JP2018049925A - Component built-in substrate and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、部品内蔵基板及びその製造方法に関するものである。 The present embodiment relates to a component built-in substrate and a manufacturing method thereof.
近年、小型の半導体パッケージ内に複数の機能素子を実装するSiP(System in Package)技術が注目を集めている。その中でも特に、FO−WLP(Fan−out wafer level package)技術が検討されている。FO−WLP技術では、各半導体チップをモールド樹脂で封止した後、再配線 (Redistribution layer:RDL)技術でチップ間の接続を行う。この技術により、各半導体チップの間隔を狭くすることができ、また1つの半導体パッケージ内に複数の半導体チップを封止することが可能であることから、多機能で小型の半導体パッケージに応用が期待されている。 In recent years, SiP (System in Package) technology for mounting a plurality of functional elements in a small semiconductor package has attracted attention. In particular, FO-WLP (Fan-out wafer level package) technology is being studied. In the FO-WLP technique, after each semiconductor chip is sealed with a mold resin, the chips are connected by a redistribution layer (RDL) technique. With this technology, the interval between each semiconductor chip can be narrowed, and a plurality of semiconductor chips can be sealed in one semiconductor package, so that it is expected to be applied to multifunctional and small semiconductor packages. Has been.
FO−WLP技術を応用することにより、例えば小型の半導体パッケージを複数組み合わせて構築される電子機器が実現される。この電子機器では、各半導体パッケージが例えば通信やセンサ等の単一の機能を実現するように設計され、その各半導体パッケージの入れ替えや追加が容易に可能な構造となる。これにより、システム設計者の負担を大いに軽減することや、エンドユーザが望む機能を追加することが可能となる。 By applying the FO-WLP technology, an electronic device constructed by combining a plurality of small semiconductor packages, for example, is realized. In this electronic apparatus, each semiconductor package is designed so as to realize a single function such as communication or sensor, and the semiconductor package can be easily replaced or added. As a result, the burden on the system designer can be greatly reduced, and functions desired by the end user can be added.
このような小型の半導体パッケージの組み替えを実現するためには、接続構造が非常に重要となる。例えば、半導体パッケージ上にコネクタを実装し、複数の半導体パッケージを相互に接続する構造等が考えられる。ジャックとプラグを用いたコネクタでは、必ずジャックとプラグが組み合わされる必要があり、接続の自由度が低い。設計自由度を向上させるためにフレキシブル基板等を用いて各半導体パッケージ間を接続する場合では、半導体パッケージ間の距離が極めて短くなることから、接続部分に大きな負荷がかかる可能性が高い。また、コネクタを各半導体パッケージの表面に実装する場合では、コネクタの接合部の強度が低く、ユーザの複数回に亘る着脱には強度的に不十分である。 In order to realize such a small semiconductor package rearrangement, the connection structure is very important. For example, a structure in which a connector is mounted on a semiconductor package and a plurality of semiconductor packages are connected to each other can be considered. In a connector using a jack and a plug, the jack and the plug must be combined, and the degree of freedom of connection is low. When connecting each semiconductor package using a flexible substrate or the like in order to improve the degree of freedom in design, the distance between the semiconductor packages is extremely short, so that there is a high possibility that a large load is applied to the connection portion. Further, when the connector is mounted on the surface of each semiconductor package, the strength of the joint portion of the connector is low, and the strength is insufficient for the user to attach and detach the connector multiple times.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、中継素子で基板同士を接続した際に、中継素子が互いに接触して一体となった両基板内に内蔵された形を採るため、両基板の接続部に負荷がかからず屈曲等の懸念がなく強度の高い接続が得られ、基板同士を自由に組み替えることを可能とする高い組み替え自由度を持った部品内蔵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 has been made in view of the above problems, and when connecting the substrates with the relay element, the relay elements are in contact with each other and integrated into both the substrates, A component-embedded substrate having a high degree of freedom of recombination and a method of manufacturing the same, in which a high-strength connection can be obtained without applying a load to the connection portion of both substrates and without concern about bending, etc. The purpose is to provide.
部品内蔵基板の一態様は、電子部品が樹脂で封止され、少なくとも1つの側面に凹部が形成された基板と、前記基板に対して着脱自在の中継素子とを含み、一組の前記基板は、前記側面同士で対向して接触しており、一組の前記凹部により形成された領域に前記中継素子が嵌合し、前記中継素子により電気的且つ機械的に接続されている。 One aspect of the component-embedded substrate includes a substrate in which an electronic component is sealed with a resin and a recess is formed on at least one side surface, and a relay element that is detachable from the substrate. The side surfaces are opposed to and in contact with each other, and the relay element is fitted in a region formed by a set of the recesses, and is electrically and mechanically connected by the relay element.
部品内蔵基板の製造方法の一態様は、電子部品を樹脂で封止し、少なくとも1つの側面に凹部を形成して基板を構成する工程と、前記基板の前記凹部に対して着脱自在の中継素子を形成する工程と、一組の前記基板を前記側面同士で前記中継素子を介して接触させ、2つの前記凹部により形成された領域に前記中継素子を嵌合させて、前記中継素子により前記基板同士を電気的且つ機械的に接続する部品内蔵基板を構成する工程とを含む。 One aspect of a method for producing a component-embedded substrate includes a step of sealing an electronic component with resin and forming a recess by forming a recess on at least one side surface, and a relay element that is detachable from the recess of the substrate A pair of the substrates are brought into contact with each other via the relay element, and the relay element is fitted into a region formed by the two recesses, and the relay element is used to form the substrate. Forming a component-embedded substrate that electrically and mechanically connects each other.
上記の諸態様によれば、中継素子で基板同士を接続した際に、中継素子が互いに接触して一体となった両基板内に内蔵された形を採るため、両基板の接続部に負荷がかからず屈曲等の懸念がなく強度の高い接続が得られ、基板同士を自由に組み替えることを可能とする高い組み替え自由度を持った部品内蔵基板が実現する。 According to the above aspects, when the substrates are connected to each other by the relay element, the relay elements are in contact with each other so as to be integrated in both the substrates, so that a load is applied to the connecting portion of both the substrates. Accordingly, a high-strength connection without concern about bending or the like can be obtained, and a component-embedded substrate having a high degree of freedom of recombination that enables the substrates to be freely recombined can be realized.
以下、部品内蔵基板及びその製造方法の諸実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a component-embedded substrate and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
(部品内蔵基板の構成)
図1は、第1の実施形態による部品内蔵基板の構成を示す概略断面図である。(a)は未装着の各構成部材を、(b)は各構成部材が装着されて部品内蔵基板とされた状態をそれぞれ表している。
この部品内蔵基板は、複数の樹脂基板を有しており、図示の例では一組の樹脂基板1a,1b及びこれらを接続する中継素子2を示している。
[First Embodiment]
(Configuration of component built-in board)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a component-embedded substrate according to the first embodiment. (A) shows each component which has not been mounted, and (b) shows a state where each component has been mounted to form a component-embedded substrate.
This component built-in substrate has a plurality of resin substrates, and in the illustrated example, a pair of
樹脂基板1aは、図1(a)のように、電子部品として例えばIC半導体チップ11及び抵抗体やキャパシタ、インダクタ等のチップ部品12がモールド樹脂13で封止されており、少なくとも1つの側面14に雌型コネクタとなる凹部15が形成されている。IC半導体チップ11及びチップ部品12と凹部15の内壁面とには、疑似SoC技術等に用いられる再配線技術による配線層16,17が形成されている。配線層17の表面には、凹部15の内壁面に露出する接続端子17aが形成されている。配線層16,17の配線同士は、モールド樹脂13に埋め込み形成されたTMV(Through Mold Via)18により電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1A, the resin substrate 1a includes, as electronic components, for example, an
樹脂基板1bは、図1(a)のように、電子部品として例えばIC半導体チップ21及び抵抗体やキャパシタ、インダクタ等のチップ部品22がモールド樹脂23で封止されており、少なくとも1つの側面24に雌型コネクタとなる凹部25が形成されている。IC半導体チップ21及びチップ部品22と凹部25の内壁面とには、疑似SoC技術等に用いられる再配線技術による配線層26,27が形成されている。配線層27の表面には、凹部25の内壁面に露出する接続端子27aが形成されている。配線層26,27の配線同士は、モールド樹脂23に埋め込み形成されたTMV28により電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1A, the
ここで、樹脂基板1a,1bは、例えば同じ形状及びサイズとされているが、異なる形状又はサイズでも良い。IC半導体チップ11,21は、例えば異なる機能を有しているが、同じ機能を有するものでも良い。同様に、チップ部品12,22は、例えば異なる機能を有しているが、同じ機能を有するものでも良い。モールド樹脂13,23は、例えば同じ材料とされているが、異なる材料でも良い。凹部15,25は、同じ形状及びサイズとされている。
Here, the
中継素子2は、図1(a)のように、モールド樹脂31により、凹部15,25に適合した形状及びサイズに形成されており、裏面に配線層32が形成されている。配線層32の表面には接続端子32aが形成されている。中継素子2は、樹脂基板1a,1bに対して着脱自在とされている。中継素子2にも、樹脂基板1a,1bと同様に、IC半導体チップやチップ部品等の電子部品を内蔵するようにしても良い。
As shown in FIG. 1A, the relay element 2 is formed by a
本実施形態では、図1(b)のように、樹脂基板1a,1bは、側面14,24同士で対向して接触しており、凹部15,25により形成された領域10に中継素子2が嵌合固定されて部品内蔵基板が構成される。中継素子2は、部品内蔵基板に内蔵された形とされている。中継素子2の領域10における嵌合固定により、樹脂基板1a,1bの接続端子15a,25aと中継素子2の接続端子32aとが接触して、IC半導体チップ11,21及びチップ部品12,22が適宜電気的に接続される。それと共に、中継素子2の領域10における嵌合固定により、樹脂基板1a,1bが機械的に接続される。
In this embodiment, as shown in FIG. 1B, the
以上説明したように、本実施形態では、中継素子2で樹脂基板1a,1bを接続した際に、中継素子2が互いに接触して一体となった樹脂基板1a,1b内に内蔵された形を採る。そのため、樹脂基板1a,1bの接続部に負荷がかからず屈曲等の懸念がなく強度の高い接続が得られる。
As described above, in the present embodiment, when the
また、例えば異なる電子部品を内蔵する機能の異なる複数の樹脂基板について、そのうちの一組の樹脂基板を適宜組み合わせて中継素子で接続することができる。このように、樹脂基板同士を自由に組み替えることを可能とする高い組み替え自由度を持った部品内蔵基板が実現する。 Further, for example, a plurality of resin substrates having different functions incorporating different electronic components can be connected by a relay element by appropriately combining a set of resin substrates. Thus, a component-embedded substrate having a high degree of freedom of recombination that enables the resin substrates to be freely recombined can be realized.
(部品内蔵基板の製造方法)
図2〜図8は、第1の実施形態による部品内蔵基板の製造方法を工程順に示す概略断面図である。本実施形態では、疑似SoC技術等に用いられる再配線技術を用いる。
(Manufacturing method of component built-in board)
2 to 8 are schematic cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the component-embedded substrate according to the first embodiment in the order of steps. In the present embodiment, a rewiring technique used for the pseudo SoC technique or the like is used.
先ず、図2(a)に示すように、支持基板41上に、TMVとなるピン42を立設する。
続いて、図2(b)に示すように、ピン42を覆うように支持基板41上にモールド樹脂43を形成する。これにより、支持基板41上でピン42がモールド樹脂43で封止されてなる擬似ウェハが形成される。この擬似ウェハを支持基板41から剥離する。
First, as shown in FIG. 2A, a
Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, a
続いて、図2(c)に示すように、モールド樹脂43の表面を研削する。
詳細には、擬似ウェハの上面のモールド樹脂43を研削して除去し、ピン42の上面を露出させる。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, the surface of the
Specifically, the
続いて、図2(d)に示すように、絶縁膜44を形成する。
詳細には、擬似ウェハの上面に、絶縁材料である例えば感光性フェノール系樹脂を10μm程度の厚みに塗布する。感光性フェノール系樹脂を露光し、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)により現像した後、200℃〜250℃程度(例えば、230℃)でキュア(硬化)させる。感光性フェノール系樹脂にピン42の上面の一部を露出する開口44aが形成される。以上により、開口44aを有する絶縁膜44が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 2D, an insulating
Specifically, for example, a photosensitive phenol-based resin, which is an insulating material, is applied to the upper surface of the pseudo wafer to a thickness of about 10 μm. The photosensitive phenolic resin is exposed and developed with, for example, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and then cured (cured) at about 200 ° C. to 250 ° C. (for example, 230 ° C.). An
続いて、図3(a)に示すように、メッキシード層45を形成する。
詳細には、開口44aから露出するピン42の上面上を含む絶縁膜44上に、例えばスパッタ法によりTi(厚み30nm程度)及びCu(厚み100nm程度)を順次成膜する。以上により、ピン42の上面上を含む絶縁膜44上にメッキシード層45が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 3A, a
Specifically, Ti (thickness of about 30 nm) and Cu (thickness of about 100 nm) are sequentially formed on the insulating
続いて、図3(b)に示すように、レジストパターン46を形成する。
詳細には、メッキシード層45上にレジストを例えば8μm程度の厚みに塗布する。レジストを露光、例えばTMAHにより現像する。以上により、開口46aを有するレジストパターン46が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, a resist
Specifically, a resist is applied on the
続いて、図3(c)に示すように、配線47を形成する。
詳細には、メッキシード層45を給電層とする電解メッキにより、開口46aを埋め込むようにCuを例えば5μm程度の厚みに堆積する。これにより、配線47が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 3C, a
Specifically, Cu is deposited to a thickness of, for example, about 5 μm so as to fill the
続いて、図3(d)に示すように、レジストパターン46及びその下のメッキシード層45を除去する。
詳細には、レジストパターン46をアセトン等を用いて除去する。次に、レジストパターン46が除去されて露出するメッキシード層45のCu層を、例えば硫酸カリウムをエッチング液とするウェットエッチングで除去する。次に、Cu層が除去されて露出するメッキシード層45のTi層を、例えばCF4(四フッ化炭素)及びO2(酸素)の混合ガスを用いたドライエッチングで除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 3D, the resist
Specifically, the resist
続いて、図4(a)に示すように、凹部形成層となる犠牲層48を形成する。
詳細には、配線47上に、例えば感光性エポキシ系樹脂で構成されるレジスト材料を300μm程度の厚みに塗布する。これにより、犠牲層48が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 4A, a
Specifically, a resist material made of, for example, a photosensitive epoxy resin is applied on the
続いて、図4(b)に示すように、例えば通常のダイヤモンドブレードを用いてダイシングし、所望のサイズの個片を切り出す。このようにして、図4(c)に示すような埋め込み用のコネクタ部品49が得られる。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, dicing is performed using, for example, a normal diamond blade, and individual pieces having a desired size are cut out. In this way, a
続いて、図5(a)に示すように、支持基板51上に、IC半導体チップ52及びチップ部品53と共に、コネクタ部品49を配置する。
続いて、図5(b)に示すように、コネクタ部品49、IC半導体チップ52、及びチップ部品53を覆うように支持基板51上にモールド樹脂54を形成する。これにより、支持基板51上でコネクタ部品49、IC半導体チップ52、及びチップ部品53がモールド樹脂54で封止されてなる擬似ウェハが形成される。この擬似ウェハを支持基板51から剥離する。疑似ウェハの厚さを調整するために、例えばバックグラインド等により研削を行っても良い。
Subsequently, as shown in FIG. 5A, the
Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, a
続いて、図5(c)に示すように、絶縁膜55を形成する。
詳細には、擬似ウェハの上面に、絶縁材料である例えば感光性フェノール系樹脂を10μm程度の厚みに塗布する。感光性フェノール系樹脂を露光し、例えばTMAHにより現像した後、200℃〜250℃程度(例えば、230℃)でキュアさせる。感光性フェノール系樹脂に、コネクタ部品49のピン42の下面の一部、IC半導体チップ52の電極の一部、及びチップ部品53の電極の一部を露出する開口55a,55b,55cが形成される。以上により、開口55a,55b,55cを有する絶縁膜55が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, an insulating
Specifically, for example, a photosensitive phenol-based resin, which is an insulating material, is applied to the upper surface of the pseudo wafer to a thickness of about 10 μm. The photosensitive phenolic resin is exposed and developed with, for example, TMAH, and then cured at about 200 ° C. to 250 ° C. (for example, 230 ° C.).
続いて、図5(d)に示すように、メッキシード層56を形成する。
詳細には、例えばスパッタ法によりTi(厚み30nm程度)及びCu(厚み100nm程度)を順次成膜する。Ti及びCuは、開口55a,55b,55cから露出するコネクタ部品49のピン42の下面上、IC半導体チップ52の電極の一部上、及びチップ部品53の電極の一部上を含む絶縁膜55上に堆積される。以上により、コネクタ部品49のピン42の下面上、IC半導体チップ52の電極の一部上、及びチップ部品53の電極の一部上を含む絶縁膜55にメッキシード層56が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 5D, a
Specifically, Ti (thickness of about 30 nm) and Cu (thickness of about 100 nm) are sequentially formed by sputtering, for example. Ti and Cu are an insulating
続いて、図6(a)に示すように、レジストパターン57を形成する。
詳細には、メッキシード層56上にレジストを例えば8μm程度の厚みに塗布する。レジストを露光、例えばTMAHにより現像する。以上により、開口57a,57b,57cを有するレジストパターン57が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 6A, a resist
Specifically, a resist is applied on the
続いて、図6(b)に示すように、配線58a,58b,58cを形成する。
詳細には、メッキシード層56を給電層とする電解メッキにより、開口57a,57b,57cを埋め込むようにCuを例えば5μm程度の厚みに堆積する。これにより、配線58a,58b,58cが形成される。配線58a,58b,58cは、コネクタ部品49とIC半導体チップ52、IC半導体チップ52とチップ部品53、チップ部品53とコネクタ部品49をそれぞれ電気的に接続している。
Subsequently, as shown in FIG. 6B,
Specifically, Cu is deposited to a thickness of, for example, about 5 μm so as to fill the
続いて、図6(c)に示すように、レジストパターン57及びその下のメッキシード層56を除去する。
詳細には、レジストパターン57をアセトン等を用いて除去する。次に、レジストパターン57が除去されて露出するメッキシード層56のCu層を、例えば硫酸カリウムをエッチング液とするウェットエッチングで除去する。次に、Cu層が除去されて露出するメッキシード層56のTi層を、例えばCF4及びO2の混合ガスを用いたドライエッチングで除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 6C, the resist
Specifically, the resist
続いて、図6(d)に示すように、絶縁膜59を形成する。
詳細には、配線58a,58b間、配線58b,58c間、及び配線58c,58a間を埋め込むように絶縁膜55上に、絶縁材料である例えば感光性フェノール系樹脂を10μm程度の厚みに塗布する。感光性フェノール系樹脂を露光し、例えばTMAHにより現像した後、200℃〜250℃程度(例えば、230℃)でキュアさせる。感光性フェノール系樹脂に、以上により、配線58a,58b,58cを保護する絶縁膜59が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 6D, an insulating film 59 is formed.
Specifically, for example, a photosensitive phenolic resin as an insulating material is applied to the thickness of about 10 μm on the insulating
続いて、図7(a)に示すように、例えば通常のダイヤモンドブレードを用いてダイシングし、所望のサイズの個片を切り出す。このようにして、図7(b)に示すような個片体61が得られる。
Subsequently, as shown in FIG. 7A, dicing is performed using, for example, a normal diamond blade, and individual pieces having a desired size are cut out. In this way, an
続いて、図7(c)に示すように、樹脂基板60を形成する。
詳細には、個片体61のコネクタ部品49の犠牲層48を、例えばN−メチルピドロリン系の剥離液を用いて除去する。以上により、側面に凹部62を有する樹脂基板60が形成される。凹部62の内壁面には、配線47の接続端子47aが露出している。
Subsequently, as shown in FIG. 7C, a
Specifically, the
図7(d)に示すように、中継素子70を形成する。
詳細には、例えばリジットなモールド樹脂63上に再配線技術により配線層64を形成し、所期のサイズに切り出されて中継素子70が形成される。配線層64の表面には接続端子64aが露出している。中継素子70にも、樹脂基板60と同様に、IC半導体チップやチップ部品等の電子部品を内蔵するようにしても良い。
As shown in FIG. 7D, the
Specifically, for example, the
しかる後、図8(a)に示すように、一組の樹脂基板60を中継素子70を介して側面同士で対向するように配置する。図8(b)に示すように、中継素子70が一組の樹脂基板60の各凹部62に挿入されるように樹脂基板60の側面同士を接触させる。このとき、各凹部62が一体となって形成される領域65に中継素子70が嵌合固定されて部品内蔵基板が構成される。中継素子70の領域65における嵌合固定により、一組の樹脂基板60の接続端子47aと中継素子70の接続端子64aとが接触して、IC半導体チップ52及びチップ部品53が適宜電気的に接続される。それと共に、中継素子70の領域65における嵌合固定により、樹脂基板60同士が機械的に接続される。以上により、部品内蔵基板が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 8A, a pair of
[第2の実施形態]
本実施形態では、第1の実施形態と同様に部品内蔵基板及びその製造方法を開示するが、部品内蔵基板の中継素子の材質が異なる点で第1の実施形態と相違する。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, the component built-in substrate and the manufacturing method thereof are disclosed as in the first embodiment, but differ from the first embodiment in that the material of the relay element of the component built-in substrate is different.
(部品内蔵基板の構成)
図9は、第2の実施形態による部品内蔵基板の構成を示す概略断面図である。(a)は未装着の各構成部材を、(b)は各構成部材が装着されて部品内蔵基板とされた低温時の状態を、(c)は各構成部材が装着されて部品内蔵基板とされた常温時の状態をそれぞれ表している。
この部品内蔵基板は、複数の樹脂基板を有しており、図示の例では一組の樹脂基板1a,1b及びこれらを接続する中継素子3を示している。
(Configuration of component built-in board)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the component-embedded substrate according to the second embodiment. (A) shows each component member not mounted, (b) shows a state at a low temperature when each component member is mounted and becomes a component built-in board, and (c) shows each component member mounted and a component built-in substrate. It represents the state at normal temperature.
This component built-in substrate has a plurality of resin substrates, and in the illustrated example, a pair of
樹脂基板1aは、図9(a)のように、電子部品として例えばIC半導体チップ11及び抵抗体やキャパシタ、インダクタ等のチップ部品12がモールド樹脂13で封止されており、少なくとも1つの側面14に雌型コネクタとなる凹部15が形成されている。IC半導体チップ11及びチップ部品12と凹部15の内壁面とには、疑似SoC技術等に用いられる再配線技術による配線層16,17が形成されている。配線層17の表面には、凹部15の内壁面に露出する接続端子17aが形成されている。配線層16,17の配線同士は、モールド樹脂13に埋め込み形成されたTMV18により電気的に接続されている。
As shown in FIG. 9A, the resin substrate 1a includes, as electronic components, an
樹脂基板1bは、図9(a)のように、電子部品として例えばIC半導体チップ21及び抵抗体やキャパシタ、インダクタ等のチップ部品22がモールド樹脂23で封止されており、少なくとも1つの側面24に雌型コネクタとなる凹部25が形成されている。IC半導体チップ21及びチップ部品22と凹部25の内壁面とには、疑似SoC技術等に用いられる再配線技術による配線層26,27が形成されている。配線層27の表面には、凹部25の内壁面に露出する接続端子25aが形成されている。配線層26,27の配線同士は、モールド樹脂23に埋め込み形成されたTMV28により電気的に接続されている。
As shown in FIG. 9A, the
ここで、樹脂基板1a,1bは、例えば同じ形状及びサイズとされているが、異なる形状又はサイズでも良い。IC半導体チップ11,21は、例えば異なる機能を有しているが、同じ機能を有するものでも良い。同様に、チップ部品12,22は、例えば異なる機能を有しているが、同じ機能を有するものでも良い。モールド樹脂13,23は、例えば同じ材料とされているが、異なる材料でも良い。凹部15,25は、同じ形状及びサイズとされている。
Here, the
中継素子3は、図9(a)のように、樹脂基板1a,1bのモールド樹脂13,23よりも熱膨張率の高い(線熱膨張係数の大きい)材料、例えばCu4により、凹部15,25に適合した形状及びサイズに形成されている。中継素子3の裏面には、配線層32(絶縁層及び配線)が形成されており、配線層32の表面には接続端子32aが形成されている。中継素子2は、樹脂基板1a,1bに対して着脱自在とされている。中継素子3にも、樹脂基板1a,1bと同様に、IC半導体チップやチップ部品等の電子部品を内蔵するようにしても良い。この場合、例えば電子部品を所定の絶縁層を介して銅板で覆うようにすることが考えられる。
As shown in FIG. 9A, the
本実施形態では、図9(b)のように、樹脂基板1a,1bは、側面14,24同士で対向して接触しており、例えば常温よりも低い温度下では、凹部15,25により形成された領域10に中継素子3が嵌合固定されて部品内蔵基板が構成される。中継素子3は、部品内蔵基板に内蔵された形とされている。中継素子3のCu4は、樹脂基板1a,1bのモールド樹脂13,23よりも熱膨張率が高いため、例えば常温下において中継素子3は領域10内で図9(c)のように膨張する。これにより、中継素子3の領域10内における嵌合固定がより堅固となり、樹脂基板1a,1bの接続端子15a,25aと中継素子3の接続端子32aとが確実に接触して、IC半導体チップ11,21及びチップ部品12,22が適宜電気的に接続される。それと共に、中継素子3の領域10におけるより堅固な嵌合固定により、樹脂基板1a,1bが確実に機械的に接続される。
In this embodiment, as shown in FIG. 9B, the
以上説明したように、本実施形態では、中継素子3で樹脂基板1a,1bを接続した際に、中継素子3が互いに接触して一体となった樹脂基板1a,1b内に内蔵された形を採る。そのため、樹脂基板1a,1bの接続部に負荷がかからず屈曲等の懸念がなく強度の高い接続が得られる。更に本実施形態では、中継素子3が樹脂基板1a,1bよりも熱膨張率が高いため、樹脂基板1a,1bがより確実に電気的及び機械的に接続される。
As described above, in the present embodiment, when the
また、例えば異なる電子部品を内蔵する機能の異なる複数の樹脂基板について、そのうちの一組の樹脂基板を適宜組み合わせて中継素子で接続することができる。このように、樹脂基板同士を自由に組み替えることを可能とする高い組み替え自由度を持った部品内蔵基板が実現する。 Further, for example, a plurality of resin substrates having different functions incorporating different electronic components can be connected by a relay element by appropriately combining a set of resin substrates. Thus, a component-embedded substrate having a high degree of freedom of recombination that enables the resin substrates to be freely recombined can be realized.
(部品内蔵基板の製造方法)
図10は、第2の実施形態による部品内蔵基板の製造方法の主要工程を示す概略断面図である。本実施形態では、疑似SoC技術等に用いられる再配線技術を用いる。
(Manufacturing method of component built-in board)
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the main steps of the method for manufacturing a component-embedded substrate according to the second embodiment. In the present embodiment, a rewiring technique used for the pseudo SoC technique or the like is used.
先ず、第1の実施形態と同様に、図2(a)〜図7(c)の諸工程を行い、図7(c)の樹脂基板60を形成する。
First, similarly to the first embodiment, the steps of FIGS. 2A to 7C are performed to form the
続いて、図10(a)に示すように、中継素子80を形成する。
詳細には、樹脂基板60のモールド樹脂54よりも熱膨張率の高い材料、例えば銅板81上に再配線技術により絶縁膜及び配線を含む配線層82を形成し、所期のサイズに切り出されて中継素子80が形成される。配線層82の表面には接続端子82aが露出している。中継素子80にも、樹脂基板60と同様に、IC半導体チップやチップ部品等の電子部品を内蔵するようにしても良い。この場合、例えば電子部品を所定の絶縁層を介して銅板で覆うようにすることが考えられる。
Subsequently, as shown in FIG. 10A, the
More specifically, a
続いて、図10(b)に示すように、常温よりも低い温度下で、一組の樹脂基板60を中継素子80を介して側面同士で対向するように配置する。図10(c)に示すように、中継素子80が一組の樹脂基板60の各凹部62に挿入されるように樹脂基板60の側面同士を接触させる。このとき、各凹部62が一体となって形成される領域65に中継素子80が嵌合固定されて部品内蔵基板が構成される。中継素子80の領域65における嵌合固定により、一組の樹脂基板60の接続端子47aと中継素子80の接続端子82aとが接触して、IC半導体チップ52及びチップ部品53が適宜電気的に接続される。それと共に、中継素子80の領域65における嵌合固定により、樹脂基板60同士が機械的に接続される。
Subsequently, as illustrated in FIG. 10B, the pair of
図10(d)に示すように、部品内蔵基板は、常温下では、中継素子80が領域65内で膨張し、一組の樹脂基板60がより確実に電気的及び機械的に接続される。Cuはその線熱膨張係数が約17×10-6/Kであり、例えば5mm×1mm×0.3mm程度のサイズの銅片が0℃から20℃まで温度変化した際の膨張量は2μm程度である。当該銅片と同程度のサイズの中継素子80を用いた場合、常温下では中継素子80は領域65内で2μm程度膨張する。そのため、樹脂基板60のモールド樹脂54を破壊することなく、中継素子80により一組の樹脂基板60が安定に電気的及び機械的に接続固定される。
As shown in FIG. 10D, in the component-embedded substrate, the
以下、部品内蔵基板及びその製造方法の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Hereinafter, various aspects of the component built-in substrate and the manufacturing method thereof will be collectively described as additional notes.
(付記1)電子部品が樹脂で封止され、少なくとも1つの側面に凹部が形成された基板と、
前記基板に対して着脱自在の中継素子と、
を含み、
一組の前記基板は、前記側面同士で対向して接触しており、一組の前記凹部により形成された領域に前記中継素子が嵌合し、前記中継素子により電気的且つ機械的に接続されていることを特徴とする部品内蔵基板。
(Additional remark 1) The board | substrate with which the electronic component was sealed with resin and the recessed part was formed in the at least 1 side surface,
A relay element detachably attached to the substrate;
Including
A set of the substrates are in contact with each other facing the side surfaces, and the relay element is fitted into an area formed by the set of the recesses, and is electrically and mechanically connected by the relay element. A component-embedded board characterized by
(付記2)前記中継素子は、前記樹脂よりも熱膨張率の高い材料を有していることを特徴とする付記1に記載の部品内蔵基板。 (Supplementary note 2) The component built-in board according to supplementary note 1, wherein the relay element includes a material having a higher coefficient of thermal expansion than the resin.
(付記3)前記基板は、前記凹部の内壁面に前記電子部品と電気的に接続された第1端子が形成されており、
前記中継素子は、表面に前記第1端子と接続される第2端子が形成されていることを特徴とする付記1又は2に記載の部品内蔵基板。
(Additional remark 3) The said board | substrate has the 1st terminal electrically connected with the said electronic component formed in the inner wall face of the said recessed part,
The component built-in board according to appendix 1 or 2, wherein a second terminal connected to the first terminal is formed on the surface of the relay element.
(付記4)前記中継素子は、電子部品を有していることを特徴とする付記1〜3のいずれか1項に記載の部品内蔵基板。 (Additional remark 4) The said relay element has an electronic component, The component built-in board | substrate of any one of Additional remarks 1-3 characterized by the above-mentioned.
(付記5)電子部品を樹脂で封止し、少なくとも1つの側面に凹部を形成して基板を構成する工程と、
前記基板の前記凹部に対して着脱自在の中継素子を形成する工程と、
一組の前記基板を前記側面同士で前記中継素子を介して接触させ、2つの前記凹部により形成された領域に前記中継素子を嵌合させて、前記中継素子により前記基板同士を電気的且つ機械的に接続する部品内蔵基板を構成する工程と、
を含むことを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。
(Appendix 5) A step of sealing the electronic component with resin and forming a recess on at least one side surface to constitute a substrate;
Forming a detachable relay element with respect to the concave portion of the substrate;
A pair of the substrates are brought into contact with each other via the relay element between the side surfaces, the relay element is fitted into a region formed by the two concave portions, and the substrates are electrically and mechanically connected by the relay element. Forming a component-embedded substrate to be connected
A method of manufacturing a component-embedded substrate, comprising:
(付記6)前記中継素子は、前記樹脂よりも熱膨張率の高い材料を有していることを特徴とする付記5に記載の部品内蔵基板の製造方法。 (Additional remark 6) The said relay element has a material with a higher coefficient of thermal expansion than the said resin, The manufacturing method of the component built-in board of Additional remark 5 characterized by the above-mentioned.
(付記7)凹部形成層を形成し、前記凹部形成層を覆うように前記樹脂で封止した後、前記凹部形成層を除去して、前記凹部を形成することを特徴とする付記5又は6に記載の部品内蔵基板の製造方法。 (Additional remark 7) After forming a recessed part formation layer and sealing with the said resin so that the said recessed part formation layer may be covered, the said recessed part formation layer is removed and the said recessed part is formed, It is characterized by the above-mentioned A method for manufacturing a component-embedded board as described in 1.
(付記8)前記基板の前記凹部の内壁面に前記電子部品と電気的に接続された第1端子を形成し、
前記中継素子の表面に前記第1端子と接続される第2端子を形成することを特徴とする付記5〜7のいずれか1項に記載の部品内蔵基板の製造方法。
(Appendix 8) Forming a first terminal electrically connected to the electronic component on the inner wall surface of the recess of the substrate,
The method for manufacturing a component-embedded board according to any one of appendices 5 to 7, wherein a second terminal connected to the first terminal is formed on a surface of the relay element.
(付記9)前記中継素子に電子部品を形成することを特徴とする付記5〜8のいずれか1項に記載の部品内蔵基板の製造方法。 (Additional remark 9) Electronic component is formed in the said relay element, The manufacturing method of the component built-in board of any one of Additional remark 5-8 characterized by the above-mentioned.
1a,1b,60 樹脂基板
2,3,70,80 中継素子
10,65 領域
11,21,52 IC半導体チップ
12,22,53 チップ部品
13,23,31,43,54,63 モールド樹脂
14,24 側面
15,25,62 凹部
47,58a,58b,58c 配線
17a,27a,32a,47a,64a,81a 接続端子
18 TMV
16,17,26,27,32,64 配線層
41,51 支持基板
42 ピン
44,59 絶縁膜
44a,46a,55a,55b,55c,57a,57b,57c 開口
45,56 メッキシード層
46,57 レジストパターン
48 犠牲層
49 コネクタ部品
61 個片体
81 銅板
1a, 1b, 60
16, 17, 26, 27, 32, 64 Wiring layers 41, 51
Claims (8)
前記基板に対して着脱自在の中継素子と、
を含み、
一組の前記基板は、前記側面同士で対向して接触しており、一組の前記凹部により形成された領域に前記中継素子が嵌合し、前記中継素子により電気的且つ機械的に接続されていることを特徴とする部品内蔵基板。 A substrate in which an electronic component is sealed with resin and a recess is formed on at least one side surface;
A relay element detachably attached to the substrate;
Including
A set of the substrates are in contact with each other facing the side surfaces, and the relay element is fitted into an area formed by the set of the recesses, and is electrically and mechanically connected by the relay element. A component-embedded board characterized by
前記中継素子は、表面に前記第1端子と接続される第2端子が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の部品内蔵基板。 In the substrate, a first terminal electrically connected to the electronic component is formed on an inner wall surface of the recess,
The component built-in board according to claim 1, wherein a second terminal connected to the first terminal is formed on a surface of the relay element.
前記基板の前記凹部に対して着脱自在の中継素子を形成する工程と
一組の前記基板を前記側面同士で前記中継素子を介して接触させ、2つの前記凹部により形成された領域に前記中継素子を嵌合させて、前記中継素子により前記基板同士を電気的且つ機械的に接続する部品内蔵基板を構成する工程と、
を含むことを特徴とする部品内蔵基板の製造方法。 Sealing the electronic component with resin, forming a recess on at least one side surface, and configuring the substrate;
A step of forming a detachable relay element with respect to the concave portion of the substrate; and a pair of the substrates are brought into contact with each other via the relay element between the side surfaces, and the relay element is formed in a region formed by the two concave portions. And forming a component built-in board for electrically and mechanically connecting the boards with the relay element;
A method of manufacturing a component-embedded substrate, comprising:
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