JP2017216262A - Semiconductor element built-in substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子を内蔵する半導体素子内蔵基板に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor element built-in substrate that incorporates a semiconductor element.
図2に、従来の半導体素子内蔵基板Bの概略断面図を示す。
従来の半導体素子内蔵基板Bは、例えば樹脂封止体30と、半導体素子用位置決め導体31と、半導体素子32と、外部接続パッド33と、第1および第2のビアホール34、35と、配線導体36と、を有している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a conventional substrate B with a built-in semiconductor element.
A conventional semiconductor element-embedded substrate B includes, for example, a
樹脂封止体30は、下面中央部に半導体素子埋設領域Yを有している。
半導体素子用位置決め導体31は、半導体素子埋設領域Yの外側の領域に例えば枠状に形成されている。
半導体素子32は、信号用電極32Sおよび接地用電極32Gおよび電源用電極32Pがそれぞれ複数形成された電極形成面32a、ならびに電極が形成されていない電極非形成面32bを有している。半導体素子32は、半導体素子埋設領域Yに電極非形成面32bが露出する状態に埋設されている。
外部接続パッド33は、樹脂封止体30下面における半導体素子埋設領域Yの外側の領域に複数形成されている。外部接続パッド33には、この半導体素子内蔵基板Bが搭載される外部基板(不図示)の電極が半田を介して接続される。
第1のビアホール34は、樹脂封止体30に、接地用電極32Gおよび電源用電極32Pおよび信号用電極32Sをそれぞれ底面として形成されている。
第2のビアホール35は、樹脂封止体30に、外部接続パッド33の一部を底面として形成されている。
樹脂封止体30の表面および内部には、配線導体36が形成されている。樹脂封止体30の表面、ならびに第1および第2のビアホール34、45内に形成された配線導体36は、接地用電極32Gおよび電源用電極32Pおよび信号用電極32Sと外部接続パッド33とを電気的に接続している。
The resin sealing
The semiconductor
The
A plurality of
The
The
A
ところで近年、携帯型のゲーム機や音楽プレーヤー等に代表される電子機器の小型化が進むにつれて、これらの電子機器に搭載される半導体素子内蔵基板も小型化の要求が高くなっている。
しかしながら、従来の半導体素子内蔵基板Bにおいては、半導体素子埋設領域Yの外側の領域に半導体素子用位置決め導体31を形成するための領域が必要である。
このため、外部接続パッド33を、半導体素子用位置決め導体31の外側に形成しなければならず、半導体素子内蔵基板を小型化することが困難であるという問題がある。
Incidentally, in recent years, as electronic devices typified by portable game machines and music players have been reduced in size, there has been an increasing demand for miniaturization of substrates with built-in semiconductor elements mounted on these electronic devices.
However, in the conventional semiconductor element-embedded substrate B, a region for forming the semiconductor
For this reason, the
本発明は、外部接続パッドの一部を半導体素子埋設領域に近接する位置に形成することで、小型化が可能な半導体素子内蔵基板を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a semiconductor element-embedded substrate that can be miniaturized by forming a part of the external connection pad at a position close to the semiconductor element buried region.
本発明における半導体素子内蔵基板は、互いに対向する平坦な第1の主面および第2の主面を有するとともに、第1の主面側に半導体素子埋設領域を有する樹脂封止体と、半導体素子埋設領域の外周に沿って形成されており、下面が第1の主面に露出するとともに、上面および側面が樹脂封止体に埋設された複数の独立した導体パターンから成る半導体素子用位置決め導体と、信号用電極および接地用電極および電源用電極がそれぞれ複数形成された電極形成面、ならびに電極が形成されていない電極非形成面を有しており、半導体素子埋設領域に電極非形成面が露出するようにして樹脂封止体に埋設された半導体素子と、第1の主面に形成された複数の外部接続パッドと、を具備して成る半導体素子内蔵基板であって、樹脂封止体には、接地用電極を底面とする接地用の第1のビアホールおよび半導体素子用位置決め導体の上面を底面とする接地用の第2のビアホール、ならびに電源用電極を底面とする電源用の第1のビアホールおよび半導体素子用位置決め導体の上面を底面とする電源用の第2のビアホールが形成されており、第2の主面および接地用の第1および第2のビアホール内には、接地用電極および半導体素子用位置決め導体を電気的に接続する接地用の配線導体が形成されており、半導体素子用位置決め導体の下面に接地用の外部接続パッドが半導体素子用位置決め導体の少なくとも一部と重なるように接続されているとともに、第2の主面および電源用の第1および第2のビアホール内には、電源用電極および半導体素子用位置決め導体を電気的に接続する電源用の配線導体が形成されており、半導体素子用位置決め導体の下面に電源用の外部接続パッドが半導体素子用位置決め導体の少なくとも一部と重なるように接続されていることを特徴とするものである。 A semiconductor element-embedded substrate in the present invention has a flat first main surface and a second main surface facing each other, and a resin sealing body having a semiconductor element embedded region on the first main surface side, and a semiconductor element A positioning conductor for a semiconductor element, which is formed along the outer periphery of the buried region, the bottom surface is exposed to the first main surface, and the top surface and the side surface are composed of a plurality of independent conductor patterns embedded in the resin sealing body; And an electrode forming surface on which a plurality of signal electrodes, grounding electrodes and power supply electrodes are formed, and an electrode non-forming surface on which no electrode is formed, and the electrode non-forming surface is exposed in the semiconductor element buried region A semiconductor element-embedded substrate comprising a semiconductor element embedded in a resin sealing body and a plurality of external connection pads formed on a first main surface, wherein the resin sealing body includes Is First via hole for grounding with an electrode for bottom surface, second via hole for grounding with the top surface of a positioning conductor for semiconductor elements as a bottom surface, and first via hole for power source and semiconductor with a power electrode as a bottom surface A power supply second via hole is formed with the upper surface of the element positioning conductor as the bottom surface. The grounding electrode and the semiconductor element are provided in the second main surface and the first and second via holes for grounding. A grounding wiring conductor for electrically connecting the positioning conductor is formed, and the external connection pad for grounding is connected to the lower surface of the positioning conductor for the semiconductor element so as to overlap at least a part of the positioning conductor for the semiconductor element. And a power supply for electrically connecting a power supply electrode and a semiconductor element positioning conductor in the second main surface and the first and second via holes for power supply. Wiring and conductors are formed, it is characterized in that the external connection pads for power supply to the lower surface of the semiconductor element positioning conductor is connected so as to overlap with at least a part of the positioning conductive semiconductor element.
本発明に係る半導体素子内蔵基板によれば、接地用電極を底面とする接地用の第1のビアホールおよび半導体素子用位置決め導体の上面を底面とする接地用の第2のビアホール、ならびに電源用電極を底面とする電源用の第1のビアホールおよび半導体素子用位置決め導体の上面を底面とする電源用の第2のビアホールが形成されており、第2の主面および接地用の第1および第2のビアホール内には、接地用電極および半導体素子用位置決め導体を電気的に接続する接地用の配線導体が形成されており、半導体素子用位置決め導体の下面に接地用の外部接続パッドが半導体素子用位置決め導体の少なくとも一部と重なるように接続されているとともに、第2の主面および電源用の第1および第2のビアホール内には、電源用電極および半導体素子用位置決め導体を電気的に接続する電源用の配線導体が形成されており、半導体素子用位置決め導体の下面に電源用の外部接続パッドが半導体素子用位置決め導体の少なくとも一部と重なるように接続されている。
このように、接地用の第2のビアホールおよび接地用の外部接続パッドの一部、ならびに電源用の第2のビアホールおよび電源用の外部接続パッドの一部を、半導体素子埋設領域に近接する位置に形成することで小型化が可能な半導体素子内蔵基板を提供することができる。
According to the substrate with a built-in semiconductor element according to the present invention, the first via hole for grounding with the grounding electrode as the bottom surface, the second via hole for grounding with the top surface of the positioning conductor for the semiconductor element as the bottom surface, and the power supply electrode A first via hole for power supply having a bottom surface and a second via hole for power supply having a top surface of the positioning conductor for semiconductor element as a bottom surface are formed, and the second main surface and the first and second grounding surfaces are formed. In the via hole, a grounding wiring conductor for electrically connecting the grounding electrode and the semiconductor element positioning conductor is formed. An external connection pad for grounding is provided on the lower surface of the semiconductor element positioning conductor for the semiconductor element. It is connected so as to overlap with at least a part of the positioning conductor, and in the second main surface and the first and second via holes for the power supply, the power supply electrode and the semiconductor A wiring conductor for power supply that electrically connects the element positioning conductor is formed, and the external connection pad for power supply is connected to at least a part of the semiconductor element positioning conductor on the lower surface of the semiconductor element positioning conductor. Has been.
In this way, the second via hole for grounding and a part of the external connection pad for grounding, and the second via hole for power supply and a part of the external connection pad for power supply are located close to the semiconductor element buried region. Thus, it is possible to provide a substrate with a built-in semiconductor element that can be reduced in size.
まず、本発明に係る半導体素子内蔵基板の一例を、図1を基にして説明する。 First, an example of a semiconductor element built-in substrate according to the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、本発明に係る半導体素子内蔵基板Aは、例えば樹脂封止体10と、半導体素子用位置決め導体11と、半導体素子12と、外部接続パッド13と、第1および第2のビアホール14、15と、配線導体16と、を有している。
As shown in FIG. 1, a semiconductor element-embedded substrate A according to the present invention includes, for example, a
樹脂封止体10は、例えばエポキシ樹脂やポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。樹脂封止体10は、互いに対向する平坦な第1の主面10aおよび第2の主面10bを有している。第1の主面10a側には、半導体素子埋設領域Xを有している。樹脂封止体10は、半導体素子12を外部環境から保護している。
樹脂封止体10は、半導体素子12を、例えば支持板上に銅めっき等で形成した半導体素子用位置決め導体11をガイドとして載置した後、半導体素子12を囲む金型を配置して、封止用の樹脂を金型内に流し込んで硬化させることで形成される。
The resin sealing
The resin sealing
半導体素子用位置決め導体11は、複数個が半導体素子埋設領域Xの外周に沿って形成されている。半導体素子用位置決め導体11は、下面が第1の主面10aに露出しており、上面および側面が樹脂封止体10に埋設されている。
半導体素子用位置決め導体11は、半導体素子12を精度良く半導体素子埋設領域Xに配置するガイドとして機能する。
各半導体素子用位置決め導体11は、上面視において例えば円形状や矩形状に形成されており直径あるいは外形寸法は、およそ100〜200μm程度であるとともに、厚みは30〜50μm程度である。
A plurality of semiconductor
The semiconductor
Each semiconductor
半導体素子12は、例えばマイクロプロセッサや半導体メモリ等があげられ、シリコンやゲルマニウムから成る。半導体素子12は、信号用電極12Sおよび接地用電極12Gおよび電源用電極12Pがそれぞれ複数形成された電極形成面12a、ならびに電極が形成されていない電極非形成面12bを有している。半導体素子12は、半導体素子埋設領域Xに電極非形成面12bが露出するようにして樹脂封止体10に埋設されている。電極非形成面12bを樹脂封止体10から露出させることで、半導体素子12が作動するときの熱を外部に効率良く放熱することができる。
Examples of the
外部接続パッド13は、例えば周知のセミアディティブ法を用いて無電解銅めっきおよび電解銅めっき等の良導電性金属により、半導体素子埋設領域Xよりも外側の領域に複数形成されている。半導体素子埋設領域Xに近接して形成された外部接続パッド13は、少なくともその一部分が半導体素子用位置決め導体11に重畳するようにして形成されている。
外部接続パッド13は、この半導体素子内蔵基板Aが搭載される外部基板(不図示)の電極が半田を介して接続される。
A plurality of
The
第1のビアホール14は、接地用電極12Gおよび電源用電極12Pおよび信号用電極12Sをそれぞれ底面としている。
第2のビアホール15は、半導体素子用位置決め導体11の上面または外部接続パッド13の上面を底面としている。
第1および第2のビアホール14、15は、例えばレーザー加工やブラスト加工により形成される。第1および第2のビアホール14、15の開口径は、およそ50〜100μm程度である。
The
The
The first and second via
配線導体16は、例えば周知のセミアディティブ法を用いて無電解銅めっきおよび電解銅めっき等の良導電性金属により、樹脂封止体10の表面および内部に形成されている。
第2の主面10b、ならびに第1および第2のビアホール14、15内に形成された配線導体16は、接地用電極12Gおよび電源用電極12Pおよび信号用電極12Sと外部接続パッド13とを電気的に接続している。
The
The second
ところで、本発明に係る半導体素子内蔵基板Aにおいては、接地用の第2のビアホール15は、半導体素子用位置決め導体11の上面を底面としている。そして、半導体素子用位置決め導体11の下面には接地用の外部接続パッド13が半導体素子用位置決め導体11と重なるようにして接続されている。
また、電源用の第2のビアホール15は、半導体素子用位置決め導体11の上面を底面としている。そして、半導体素子用位置決め導体11の下面には電源用の外部接続パッド13が半導体素子用位置決め導体11と重なるようにして接続されている。
このように、本発明に係る半導体素子内蔵基板Aによれば、接地用電極12Gを底面とする接地用の第1のビアホール14および半導体素子用位置決め導体11の上面を底面とする接地用の第2のビアホール15、ならびに電源用電極12Pを底面とする電源用の第1のビアホール14および半導体素子用位置決め導体11の上面を底面とする電源用の第2のビアホールが15形成されており、第2の主面10bおよび接地用の第1および第2のビアホール14、15内には、接地用電極12Gおよび半導体素子用位置決め導体11を電気的に接続する接地用の配線導体16が形成されており、半導体素子用位置決め導体11の下面に接地用の外部接続パッド13が半導体素子用位置決め導体11の少なくとも一部と重なるように接続されている。さらに、第2の主面10bおよび電源用の第1および第2のビアホール14、15内には、電源用電極12Pおよび半導体素子用位置決め導体11を電気的に接続する電源用の配線導体16が形成されており、半導体素子用位置決め導体11の下面に電源用の外部接続パッド13が半導体素子用位置決め導体11の少なくとも一部と重なるように接続されている。
このように、接地用の第2のビアホール15および接地用の外部接続パッド13の一部、ならびに電源用の第2のビアホール15および電源用の外部接続パッド13の一部を、半導体素子埋設領域Xに近接する位置に形成することで小型化が可能な半導体素子内蔵基板Aを提供することができる。
なお、接地用の第2のビアホール15と、電源用の第2のビアホール15とは、半導体素子埋設領域Xの外周に沿って交互に形成することが好ましい。
このように、接地用の第2のビアホール15と、電源用の第2のビアホール15とを交互に配置することで、半導体素子内蔵基板Aのループインダクタンスを小さくしてノイズを低減することができる。
By the way, in the semiconductor element built-in substrate A according to the present invention, the
The
Thus, according to the semiconductor element-embedded substrate A according to the present invention, the grounding first via
As described above, the second via
The second via
In this way, by arranging the second via
なお、本発明は上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば上述の実施の形態の一例では、樹脂封止体10の第2の主面10b表面には一層の配線導体16のみが形成されているが、絶縁層と配線導体とを交互に積層して再配線層を形成してファンアウト構造を形成しても構わない。
また、上述の実施の形態の一例では、第1の主面10aおよび第2の主面10bの表面にソルダーレジスト層を形成していない例を示したが、ソルダーレジスト層を形成しても構わない。
In addition, this invention is not limited to an example of above-mentioned embodiment, A various change is possible if it is a range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the example of the above-described embodiment, only one
Moreover, although the example which did not form the soldering resist layer in the surface of the 1st
10 樹脂封止体
10a 第1の主面
10b 第2の主面
11 半導体素子用位置決め導体
12 半導体素子
12a 電極形成面
12b 電極非形成面
12G 接地用電極
12P 電源用電極
12S 信号用電極
13 外部接続パッド
14 第1のビアホール
15 第2のビアホール
16 配線導体
A 半導体素子内蔵基板
X 半導体素子埋設領域
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記半導体素子埋設領域の外周に沿って形成されており、下面が前記第1の主面に露出するとともに、上面および側面が前記樹脂封止体に埋設された複数の独立した導体パターンから成る半導体素子用位置決め導体と、
信号用電極および接地用電極および電源用電極がそれぞれ複数形成された電極形成面、ならびに電極が形成されていない電極非形成面を有しており、前記半導体素子埋設領域に前記電極非形成面が露出するようにして前記樹脂封止体に埋設された半導体素子と、
前記第1の主面に形成された複数の外部接続パッドと、
を具備して成る半導体素子内蔵基板であって、
前記樹脂封止体には、前記接地用電極を底面とする接地用の第1のビアホールおよび前記半導体素子用位置決め導体の上面を底面とする接地用の第2のビアホール、ならびに前記電源用電極を底面とする電源用の第1のビアホールおよび前記半導体素子用位置決め導体の上面を底面とする電源用の第2のビアホールが形成されており、前記第2の主面および接地用の前記第1および第2のビアホール内には、前記接地用電極および半導体素子用位置決め導体を電気的に接続する接地用の配線導体が形成されており、前記半導体素子用位置決め導体の下面に接地用の前記外部接続パッドが前記半導体素子用位置決め導体の少なくとも一部と重なるように接続されているとともに、前記第2の主面および電源用の前記第1および第2のビアホール内には、前記電源用電極および半導体素子用位置決め導体を電気的に接続する電源用の配線導体が形成されており、前記半導体素子用位置決め導体の下面に電源用の前記外部接続パッドが前記半導体素子用位置決め導体の少なくとも一部と重なるように接続されていることを特徴とする半導体素子内蔵基板。 A resin sealing body having a flat first main surface and a second main surface facing each other and having a semiconductor element embedded region on the first main surface side;
A semiconductor formed of a plurality of independent conductor patterns formed along the outer periphery of the semiconductor element embedded region, with a lower surface exposed at the first main surface, and an upper surface and side surfaces embedded in the resin sealing body. A positioning conductor for the element;
An electrode forming surface on which a plurality of signal electrodes, grounding electrodes and power supply electrodes are respectively formed; and an electrode non-forming surface on which no electrode is formed. A semiconductor element embedded in the resin sealing body so as to be exposed;
A plurality of external connection pads formed on the first main surface;
A substrate with a built-in semiconductor element comprising:
The resin sealing body includes a first via hole for grounding with the grounding electrode as a bottom surface, a second via hole for grounding with the top surface of the positioning conductor for semiconductor element as a bottom surface, and the power supply electrode. A first via hole for a power source as a bottom surface and a second via hole for a power source with a top surface of the positioning conductor for a semiconductor element as a bottom surface are formed, and the second main surface and the first and the grounding ground holes are formed. A ground wiring conductor for electrically connecting the grounding electrode and the semiconductor element positioning conductor is formed in the second via hole, and the external connection for grounding is formed on the lower surface of the semiconductor element positioning conductor. A pad is connected to overlap at least part of the positioning conductor for semiconductor element, and the first and second via holes for the second main surface and power source Includes a power supply wiring conductor that electrically connects the power supply electrode and the semiconductor element positioning conductor, and the external connection pad for power supply is provided on the lower surface of the semiconductor element positioning conductor. A semiconductor element-embedded substrate, wherein the substrate is connected so as to overlap at least a part of the positioning conductor for use.
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