用電極面としての下面26b,27bと、上面26a,27aおよび下面26b,27bを接続する側面26c,27cとを有している。
図5〜図7に示されるように、一対のパッド電極26,27は、一対のピラー電極10,11の対向方向の交差方向(本実施形態では直交方向)に互いに間隔を空けて配置されている。これにより、第2機能素子4は、平面視において一対の第2接続用電極部24,25の対向方向が、第1機能素子2の一対の第1接続用電極部8,9の対向方向と交差(本実施形態では直交)するように配置されている。各パッド電極26,27の厚さは、各ピラー電極10,11の厚さの十分の一程度、たとえば10μm以上30μm以下(本実施形態では20μm程度)である。
図9に示されるように、各パッド電極26,27は、下面26b,27b側からこの順に積層された第1パッド側シード層28、パッド側電極層29および第2パッド側シード層30を含む積層構造を有している。第1パッド側シード層28は、前述の第1シード層12と同様の構成(同一厚さおよび同一材料)で形成されている。パッド側電極層29は、前述の第1電極層13と同様の構成(同一厚さおよび同一材料)で形成されている。第2パッド側シード層30は、前述の第2シード層14と同様の構成(同一厚さおよび同一材料)で形成されている。
各第2接続用電極部24,25は、第1導電性接合材31を介して各パッド電極26,27に接合されている。第1導電性接合材31は、たとえば鉛フリー型の半田である。鉛フリー型の半田としては、Sn(錫)、Ag(銀)およびCu(銅)を含むSnAgCu系の半田、Sn(錫)、Zn(亜鉛)およびBi(ビスマス)を含むSnZnBi系の半田、Sn(錫)およびCu(銅)を含むSnCu系の半田、Sn(錫)、Cu(銅)およびNi(ニッケル)を含むSnCuNi系の半田、Sn(錫)、Sb(アンチモン)およびNi(ニッケル)を含むSnSbNi系の半田等を例示できる。
図1〜図9に示されるように、インターポーザ3は、さらに、第1機能素子2の第1実装面5aの下方側において、各ピラー電極10,11の下面10b,11bと各パッド電極26,27の下面26b,27bとを露出させるように、各ピラー電極10,11、各パッド電極26,27および第2機能素子4を封止する封止樹脂32を含む。封止樹脂32は、より具体的には、各ピラー電極10,11の上面10a,11aおよび下面10b,11bを露出させるように各ピラー電極10,11の側面10c,11cを被覆していると同時に、第2機能素子4における各パッド電極26,27との接合部を除く外面全域を被覆している。
封止樹脂32は、直方体形状に形成されており、各ピラー電極10,11の上面10a,11aを露出させる上面32aと、各ピラー電極10,11の下面10b,11bおよび各パッド電極26,27の下面26b,27bを露出させる下面32bとを有している。封止樹脂32の上面32aは、各ピラー電極10,11の上面10a,11aと段差なく繋がっている。
一方、封止樹脂32の下面32b側では、各ピラー電極10,11の下面10b,11bおよび各パッド電極26,27の下面26b,27bが当該封止樹脂32の下面32bよりも当該封止樹脂32の上面32a側に向かって一段窪んでいる。これにより、封止樹脂32の下面32bと各ピラー電極10,11の下面10b,11bとの間、および、封止樹脂32の下面32bと各パッド電極26,27の下面26b,27bとの間に窪み33が形成されている。
図8および図9に示されるように、封止樹脂32には、下面32b側からこの順に積層された第1封止樹脂34および第2封止樹脂35が含まれる。第1封止樹脂34は、たとえばポリイミド樹脂またはエポキシ樹脂を含み、封止樹脂32の下面32bを構成している。第1封止樹脂34は、第1シード層12の側面、第1電極層13の側面、第1パッド側シード層28の側面およびパッド側電極層29の側面を被覆している。
この構成において、第1電極層13の上面は、第1封止樹脂の上面と段差なく繋がっており、平坦に形成されている。したがって、第2シード層14および第2電極層15は、第1電極層13の平坦な上面上に形成されている。よって、第1電極層13に対する成膜性が良好な第2シード層14および第2電極層15が形成されている。同様に、パッド側電極層29の上面は、第1封止樹脂の上面と段差なく繋がっており、平坦に形成されている。したがって、第2パッド側シード層30および第1導電性接合材31は、パッド側電極層29の平坦な上面上に形成されている。よって、パッド側電極層29に対する成膜性が良好な第2パッド側シード層30および第1導電性接合材31が形成されている。
第2封止樹脂35は、たとえばポリイミド樹脂またはエポキシ樹脂を含み、封止樹脂32の上面32aを構成している。第2封止樹脂35は、第2シード層14の側面、第2電極層15の側面、第2パッド側シード層30の側面、第1導電性接合材31の外面および第2機能素子4の外面を被覆している。第1封止樹脂34および第2封止樹脂35は、同一の樹脂材料により形成されていてもよいし、異なる樹脂材料により形成されていてもよい。
インターポーザ3は、さらに、各ピラー電極10,11の上面10a,11aを被覆する上面側電極層36を含む。上面側電極層36は、その一部が封止樹脂32の上面32aにオーバラップするように、各ピラー電極10,11の上面10a,11aを被覆している。上面側電極層36は、各ピラー電極10,11の上面10a,11a側から順に積層されたNi層37、Pd層38およびAu層39を含む積層構造を有している。
また、インターポーザ3は、各ピラー電極10,11の下面10b,11bを被覆する第1下面側電極層40と、各パッド電極26,27の下面26b,27bを被覆する第2下面側電極層41とを含む。
第1下面側電極層40は、その一部が封止樹脂32の下面32bにオーバラップするように各ピラー電極10,11の下面10b,11bを被覆している。第1下面側電極層40は、各ピラー電極10,11の下面10b,11b側から順に積層されたNi層42、Pd層43およびAu層44を含む積層構造を有している。同様に、第2下面側電極層41は、その一部が封止樹脂32の下面32bにオーバラップするようにパッド電極26,27の下面26b,27bを被覆している。第2下面側電極層41は、パッド電極26,27の下面26b,27b側から順に積層されたNi層45、Pd層46およびAu層47を含む積層構造を有している。
第1下面側電極層40は、その一部が封止樹脂32の下面32bにオーバラップするように各ピラー電極10,11の下面10b,11bを被覆している。第1下面側電極層40は、各ピラー電極10,11の下面10b,11b側から順に積層されたNi層42、Pd層43およびAu層44を含む積層構造を有している。同様に、第2下面側電極層41は、その一部が封止樹脂32の下面32bにオーバラップするようにパッド電極26,27の下面26b,27bを被覆している。第2下面側電極層41は、パッド電極26,27の下面26b,27b側から順に積層されたNi層45、Pd層46およびAu層47を含む積層構造を有している。
そして、第1機能素子2の各第1接続用電極部8,9は、第2導電性接合材48を介して各ピラー電極10,11に接合されている。第2導電性接合材48は、たとえば前述の第1導電性接合材31と同一材料により形成されている。
次に、図10A〜図10Nを参照して、電子部品1の製造方法について説明する。図10A〜図10Nは、図1に示される電子部品1の製造工程の一工程を示す縦断面図である。なお、この電子部品1の製造工程では、複数個の電子部品1が同時に製造されるが、図10A〜図10Nでは、1つの電子部品1が形成される領域のみを取り出して示している。
次に、図10A〜図10Nを参照して、電子部品1の製造方法について説明する。図10A〜図10Nは、図1に示される電子部品1の製造工程の一工程を示す縦断面図である。なお、この電子部品1の製造工程では、複数個の電子部品1が同時に製造されるが、図10A〜図10Nでは、1つの電子部品1が形成される領域のみを取り出して示している。
図10Aに示されるように、電子部品1を製造するにあたり、まず、基板51が準備される。基板51は、製造途中で除去できる材料であればどのような材料が用いられてもよい。基板51の除去には、基板51の研削、エッチングまたは剥離が含まれる。基板51としては、シリコン基板、または、銅基板やステンレス基板等の金属基板を例示できる。本実施形態では、基板51がシリコン基板であり、後の工程で研削またはエッチングによって除去される例について説明する。
基板51が準備された後、たとえばCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法により、基板51の上面にSiN(窒化シリコン)が堆積されて窒化膜52が形成される。次に、図10Bに示されるように、たとえばスパッタ法により、Ti、Cu、Tiが窒化膜52上に順に堆積されて、Ti層、Cu層16およびTi層17を窒化膜52側からこの順に含む第1シード層53が形成される。
次に、図10Cに示されるように、一対のピラー電極10,11および一対のパッド電極26,27を形成すべき領域に開口54aを選択的に有する所定パターンのレジストマスク54が第1シード層53上に形成される。次に、たとえば電界めっき法によりレジストマスク54の開口54aから露出する第1シード層53上にCuが成長される。これにより、第1電極層13およびパッド側電極層29が形成される。本実施形態では、第1シード層53を構成するTi層17上に、Tiとの親和性が良好なCuをめっき成長させているから、良好な密着性で第1電極層13およびパッド側電極層29を形成できる(図9も併せて参照)。第1電極層13およびパッド側電極層29が形成された後、レジストマスク54は除去される。
次に、図10Dに示されるように、第1電極層13およびパッド側電極層29をマスクとするエッチングにより、第1シード層53の不要な部分が除去されて、当該第1シード層53が、第1シード層12および第1パッド側シード層28となる。これにより、第1シード層12および第1電極層13を含む一対のピラー電極10,11が形成され、第1パッド側シード層28およびパッド側電極層29を含む一対のパッド電極26,27が形成される。次に、各ピラー電極10,11の全域および各パッド電極26,27の全域を被覆するように、第1封止樹脂34が基板51上に供給される。
次に、図10Eに示されるように、たとえば研磨剤(砥粒)を用いたCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)法により、各第1電極層13の上面および各パッド側電極層29の上面が露出するまで、第1封止樹脂34の上面が研削される。この研削工程は、各第1電極層13および各パッド側電極層29の各厚さが所定の厚さとなるまで第1封止樹脂34の上面を研削する薄膜化工程を含む。
次に、たとえば薬液を用いた洗浄により、各第1電極層13の上面および各パッド側電極層29の上面に付着した研磨剤(砥粒)や、各第1電極層13の上面および各パッド側電極層29の上面に形成された酸化銅が除去される。
次に、たとえばスパッタ法により、各第1電極層13の上面および各パッド側電極層29の上面を被覆するように、Ti、Cu、Tiがこの順に堆積されて、Ti層18、Cu層19およびTi層20を含む第2シード層55が形成される。次に、第2シード層55における各第1電極層13上の領域および各パッド側電極層29上の領域を被覆するレジストマスク56が第1封止樹脂34上に形成される。次に、たとえばレジストマスク56を介するエッチングにより、第2シード層55の不要な部分が除去されて、当該第2シード層55が、第2シード層14および第2パッド側シード層30となる。これにより、一対のパッド電極26,27が形成される。
次に、たとえばスパッタ法により、各第1電極層13の上面および各パッド側電極層29の上面を被覆するように、Ti、Cu、Tiがこの順に堆積されて、Ti層18、Cu層19およびTi層20を含む第2シード層55が形成される。次に、第2シード層55における各第1電極層13上の領域および各パッド側電極層29上の領域を被覆するレジストマスク56が第1封止樹脂34上に形成される。次に、たとえばレジストマスク56を介するエッチングにより、第2シード層55の不要な部分が除去されて、当該第2シード層55が、第2シード層14および第2パッド側シード層30となる。これにより、一対のパッド電極26,27が形成される。
次に、図10Fに示されるように、各第2シード層55を被覆すると共に、各第2パッド側シード層30を露出させる開口57aを選択的に有する所定パターンのレジストマスク57が第1封止樹脂34上に形成される。次に、たとえば電界めっき法によりレジストマスク57の開口57aから露出する第2パッド側シード層30上に半田(本実施形態ではSnCuNi系の半田)が成長されて、第1導電性接合材31が形成される。第1導電性接合材31が形成された後、レジストマスク57は除去される。
次に、図10Gに示されるように、各第2パッド側シード層30を被覆すると共に、各第2シード層14を露出させる開口58aを選択的に有する所定パターンのレジストマスク58が第1封止樹脂34上に形成される。次に、たとえば電界めっき法によりレジストマスク58の開口58aから露出する第2シード層14上にCuが成長されて、一対のピラー電極10,11が厚膜化される。
この第2シード層14上に形成されたCu層が各ピラー電極10,11の第2電極層15となる。第2電極層15が形成された後、レジストマスク58は除去される。本実施形態では、第2シード層14を構成するTi層20上に、Tiとの親和性が良好なCuをめっき成長させているから、良好な密着性で第2電極層15を形成できる(図8も併せて参照)。このようにして、第1シード層12、第1電極層13、第2シード層14および第2電極層15を含む積層構造を有する一対のピラー電極10,11が形成される。
次に、図10Hに示されるように、各パッド電極26,27に第2機能素子4が接合される。第2機能素子4は、一方の第2接続用電極部24が第1導電性接合材31を介して一方のパッド電極26の上面26aに接合され、他方の第2接続用電極部25が第1導電性接合材31を介して他方のパッド電極27の上面27aに接合されることによって、各パッド電極26,27に接合される。
なお、第2機能素子4の各第2接続用電極部24,25上に第1導電性接合材31を予め形成しておくことで、各パッド電極26,27上に第1導電性接合材31を形成する工程を除くことができる。この場合、個片化された比較的小型の第2機能素子4の各第2接続用電極部24,25に第1導電性接合材31を配置しなければならないので、製法上、各パッド電極26,27の上面26a,27a上に第1導電性接合材31を形成する方が容易であるといえる。
次に、一対のピラー電極10,11、一対のパッド電極26,27および第2機能素子4を被覆するように第2封止樹脂35が基板51上に供給される。これにより、第1封止樹脂34および第2封止樹脂35を含む封止樹脂32が形成される。次に、たとえばCMP法による研削またはエッチングによって、基板51が除去される。
次に、図10Iに示されるように、たとえばCMP法により、各ピラー電極10,11の上面10a,11aが露出するまで、封止樹脂32の上面32aが研削される。この研削工程は、各ピラー電極10,11が所定の厚さとなるまで封止樹脂32の上面32aを研削する薄膜化工程を含む。これにより、各ピラー電極10,11の上面10a,11aが、封止樹脂32の上面32aと段差なく繋がるように平坦化される。このようにして、第1封止樹脂34および第2封止樹脂35を含む封止樹脂32が形成される。
次に、図10Iに示されるように、たとえばCMP法により、各ピラー電極10,11の上面10a,11aが露出するまで、封止樹脂32の上面32aが研削される。この研削工程は、各ピラー電極10,11が所定の厚さとなるまで封止樹脂32の上面32aを研削する薄膜化工程を含む。これにより、各ピラー電極10,11の上面10a,11aが、封止樹脂32の上面32aと段差なく繋がるように平坦化される。このようにして、第1封止樹脂34および第2封止樹脂35を含む封止樹脂32が形成される。
なお、この研削工程の後に、前述の基板51の除去工程が実行されてもよい。また、研削工程の後に、たとえば薬液を用いた洗浄により、各ピラー電極10,11の上面10a,11aに付着した研磨剤(砥粒)や、各ピラー電極10,11の上面10a,11aに形成された酸化銅が除去されてもよい。
次に、図10Jに示されるように、たとえばエッチングにより、第1封止樹脂34に付着している窒化膜52が除去される。次に、図10Kに示されるように、たとえばエッチングにより、第1シード層12および第1パッド側シード層28の各最下層を構成するTi層が除去される。これにより、封止樹脂32の下面32bと各ピラー電極10,11の下面10b,11bとの間、および、封止樹脂32の下面32bとパッド電極26,27の下面26b,27bとの間に窪み33が形成される。
次に、図10Jに示されるように、たとえばエッチングにより、第1封止樹脂34に付着している窒化膜52が除去される。次に、図10Kに示されるように、たとえばエッチングにより、第1シード層12および第1パッド側シード層28の各最下層を構成するTi層が除去される。これにより、封止樹脂32の下面32bと各ピラー電極10,11の下面10b,11bとの間、および、封止樹脂32の下面32bとパッド電極26,27の下面26b,27bとの間に窪み33が形成される。
次に、図10Lに示されるように、たとえば電界めっき法により、各ピラー電極10,11の上面10a,11aを被覆するように、Ni、PdおよびAuが順に成長される。これにより、各ピラー電極10,11の上面10a,11a側から順に積層されたNi層37、Pd層38およびAu層39を含む積層構造を有する上面側電極層36が形成される(図8も併せて参照)。この工程において、各上面側電極層36は、対応するピラー電極10,11の上面10a,11aを被覆し、かつ、その一部が封止樹脂32の上面32aにオーバラップするように形成される。
次に、たとえば電界めっき法により、各ピラー電極10,11の下面10b,11bおよび各パッド電極26,27の下面26b,27bを被覆するように、Ni、PdおよびAuが順に成長される。これにより、各ピラー電極10,11の下面10b,11b側から順に積層されたNi層42、Pd層43およびAu層44を含む積層構造を有する第1下面側電極層40が形成される(図8も併せて参照)。また、これにより、各パッド電極26,27の下面26b,27b側から順に積層されたNi層45、Pd層46およびAu層47を含む積層構造を有する第2下面側電極層41が形成される(図9も併せて参照)。
この工程において、第1下面側電極層40は、対応するピラー電極10,11の下面10b,11bを被覆し、かつ、その一部が封止樹脂32の下面32bにオーバラップするように形成される。同様に、第2下面側電極層41は、対応するパッド電極26,27の下面26b,27bを被覆し、かつ、その一部が封止樹脂32の下面32bにオーバラップするように形成される。なお、上面側電極層36を形成する工程と、第1下面側電極層40および第2下面側電極層41を形成する工程とは、同時に行われてもよい。
次に、図10Mに示されるように、各上面側電極層36上に、第2導電性接合材48が形成される。第2導電性接合材48は、たとえばスクリーン印刷によって上面側電極層36上に半田が配置された後、リフロー工程が実行されることにより形成される。このようにして、第1機能素子2が接合されるインターポーザ3が形成される。
次に、図10Nに示されるように、一対のピラー電極10,11に第1機能素子2が接合される。第1機能素子2は、一方の第1接続用電極部8が第2導電性接合材48および上面側電極層36を介して一方のピラー電極10の上面10aに接合され、他方の第1接続用電極部9が第2導電性接合材48および上面側電極層36を介して他方のピラー電極11の上面11aに接合されることによって、一対のピラー電極10,11に接合される。その後、封止樹脂32が選択的に切断(ダイシング)されて、第1機能素子2と第2機能素子4とが上下方向に積層配置された構成を有する電子部品1が製造される。
次に、図10Nに示されるように、一対のピラー電極10,11に第1機能素子2が接合される。第1機能素子2は、一方の第1接続用電極部8が第2導電性接合材48および上面側電極層36を介して一方のピラー電極10の上面10aに接合され、他方の第1接続用電極部9が第2導電性接合材48および上面側電極層36を介して他方のピラー電極11の上面11aに接合されることによって、一対のピラー電極10,11に接合される。その後、封止樹脂32が選択的に切断(ダイシング)されて、第1機能素子2と第2機能素子4とが上下方向に積層配置された構成を有する電子部品1が製造される。
なお、第1機能素子2の一対の第1接続用電極部8,9上に第2導電性接合材48を予め形成しておくことで、上面側電極層36上に第2導電性接合材48を形成する工程を除くことができる。この場合、個片化された比較的小型の第1機能素子2の各第1接続用電極部8,9に第2導電性接合材48を配置しなければならないので、製法上、各ピラー電極10,11上に第2導電性接合材48を配置する方が容易であるといえる。
以上、本実施形態に係る電子部品1によれば、互いに異なる寸法の第1機能素子2および第2機能素子4が上下方向に積層配置された構成とされている。そして、封止樹脂32から露出する各ピラー電極10,11の下面10b,11bが第1実装用電極面とされており、封止樹脂32から露出する各パッド電極26,27の下面26b,27bが第2実装用電極面とされている。
したがって、封止樹脂32から露出する各ピラー電極10,11の下面10b,11bおよび各パッド電極26,27の下面26b,27bを実装基板に接合するという1度のステップで、第1機能素子2および第2機能素子4を実装基板上に3D実装できる。しかも、本実施形態に係る電子部品1は、第1機能素子2および第2機能素子4が積層配置された状態で一纏まりとなった構成とされているから、第1機能素子2および第2機能素子4の両方を別々に取り扱う必要がない。これにより、互いに異なる寸法の機能素子を効率良く実装基板に3D実装でき、かつ、取り扱いの利便性に優れた電子部品1を提供できる。
また、本実施形態の構成によれば、第1機能素子2が接合されるインターポーザ3そのものも提供できる。本実施形態に係るインターポーザ3によれば、封止樹脂32から露出する各ピラー電極10,11の下面10b,11bが第1実装用電極面とされ、封止樹脂32から露出する各パッド電極26,27の下面26b,27bが第2実装用電極面とされている。
したがって、第2機能素子4の外側に複数個の実装用電極面が設けられているから、第2機能素子4単体の接続面積よりも大きい接続面積で、第2機能素子4を実装基板に実装できる。これにより、比較的小型の第2機能素子4の取り扱い性を向上しつつ、当該小型の第2機能素子4を実装基板に容易に実装できる。そして、封止樹脂32から露出する各ピラー電極10,11の上面10a,11aに第2機能素子4とは別の大型の第1機能素子2を接合できる。大型の第1機能素子2を実装する際には、各ピラー電極10,11の上面10a,11aに対して位置合わせを行えばよく、小型の第2機能素子4に対して位置合わせを行う必要はない。よって、互いに異なる寸法の第1機能素子2および第2機能素子4を効率良く実装基板に3D実装できる。
また、実装基板へのインターポーザ3の実装に先立って、大型の第1機能素子2を当該インターポーザ3に接合することによって、大型の第1機能素子2とインターポーザ3とが一纏まりとされた電子部品1を形成することもできる。この構成によれば、大型の第1機能素子2およびインターポーザ3の両方を別々に取り扱う必要がなくなる。また、封止樹脂32から露出する各ピラー電極10,11の下面10b,11bおよび各パッド電極26,27の下面26b,27bを実装基板に接合するという1度のステップで、大型の第1機能素子2および小型の第2機能素子4を実装基板上に3D実装できる。このように、互いに異なる寸法の第1機能素子2および第2機能素子4を効率良く実装基板に3D実装でき、かつ、取り扱いの利便性に優れたインターポーザ3を提供できる。
<第2実施形態>
図11は、本発明の第2実施形態に係る電子部品61を示す縦断面図である。図12は、図11に示される一点鎖線XIIで囲まれた部分の拡大断面図である。図13は、図11に示される一点鎖線XIIIで囲まれた部分の拡大断面図である。なお、図11は、前述の図6に対応する部分の縦断面図である。
図11は、本発明の第2実施形態に係る電子部品61を示す縦断面図である。図12は、図11に示される一点鎖線XIIで囲まれた部分の拡大断面図である。図13は、図11に示される一点鎖線XIIIで囲まれた部分の拡大断面図である。なお、図11は、前述の図6に対応する部分の縦断面図である。
第2実施形態に係る電子部品61は、前述の図10Eの工程で第2シード層14を形成せずに、図10Fの工程で第1シード層12の上面に第2電極層15を直接形成する工程を実行し、図10Gの工程でパッド側電極層29の上面に第1導電性接合材31を直接形成する工程を実行し、図10Kの工程で第1シード層53の全部を除去する工程を実行することにより製造されたものである。図11〜図13において、前述の第1実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図11〜図13に示されるように、本実施形態に係る各ピラー電極10,11は、前述の第1シード層12および第2シード層14を有しておらず、下面10b,11bおよび上面10a,11aを構成する単一の導電材料からなる単一導電材料層62を含む。単一導電材料層62は、前述の第1電極層13上に前述の第2電極層15が直接めっき成長されることによって第1電極層13と第2電極層15とが一体的に形成されたものである。単一導電材料層62は、その内部に第1電極層13と第2電極層15との境界部63を有していてもよい。
本実施形態に係る各パッド電極26,27は、前述の第1パッド側シード層28および第2パッド側シード層30を有しておらず、パッド側電極層29のみによって形成されている。前述の第1導電性接合材31は、パッド側電極層29と接するように一対のパッド電極26,27上に直接形成されている。
本実施形態に係る封止樹脂32は、前述の第1封止樹脂34および第2封止樹脂35を含む。第1封止樹脂34は、単一導電材料層62の側面の一部およびパッド側電極層29の側面を被覆している。一方、第2封止樹脂35は、第1封止樹脂34から露出する単一導電材料層62の側面の全域、第1導電性接合材31の外面および第2機能素子4の外面を被覆している。この構成において、第1封止樹脂34および第2封止樹脂35の境界部は、第1電極層13と第2電極層15との境界部63と同一平面上に位置している。
本実施形態に係る封止樹脂32は、前述の第1封止樹脂34および第2封止樹脂35を含む。第1封止樹脂34は、単一導電材料層62の側面の一部およびパッド側電極層29の側面を被覆している。一方、第2封止樹脂35は、第1封止樹脂34から露出する単一導電材料層62の側面の全域、第1導電性接合材31の外面および第2機能素子4の外面を被覆している。この構成において、第1封止樹脂34および第2封止樹脂35の境界部は、第1電極層13と第2電極層15との境界部63と同一平面上に位置している。
本実施形態の電子部品61によっても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態に係る電子部品61によれば、各ピラー電極10,11がCu(銅)からなる単一導電材料層62を含んでいるので、各ピラー電極10,11の抵抗値を効果的に低減できる。同様に、各パッド電極26,27がCu(銅)からなるパッド側電極層29のみによって形成されているので、各パッド電極26,27の抵抗値を効果的に低減できる。
また、本実施形態の製造方法では、第1電極層13上に第2電極層15が直接形成され、パッド側電極層29上に第1導電性接合材31が直接形成される。したがって、前述の図10Eにおいて説明した第2シード層55(第2シード層14および第2パッド側シード層30)を形成する工程を除くことができる。また、本実施形態の製造方法では、第1シード層53の全部が除去されるので、前述の図10Cにおいて第1シード層53をパターニングする工程を実行しなくて済む。よって、本実施形態の製造方法によれば、製造工数の削減によるコストの削減を図ることができる。
<第3実施形態>
図14は、本発明の第3実施形態に係る電子部品71を示す縦断面図である。図15は、図14に示される一点鎖線XVで囲まれた部分の拡大断面図である。図16は、図14に示される一点鎖線XVIで囲まれた部分の拡大断面図である。なお、図14は、前述の図6に対応する部分の縦断面図である。図14〜図16において、前述の第1実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図14は、本発明の第3実施形態に係る電子部品71を示す縦断面図である。図15は、図14に示される一点鎖線XVで囲まれた部分の拡大断面図である。図16は、図14に示される一点鎖線XVIで囲まれた部分の拡大断面図である。なお、図14は、前述の図6に対応する部分の縦断面図である。図14〜図16において、前述の第1実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図14〜図16に示されるように、本実施形態に係る各ピラー電極10,11は、それぞれ、その側面10c,11cに外側に向かって張り出した張り出し部72,73を有している。この張り出し部72,73は、各ピラー電極10,11の下面10b,11b側において各ピラー電極10,11の側面10c、11cに沿って形成されている。
各ピラー電極10,11は、前述の第1シード層12および第2シード層14を有しておらず、上面10a,11aおよび下面10b,11bを構成する単一の導電材料からなる単一導電材料層74を含む。
各ピラー電極10,11は、前述の第1シード層12および第2シード層14を有しておらず、上面10a,11aおよび下面10b,11bを構成する単一の導電材料からなる単一導電材料層74を含む。
単一導電材料層74は、前述の第1電極層13上に前述の第2電極層15が直接めっき成長されることによって第1電極層13と第2電極層15とが一体的に形成されたものである。単一導電材料層74は、その内部に第1電極層13と第2電極層15との境界部75を有していてもよい。各ピラー電極10,11の張り出し部72,73は、第1電極層13の一部が外側に向かって張り出すことによって形成されている。
本実施形態に係る各パッド電極26,27は、それぞれ、その側面26c,27cに外側に向かって張り出した張り出し部76を有している。各パッド電極26,27は、前述の第1パッド側シード層28および第2パッド側シード層30を有しておらず、パッド側電極層29のみによって形成されている。各パッド電極26,27の張り出し部76は、パッド側電極層29の一部が外側に向かって張り出すことによって形成されている。前述の第1導電性接合材31は、パッド側電極層29と接するように一対のパッド電極26,27上に直接形成されている。
封止樹脂32は、前述の第1封止樹脂34および第2封止樹脂35を含む。第1封止樹脂34は、本実施形態では、感光性樹脂(たとえば感光性のポリイミド樹脂)からなる。第1封止樹脂34は、単一導電材料層62の側面の一部およびパッド側電極層29の側面を被覆している。一方、第2封止樹脂35は、第1封止樹脂34から露出する単一導電材料層62の側面の全域、第1導電性接合材31の外面および第2機能素子4の外面を被覆している。
この構成において、各ピラー電極10,11の張り出し部72,73は、第1電極層13の一部が第1封止樹脂34と第2封止樹脂35とによって挟まれるように外側に張り出している。より具体的には、各ピラー電極10,11の張り出し部72,73は、第1封止樹脂34の上面にオーバラップしており、当該第1封止樹脂34の上面上で第2封止樹脂35によって被覆されている。
同様に、各パッド電極26,27の張り出し部76は、パッド側電極層29の一部が第1封止樹脂34と第2封止樹脂35とによって挟まれるように外側に張り出している。より具体的には、各パッド電極26,27の張り出し部76は、第1封止樹脂34の上面にオーバラップしており、当該第1封止樹脂34の上面上で第2封止樹脂35によって被覆されている。
なお、本実施形態では、封止樹脂32の下面32bから各ピラー電極10,11(単一導電材料層74)の下面10b,11bが露出している。封止樹脂32の下面32bと各ピラー電極10,11(単一導電材料層74)の下面10b,11bとは段差なく繋がっていてもよい。また、封止樹脂32の下面32bから各パッド電極26,27(パッド側電極層29)の下面26b,27bが露出している。封止樹脂32の下面32bと各パッド電極26,27(パッド側電極層29)の下面26b,27bとは段差なく繋がっていてもよい。
電子部品71は、前述の図10A〜図10Nに示された工程と同様の工程を経て製造される。以下では、図17A〜図17Eを参照して、電子部品71の製造方法において前述の電子部品1の製造方法と異なる工程について説明する。図17A〜図17Eは、図14に示される電子部品71の製造工程の一工程を示す縦断面図である。
図17Aに示されるように、電子部品71を製造するにあたり、まず、図10Bの工程を経て、窒化膜52および第1シード層53がその上面が形成された基板51が準備される。次に、図17Bに示されるように、第1シード層53上に、第1封止樹脂34となる感光性ポリイミドが塗布されて、選択的に露光・現像される。これにより、各ピラー電極10,11および各パッド電極26,27を形成すべき領域に開口34aを選択的に有する所定パターンの第1封止樹脂34が第1シード層53上に形成される。
図17Aに示されるように、電子部品71を製造するにあたり、まず、図10Bの工程を経て、窒化膜52および第1シード層53がその上面が形成された基板51が準備される。次に、図17Bに示されるように、第1シード層53上に、第1封止樹脂34となる感光性ポリイミドが塗布されて、選択的に露光・現像される。これにより、各ピラー電極10,11および各パッド電極26,27を形成すべき領域に開口34aを選択的に有する所定パターンの第1封止樹脂34が第1シード層53上に形成される。
次に、たとえば電界めっき法により第1封止樹脂34の開口34aから露出する第1シード層53上にCuがめっき成長されて第1電極層13およびパッド側電極層29が形成される。この工程において、第1電極層13は、その一部が第1封止樹脂34の上面にオーバラップするように形成される。これにより、各ピラー電極10,11の張り出し部72,73が形成される。また、パッド側電極層29は、その一部が第1封止樹脂34の上面にオーバラップするように形成される。これにより、各パッド電極26,27の張り出し部76が形成される。
次に、図17Cに示されるように、各第1電極層13を被覆すると共に、張り出し部76を除くパッド側電極層29の上面を露出させる開口80aを選択的に有する所定パターンのレジストマスク80が第1封止樹脂34上に形成される。次に、たとえば電界めっき法によりレジストマスク80の開口80aから露出するパッド側電極層29上に半田(本実施形態ではSnSbNi系の半田)が成長されて、第1導電性接合材31が形成される。第1導電性接合材31が形成された後、レジストマスク80は除去される。
次に、図17Dに示されるように、各パッド電極26,27を被覆すると共に、張り出し部72,73を除く一対の第1電極層13の上面を露出させる開口81aを選択的に有する所定パターンのレジストマスク81が第1封止樹脂34上に形成される。
次に、たとえば電界めっき法によりレジストマスク81の開口81aから露出する各第1電極層13の上面上にCuが成長されて、各ピラー電極10,11が厚膜化される。この第1電極層13上に形成されたCu層が各ピラー電極10,11の第2電極層15となる。この工程において、第2電極層15は、第1電極層13と同一材料(銅)により形成されるため、第2電極層15と第1電極層13とが一体的に形成される。第2電極層15が形成された後、レジストマスク81は除去される。
次に、たとえば電界めっき法によりレジストマスク81の開口81aから露出する各第1電極層13の上面上にCuが成長されて、各ピラー電極10,11が厚膜化される。この第1電極層13上に形成されたCu層が各ピラー電極10,11の第2電極層15となる。この工程において、第2電極層15は、第1電極層13と同一材料(銅)により形成されるため、第2電極層15と第1電極層13とが一体的に形成される。第2電極層15が形成された後、レジストマスク81は除去される。
そして、図10H〜図10Jの工程が順に実行された後、図10Kの工程に代えて図17Eの工程が実行される。図17Eの工程では、たとえばエッチングにより、第1シード層53の全部が除去される。これにより、単一の導電材料からなる単一導電材料層74を含み、その側面10c,11cに張り出し部72,73を有する一対のピラー電極10,11が形成される。その後、図10H〜図10Nと同様の工程が順に実行されて電子部品71が製造される。
以上、本実施形態の電子部品71によっても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態に係る電子部品71によれば、各ピラー電極10,11がCu(銅)からなる単一導電材料層74を含んでいるので、各ピラー電極10,11の抵抗値を効果的に低減できる。同様に、各パッド電極26,27がCu(銅)からなるパッド側電極層29のみによって形成されているので、各パッド電極26,27の抵抗値を効果的に低減できる。
また、本実施形態の製造方法では、第1シード層53の全部が除去されるので、前述の図10Cにおいて第1シード層53をパターニングする工程を実行しなくて済む。また、本実施形態の製造方法では、第1電極層13およびパッド側電極層29の形成工程の際に用いた感光性ポリイミドをそのまま第1封止樹脂34として利用している。したがって、第1電極層13およびパッド側電極層29を形成するにあたって、前述の図10Eにおいて説明した第1封止樹脂34の研削工程(第1電極層13およびパッド側電極層29の薄膜化工程)を除くことができる。
これに加えて、本実施形態の製造方法では、第1電極層13上に第2電極層15が直接形成され、パッド側電極層29上に第1導電性接合材31が直接形成される。したがって、前述の図10Eにおいて説明した第2シード層55(第2シード層14および第2パッド側シード層30)を形成する工程を除くことができる。よって、本実施形態の製造方法によれば、製造工数の削減によるコストの削減を効果的に図ることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の第1実施形態では、第1機能素子2の第1実装面5aと一対のピラー電極10,11とによって区画される空間S内に1個の第2機能素子4が配置された例について説明したが、図18に示される構成が採用されてもよい。図18は、第1実施形態の電子部品1の第1変形例を示す縦断面図である。図18において、前述の第1実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
たとえば、前述の第1実施形態では、第1機能素子2の第1実装面5aと一対のピラー電極10,11とによって区画される空間S内に1個の第2機能素子4が配置された例について説明したが、図18に示される構成が採用されてもよい。図18は、第1実施形態の電子部品1の第1変形例を示す縦断面図である。図18において、前述の第1実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図18に示されるように、本変形例では、第1機能素子2の第1実装面5aと一対のピラー電極10,11とによって区画される空間S内に、2個の第2機能素子4が配置されている。つまり、インターポーザ3が、一対のピラー電極10,11に挟まれた空間S内に複数個の第2機能素子4を含む構成とされている。各第2機能素子4は、それぞれ、第1導電性接合材31を介して一対のパッド電極26,27に接合されている。
このように、第1機能素子2の第1実装面5aと一対のピラー電極10,11とによって区画される空間S内に、複数個(2個以上)の第2機能素子4が配置された構成を採用することによって、一度の実装工程で複数個の第2機能素子4と第1機能素子2とを3D実装できる。また、複数個の第2機能素子4と第1機能素子2とを別々に取り扱う必要がないから、取り扱いの利便性をより一層向上させることができる。むろん、第2実施形態および第3実施形態においても、第1機能素子2の第1実装面5aと一対のピラー電極10,11とによって区画される空間S内に複数個の第2機能素子4が配置されていてもよい。
また、前述の第1実施形態では、1個の第1機能素子2がインターポーザ3に接合された例について説明したが、図19に示される構成が採用されてもよい。図19は、第1実施形態の電子部品1の第2変形例を示す縦断面図である。図19において、前述の第1実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図19に示されるように、本変形例では、インターポーザ3に、2個の第1機能素子2が接合されている。つまり、インターポーザ3に複数個の第1機能素子2が接合された構成とされている。インターポーザ3は、各第1機能素子2用の一対のピラー電極10,11を含み、各第1機能素子2は、それぞれ、第2導電性接合材48を介して対応する一対のピラー電極10,11に接合されている。各第1機能素子2の第1実装面5aと、一対のピラー電極10,11にとによって区画される空間Sには、図1に示されるように、1個の第2機能素子4が配置されていてもよいし、図18に示されるように、複数個の第2機能素子4が配置されていてもよい。
このように、インターポーザ3に、複数個の第1機能素子2が接合された構成を採用することによって、一度の実装工程で複数個の第1機能素子2と複数個の第2機能素子4とを3D実装できる。また、複数個の第1機能素子2と複数個の第2機能素子4とを別々に取り扱う必要がないから、取り扱いの利便性をより一層向上させることができる。むろん、第2実施形態および第3実施形態においても、複数個の第1機能素子2がインターポーザ3に接合されていてもよい。
また、前述の各実施形態では、第1導電性接合材31および第2導電性接合材48が、鉛フリー型の半田である例について説明した。しかし、第1導電性接合材31および第2導電性接合材48は、鉛を含有する半田であってもよい。また、第1導電性接合材31および第2導電性接合材48は、半田に代えて、Au(金),Ag(銀)またはCu(銅)を含む導電性ペーストであってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1,61,71…電子部品、2…第1機能素子、3…インターポーザ、4…第2機能素子、5…第1機能素子本体、5a…第1機能素子の第1実装面、8,9…一対の第1接続用電極部、10,11…一対のピラー電極、10a,11a…ピラー電極の上面、10b,11b…ピラー電極の下面、10c,11c…ピラー電極の側面、12…第1シード層、13…第1電極層、14…第2シード層、15…第2電極層、21…第2機能素子本体、21a…第2機能素子の第2実装面、24、25…第2接続用電極部、26,27…一対のパッド電極、26a,27a…パッド電極の上面、26b,27b…パッド電極の下面、26c,27c…パッド電極の側面、32…封止樹脂、32a…封止樹脂の上面、32b…封止樹脂の下面、34…第1封止樹脂、35…第2封止樹脂、36…上面側電極層、40…第1下面側電極層、41…第2下面側電極層、51…基板、62,74…単一導電材料層、72,73…ピラー電極の張り出し部、S…空間
Claims (15)
- 一対の第1接続用電極部が設けられた第1実装面を含む第1機能素子本体を備える第1機能素子と、
一方の前記第1接続用電極部に接合された一方のピラー電極と、他方の前記第1接続用電極部に接合された他方のピラー電極とを含む一対のピラー電極であって、前記第1接続用電極部に接合された上面と、前記上面と反対側に位置する第1実装用電極面としての下面と、前記上面および前記下面を接続する側面とを有する一対のピラー電極と、
一対の第2接続用電極部が設けられ、かつ前記第1機能素子の前記第1実装面の面積よりも小さい面積の第2実装面を含む第2機能素子本体を備える第2機能素子であって、前記第1機能素子の前記第1実装面と前記一対のピラー電極とによって区画された空間内に配置された第2機能素子と、
一方の前記第2接続用電極部に接合された一方のパッド電極と、他方の前記第2接続用電極部に接合された他方のパッド電極とを含む一対のパッド電極であって、前記第2接続用電極部に接合された上面と、前記上面と反対側に位置する第2実装用電極面としての下面と、前記上面および前記下面を接続する側面とを有する一対のパッド電極と、
前記第1機能素子の前記第1実装面の下方側で、前記一対のピラー電極の下面と前記一対のパッド電極の下面とを露出させるように、前記一対のピラー電極、前記一対のパッド電極および前記第2機能素子を封止する封止樹脂とを含む、電子部品。 - 前記第2機能素子は、平面視において、その全体が前記第1機能素子と重なるように配置されている、請求項1に記載の電子部品。
- 前記第2機能素子は、その全体が前記封止樹脂により封止されている、請求項1または2に記載の電子部品。
- 前記一対のパッド電極は、前記一対のピラー電極の対向方向の交差方向に互いに間隔を空けて配置されており、
前記第2機能素子は、平面視において前記一対の第2接続用電極部の対向方向が、前記第1機能素子の前記一対の第1接続用電極部の対向方向と交差するように配置されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子部品。 - 前記一対のピラー電極は、下面側からこの順に積層された第1シード層、第1電極層、第2シード層および第2電極層を含む積層構造を有している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子部品。
- 前記封止樹脂は、前記第1シード層および前記第1電極層の各側面を被覆する第1封止樹脂と、前記第2シード層および前記第2電極層の各側面を被覆する第2封止樹脂とを含む、請求項5に記載の電子部品。
- 前記一対のピラー電極は、単一の導電材料からなる単一導電材料層を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子部品。
- 前記封止樹脂は、前記単一導電材料層の下面側を被覆する第1封止樹脂と、前記単一導電材料層の上面側を被覆する第2封止樹脂とを含む、請求項7に記載の電子部品。
- 前記一対のピラー電極は、その側面に外側に向かって張り出した張り出し部を有している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子部品。
- 前記一対のピラー電極は、下面側からこの順に積層された第1電極層および第2電極層を含む積層構造を有しており、
前記封止樹脂は、前記第1電極層の側面を被覆する第1封止樹脂と、前記第2電極層の側面を被覆する第2封止樹脂とを含み、
前記一対のピラー電極の前記張り出し部は、前記第1封止樹脂と前記第2封止樹脂との間に形成されている、請求項9に記載の電子部品。 - その一部が前記封止樹脂の上面にオーバラップするように前記一対のピラー電極の上面を被覆する上面側電極層をさらに含み、
前記第1機能素子は、前記上面側電極層を介して前記一対のピラー電極に接合されている、請求項1〜10のいずれか一項に記載の電子部品。 - その一部が前記封止樹脂の下面にオーバラップするように前記一対のピラー電極の下面を被覆する第1下面側電極層と、
その一部が前記封止樹脂の下面にオーバラップするように前記一対のパッド電極の下面を被覆する第2下面側電極層とをさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の電子部品。 - 互いに間隔を空けて配置され、上面と、上面と反対側に位置する第1実装用電極面としての下面と、前記上面および前記下面を接続する側面とを有する一対のピラー電極と、
一対の接続用電極部が設けられた実装面を有する機能素子本体を備える機能素子であって、一対のピラー電極によって挟まれた空間内に配置された機能素子と、
一方の前記接続用電極部に接合された一方のパッド電極と、他方の前記接続用電極部に接合された他方のパッド電極とを含む一対のパッド電極であって、前記接続用電極部に接合された上面と、前記上面と反対側に位置する第2実装用電極面としての下面と、前記上面および前記下面を接続する側面とを有する一対のパッド電極と、
前記一対のピラー電極の上面および下面、ならびに、前記一対のパッド電極の下面を露出させるように、前記一対のピラー電極、前記一対のパッド電極および前記機能素子を封止する封止樹脂とを含む、インターポーザ。 - 一対の第1接続用電極部が設けられた第1実装面を含む第1機能素子本体を備える第1機能素子と、一対の第2接続用電極部が設けられ、かつ前記第1機能素子の前記第1実装面の面積よりも小さい面積の第2実装面を含む第2機能素子本体を備える第2機能素子とが上下方向に積層配置された構成を有する電子部品の製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板上に導電体材料を堆積することにより導電体膜を形成する工程と、
前記導電体膜を選択的に除去することにより、一対のピラー電極を前記基板上に互いに間隔を空けて形成すると同時に、前記一対のピラー電極間の前記基板上に一対のパッド電極を互いに間隔を空けて形成する工程と、
前記一対のピラー電極の上面に導電材料を堆積させることにより、前記一対のピラー電極を厚膜化する工程と、
一方の前記パッド電極の上面に一方の前記第2接続用電極部を接合し、他方の前記パッド電極の上面に他方の前記第2接続用電極部を接合することによって、前記一対のパッド電極に前記第2機能素子を接合する工程と、
前記ピラー電極の上面を露出させるように、前記一対のピラー電極、前記一対のパッド電極および前記第2機能素子を封止樹脂によって封止する封止工程と、
前記封止工程後に、前記基板を除去する工程と、
前記封止樹脂から露出する一方の前記ピラー電極の上面に一方の前記第1接続用電極部を接合し、前記封止樹脂から露出する他方の前記ピラー電極の上面に他方の前記第1接続用電極部を接合することによって、前記一対のピラー電極に前記第1機能素子を接合する工程とを含む、電子部品の製造方法。 - 前記封止工程は、前記一対のピラー電極、前記一対のパッド電極および前記第2機能素子を被覆するように前記基板上に封止樹脂を供給する工程と、
前記一対のピラー電極の上面が露出するまで、前記一対のピラー電極の上面側に位置する前記封止樹脂の表面を研削する工程とを含み、
前記第1機能素子を接合する工程において、前記第1機能素子は、前記封止樹脂の表面と面一とされた前記一対のピラー電極の上面に接合される、請求項14に記載の電子部品の製造方法。
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US10470310B2 (en) | 2019-11-05 |
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