JP2019197876A - フリップチップパッケージ基板 - Google Patents

フリップチップパッケージ基板 Download PDF

Info

Publication number
JP2019197876A
JP2019197876A JP2018159981A JP2018159981A JP2019197876A JP 2019197876 A JP2019197876 A JP 2019197876A JP 2018159981 A JP2018159981 A JP 2018159981A JP 2018159981 A JP2018159981 A JP 2018159981A JP 2019197876 A JP2019197876 A JP 2019197876A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flip chip
chip package
layer
package substrate
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018159981A
Other languages
English (en)
Inventor
竹青 胡
Zhu Qing Hu
竹青 胡
詩濱 許
Shr-Bin Shiu
詩濱 許
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Pioneer Technology Co Ltd
Original Assignee
Phoenix Pioneer Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Pioneer Technology Co Ltd filed Critical Phoenix Pioneer Technology Co Ltd
Publication of JP2019197876A publication Critical patent/JP2019197876A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822Multilayer substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/562Protection against mechanical damage
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H01L23/3128Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/35Mechanical effects
    • H01L2924/351Thermal stress
    • H01L2924/3511Warping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】フリップチップパッケージ基板を提供する。【解決手段】回路構造の一側面に強化構造が設けられることで、フリップチップパッケージ基板の剛性強度が増加するため、フリップチップパッケージ基板が大寸法パッケージである場合、フリップチップパッケージ基板は良好な剛性を有し、電子パッケージ部材の反りを回避することができる。【選択図】図2A

Description

本発明は、フリップチップパッケージ技術に関し、特に強化構造を有するフリップチップパッケージ基板に関するものである。
近年、産業応用の発展に伴い、人工知能(AI)チップ、ハイエンドチップまたは積層チップ等のような大寸法チップパッケージ規格へ研究開発が進んでいる。例えば3Dまたは2.5DのIC製造プロセスは、高密度回路/高積層数/大寸法設計のハイエンド製品、例えば人工知能(AI)チップ、GPU等に応用されている。
従って、業界は、人工知能(AI)チップ、ハイエンドチップまたは積層チップ等のような大寸法チップを搭載するために、大寸法パネルのフリップチップパッケージ基板、例えば40×40mm2、70×70mm2またはその他重厚構造の板型を代わりに使用している。
図1Aに示すように、該電子装置1は、回路板18と、該回路板18に設けられたフリップチップパッケージ基板1aと、該フリップチップパッケージ基板1aに結合された半導体チップ19とを含む。具体的には、図1Bに示すように、該フリップチップパッケージ基板1aは、コア層10と、該コア層10の両側に設けられた回路構造11と、該回路構造11に設けられたソルダレジスト層12とを備え、該コア層10は、該回路構造11の回路層110と電気的に接続する導電スルーホール100を有し、該回路構造11は、それらの回路層110を被覆する少なくとも1つの誘電層111をさらに含む。又、接点(即ちI/O)112として該ソルダレジスト層12から該回路構造11の最外側の回路層110が露出し、半田材13、13'により該回路板18と該半導体チップ19とが結合される。
従来、コア層10の製造には、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなる基材、例えばBT(Bismaleimide Triazine)、FR4またはFR5等が用いられ、その上に導通孔製造工程、例えば機械ドリル、レーザドリルまたは両テーパ状ビアホール等の孔開け工程を行い、孔の中に導電材を電気めっきで形成し、樹脂を充填(plugin)している。
ただし、図1Aに示すように、従来の電子装置1は、パッケージ過程において、該フリップチップパッケージ基板1aが大寸法である場合、該フリップチップパッケージ基板1aの剛性が不十分であり、該パッケージ高温製造工程において該フリップチップパッケージ基板1aの各層間材料での熱膨張係数(Coefficient of thermal expansion、CTEともいう)が不均一となり、反りが発生してしまうため、該半導体チップ19との接続不良(例えば半田材13'の未接合)になったり、半田付けの際に該回路板18との接続不良(例えば半田材13"の未接合)になったりすることがある。ひどい場合は、応力の関係によって該半導体チップ19自身の電気故障または破損になったりすることさえある。
さらに、該コア層10の厚さh(図1B参照)を本来の0.6mmから1.0mm以上に増加することで、該フリップチップパッケージ基板1aの剛性強度を増加させ、該フリップチップパッケージ基板1aの反り程度を低減させようとすると、該コア層10の厚さhが増加する場合は、以下の欠点が生じてしまう。
(一)該コア層10を厚くする方法は、薄型化または微細化向けのパッケージ設計の要求を満たすことができない。具体的には、該フリップチップパッケージ基板1aの反りを防止するために、該コア層10の厚さを増加すると、該フリップチップパッケージ基板1a全体が厚くなり、基板の製造には不利になり、加工コストが高くなる。
(二)該コア層10を厚くした結果、各導電スルーホール100の間の細ピッチの製造はより困難となる。具体的には、該コア層10の厚さhが増加すると、従来の技術では、該導電スルーホール100の直径が大きくなり、該導電スルーホール100の端面(孔径w)のさらなる縮小ができず、導電スルーホール100の間隙の効果的な縮小はできなくなる。
(三)該コア層10を厚くした結果、細ピッチ回路の製造はより困難となる。具体的には、該コア層10の厚さhが増加すると、それに従って該導電スルーホール100の孔径及びそのアスペクト比は大きくなる。言い換えれば、該導電スルーホール100には、深さ(該厚さh)の増加に合わせるだけの孔径wが必要である(例えば該コア層10の本来0.8mmの厚さhを0.1mmの孔径に合わせるとしたら、該厚さhが1.2mmとなった場合、0.2mm以上の孔径wが必要となる)。従って、従来の技術では、該導電スルーホール100の直径は必然的に大きくなり(さもなければ、機械ドリルまたはレーザドリルの作業はできなくなる)、その上方回路層110の回路配線面積は縮減され、微細回路及び細ピッチの回路層110の製造は困難となる。
(四)該導電スルーホール100の深さ(該厚さh)が増加するため、該導電スルーホール100への充填、またはスルーホールにおける該導電層100aへの電気めっきはより困難となる。具体的には、該導電スルーホール100は該コア層10の厚さhが厚くなったため、スルーホールへの充填材の均一充填、または導電材への電気めっきの困難性が増加する。
(五)導電抵抗値が高くなり、電気的不良となる。具体的には、該コア層10の厚さhが増加すると、該フリップチップパッケージ基板1aの全体厚さが厚くなるため、導電経路が必然的に長くなり、抵抗値が高くなり、電気的不良となる。
(六)放熱性は悪くなる。具体的には、該コア層10の厚さが増加すると、フリップチップパッケージ基板1a全体が厚くなるため、該フリップチップパッケージ基板1aの放熱困難性が必然的に増加し、放熱性が悪くなり、全体の効能と寿命に影響を与えてしまう。
また、従来の回路構造11の誘電層111は、薄膜誘電材、例えばABF(Ajinomoto Build−up Film)のような材料を使用している。反りの課題を解決し改善するためにガラス繊維のプリプレグ(Prepreg、PPともいう)を代わりに使用しようとすると、その他の欠点が生じてしまう。例えば、該ガラス繊維のプリプレグに対するレーザビアホール加工は、該誘電層111にPPが用いられているため、加工コストの増加のみならず、細ビアホールの製造も困難となる。
また、図1Cに示すように、該フリップチップパッケージ基板1a'は、コアレス(coreless)層の態様であってもよい。その電気品質がコア層10を有するフリップチップパッケージ基板1aよりも優れ、その回路の幅と間隙が該コア層10の導電スルーホール100によって制限されないが、該コアレス層のフリップチップパッケージ基板1a'は、構造剛性がより悪くなり、パッケージ高温製造工程の場合に反りがより発生しやすくなる。
従って、従来の種々な問題を解決することは、極めて重要な課題となっている。
上記の従来技術の課題を解決するために、本発明は、対向する第1側と第2側を有する回路構造と、該回路構造の第1側及び/または第2側に設けられた強化構造とを含むフリップチップパッケージ基板を提供する。
上記フリップチップパッケージ基板において、該回路構造は、少なくとも1つの誘電層と該誘電層に設けられた回路層とを含む。例えば、該回路構造は、該誘電層と該回路層とが設けられたコア層をさらに含む。
上記フリップチップパッケージ基板において、該コア層内には該回路層に電気的に接続された導電部が複数形成されている。例えば、該導電部は、導電スルーホールと、単一の柱体または互いに接触積層された複数の柱体を含む。
上記フリップチップパッケージ基板において、該強化構造は、導電材または絶縁材である剛性層を含む。例えば、該強化構造は、該剛性層を被覆する絶縁部をさらに含み、該剛性層は該絶縁部を介して該回路構造に結合されている。さらに、該絶縁部は、該回路構造に結合された結合層と、該剛性層を被覆する保護層とを含む。
上記フリップチップパッケージ基板において、該強化構造は該回路構造に結合された絶縁部を含む。
上記フリップチップパッケージ基板において、該回路構造に電気的に接続されるように設けられた導電素子をさらに備え、該導電素子は該強化構造の中に位置し、かつ該強化構造から露出している。
上記フリップチップパッケージ基板において、該回路構造はコアレス層の態様である。
また、本発明は、上記フリップチップパッケージ基板と、該回路構造の第1側及び/または第2側に設けられた電子素子とを備えた電子パッケージ部材をさらに提供する。
上記電子パッケージ部材において、該回路構造に設けられ、該電子素子を被覆結合するパッケージ層をさらに備える。
上記のように、本発明に係るフリップチップパッケージ基板及び電子パッケージ部材は、主に該強化構造が該回路構造のいずれか一側面に設けられることで、該フリップチップパッケージ基板の剛性強度が増加する。従って、従来技術に対して、本発明は、パッケージ高温製造工程において、該電子パッケージ部材の反りが発生しないのみならず、該フリップチップパッケージ基板の薄型化設計には有利となり、該導電スルーホールの細ピッチ、回路密度の増加が可能となり、コア層を厚くすることなく、導通孔の充填または導通孔の電気めっきが容易となり、薄コア層の放熱性の向上と導電抵抗値の低下によって電気的性能が向上し、コア層導通孔の加工コストが低下し、該強化構造による放熱機能の向上等という効果を奏する。
さらに、本発明に係るフリップチップパッケージ基板は、大パッケージ寸法の電子パッケージ部材に応用されているため、パッケージ製造工程によって反りの発生はなく、また、機能の作動時に熱効果による反り、性能の低下またはチップ失効の課題が解消可能となる。従って、該フリップチップパッケージ基板の薄型化設計にはさらに有利となる。
従来の電子装置の断面模式図である。 従来のフリップチップパッケージ基板の断面模式図である。 従来の他のフリップチップパッケージ基板の断面模式図である。 本発明に係るフリップチップパッケージ基板の断面模式図である。 図2Aの他の実施例である。 図2Aの他の実施例である。 本発明に係る電子パッケージ部材の断面模式図。 図3Aの他の実施例である。 図3Aの他の実施例である。 本発明のフリップチップパッケージ基板の強化構造の他の実施例の断面模式図。 本発明のフリップチップパッケージ基板の強化構造の他の実施例の断面模式図。 本発明のフリップチップパッケージ基板の強化構造の異なる実施例の断面模式図。 本発明のフリップチップパッケージ基板の強化構造の異なる実施例の断面模式図。 本発明のフリップチップパッケージ基板の強化構造の異なる実施例の断面模式図。 本発明のフリップチップパッケージ基板の強化構造の他の実施例の断面模式図。 本発明のフリップチップパッケージ基板の強化構造の他の実施例の断面模式図。 本発明のフリップチップパッケージ基板の強化構造の他の実施例の断面模式図。
以下、具体的な実施例を用いて本発明の実施形態を説明する。この技術分野に精通した者は、本明細書の記載内容によって簡単に本発明のその他の利点や効果を理解できる。
また、明細書に添付された図面に示す構造、比例、寸法等は、この技芸に周知する者が理解できるように明細書に記載の内容に合わせて説明されるものであり、本発明の実施を制限するものではないため、技術上の実質的な意味を有せず、いかなる構造の修飾、比例関係の変更又は寸法の調整は、本発明の効果及び目的に影響を与えるものでなければ、本発明に開示された技術内容の範囲に入る。また、明細書に記載の例えば「上」、「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。
図2Aは、本発明に係るフリップチップパッケージ基板2の断面模式図である。図2Aに示すように、上記フリップチップパッケージ基板2は、回路構造2aと、強化構造2bとを備える。
上記回路構造2aは、対向する第1側20aと第2側20bを有し、いずれの側にも電子素子(例えば半導体チップ、受動素子等)が載置可能である。ここで、半導体チップが載置された外付側をチップ載置側という。以下、説明を容易にするため、第1側20aをチップ載置側とする。
この実施例において、該回路構造2aは、内部に複数の導電部200が形成されているコア層20を有する。例えば、該コア層20の材質は、ガラス繊維及び有機樹脂を含有した基材、例えばBT(Bismaleimide Triazine)、FR4またはFR5等を使用したり、高剛性でガラス繊維なしの充填材(filler)(例えばSiO2)を含有した有機基材を使用したりして、その上に導通孔製造工程、例えば機械ドリルまたはレーザドリル等の孔開け工程を行うとともに、孔の中に導電材200aを順次に形成し、プラグホール(plug hole)製造工程を行うことで充填材200bを形成する。
他の実施例において、図2Bに示すように、該コア層20'の材質は有機絶縁材である。該有機絶縁材は、ABF(Ajinomoto Build−up Film)、ガラス繊維含有またはガラス繊維なしのプリプレグ(Prepreg)、成形化合物(Molding Compound)、例えばエポキシモールド樹脂(Epoxy Molding Compound、EMCともいう)からなるコア基材であり、好ましくは、高剛性及び低熱膨張係数(CTE)のEMCである。さらに、該導電部200'は、単一の導電柱体または互いに接触積層された複数の導電柱体200cとからなり、少なくとも2つの導電柱体200cの幅は異なっていてもよく、それぞれの導電柱体200cの端面境界箇所Sは階段状となっている。ここでは、該導電部200'の柱体200cの積層数または周面態様は必要に応じて構成可能である。
従って、該導電部200、200'の製造方法は、一体成形または積層して製造可能であり、該導電部200、200'に関する輪郭形状は特に限定されるものではない。
また、該回路構造2aは、該コア層20、20'上に設けられ、少なくとも1つの誘電層210と該誘電層210に結合された複数の回路層211とを含むビルドアップ部21をさらに備え、該第1側20aに対応する該ビルドアップ部21の上には、保護層を形成することなく、または必要に応じて絶縁保護層22を形成するとともに、導電バンプ23の半田パッド212に結合される該第1側20aの最外層の回路層211を該絶縁保護層22から露出させていてもよい。例えば、該誘電層210は、液状エポキシ樹脂、膜状ABF、プリプレグ、モールド樹脂(EMC)または感光型樹脂からなってもよく、該絶縁保護層22はソルダレジスト材、例えば感光型インキ、ABFまたは非感光型誘電材(例えばEMC)等であってもよく、該導電バンプ23は、半田材230(図2A、図2Bを参照)及び/または金属柱231(図2Bに示す導電バンプ23'を参照)であってもよい。ここでは、該回路層211に関する配設層数は、必要に応じて構成可能である。
上記強化構造2bは、該回路構造2aの第2側20bに設けられている。
この実施例において、該強化構造2bは、剛性層24を含み、該剛性層24の材質は、高剛性材質であり、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、銅、銅合金、ニッケル鉄合金またはその他金属材料であってもよい。また、図6A〜図6Cに示す強化構造6bについて、該剛性層64の材質は、例えば高剛性のセラミックス材(例えばAl23またはAlN)、プラスチック、炭素繊維またはその他絶縁材であってもよい。従って、該剛性層24、64に関する材質は、必要に応じて構成可能であり、上記に限定されるものではない。
さらに、該強化構造2bは、該剛性層24を被覆する絶縁部25を含み、該剛性層24は該絶縁部25を介して該第2側20bに結合されている。例えば、該絶縁部25は、該第2側20bに結合された結合層250と、該剛性層24を被覆する保護層251とを含む。該絶縁部25(または該保護層251)の材料は、有機誘電材(例えばソルダレジスト材)または無機誘電材(例えば絶縁酸化物)であってもよい。具体的には、該有機誘電材の種類は、ABF、プリプレグ、モールド化合物、エポキシモールド樹脂(EMC)またはアンダーフィル塗料をさらに含む。該絶縁部25は、剛性層24と導電素子26との電気的導通を遮断し、ショートを防止することができる。
例えば、該結合層250と該保護層251とは材質が同様であってもよく、例えば図2A、2B、4A及び4Bに示す強化構造2bである。また、該結合層250と該保護層551とは材質が異なってもよく、例えば図5Aないし図5Cに示す強化構造5bである。
また、該フリップチップパッケージ基板2は、該強化構造2bに埋設されかつ該強化構造2bから露出し、該第2側20bの最外層の回路層211の電気接触パッド213に結合され電気的に接続されている複数の導電素子26をさらに含む。例えば、該導電素子26は柱体であり、その材質が銅(Cu)、ニッケル(Ni)または銅/ニッケル/金(Cu/Ni/Au)である。また、図4Aに示すように、該導電素子46aは、金属ブロック、例えば銅ブロック460と、該銅ブロック460を被覆する半田材461とを含む。また、図4Bに示す導電素子46bについて、その柱体構造は金属導電ペースト、例えば銅ペースト、銀ペースト、錫ペーストまたは錫ボールから製造されたものである。
また、該強化構造2b、5b、6bの製造工程はその種類が多い。例えば、該電気接触パッド213に電気的に接続するために、まず、該絶縁部25(または結合層250)を介して第2側20bに該剛性層24、64を貼合し、該絶縁部25の上に該電気接触パッド213が露出する開口を形成し、その後、該開口に該導電素子26、46a、46bを形成(電気めっき、置き入れまたは充填)してもよい。若しくは、まず、該電気接触パッド213に該導電素子26、46a、46bを形成(電気めっきまたは充填)し、次に、該絶縁部25(または結合層250)を介して第2側20bに該剛性層24、64を貼合することで、該導電素子26、46a、46bを該強化構造2b、5b、6b(または該絶縁部25)に埋設した後、リソグラフィ、エッチングまたはレーザ(Laser)により開口を形成し、該導電素子26、46a、46bを露出させてもよい。ここでは、該導電素子26、46a、46bの端面が該強化構造2bの表面から露出するように、該導電素子26、46a、46bの端面は、該強化構造2b、5b、6bの表面よりも高く、低くまたはそれと面一になってもよい。
一方、図2Cに示すように、該フリップチップパッケージ基板2"の回路構造2a'もコアレス(coreless)層の態様であってもよい。該強化構造2bは、該回路構造2a'の第2側20bに設けられている。該回路構造2a'は、該ビルドアップ部21と、該絶縁保護層22とを備え、該ビルドアップ部21の回路層211の層間電気接続方法は、導電柱の形態(導電ビアホールの選択も可能)を使用している。該導電バンプ23に結合された半田パッド212は、誘電層210に埋設されかつ該誘電層210の表面と面一になる(該誘電層210の表面に対して略凹、略凸となってもよい)。このように、該半田パッド212から該誘電層210が露出し、該絶縁保護層22から該最外層の回路層211が露出することで、該露出する回路層211は、該導電素子26に結合された電気接触パッド213として機能する。ここでは、該絶縁保護層22は、必要に応じて該第1側20aに設けられても設けられなくてもよく、または該第2側20bに設けられなくてもよい。従って、該絶縁保護層22の配置は特に限定されるものではない。
図3A及び図3Bは、本発明に係る電子パッケージ部材3、3'の断面模式図である。
図3Aまたは図3Bに示すように、該電子素子30と結合されるために、図2Aまたは図2Bに示すフリップチップパッケージ基板2、2'の第1側20aに少なくとも1つの電子素子30が設けられ、該第1側20aにパッケージ層31、31'が形成されている。また、回路板(図示せず)に結合されるために、該フリップチップパッケージ基板2、2'の強化構造2bにおける導電素子26に半田ボール32が接合されていてもよい。
この実施例において、該電子素子30は、能動素子、受動素子、またはそれらの組み合わせである。該能動素子は、例えば半導体チップであり、該受動素子は例えば抵抗、キャパシタ、インダクタである。該電子素子30は例えば半導体チップであり、導電バンプ23、23'がフリップチップ方法により該回路構造2aの回路層211に電気的に接続される。また、該電子素子は、複数のワイヤ(図示せず)がワイヤボンディングにより該回路構造に電気的に接続されてもよい。しかしながら、該電子素子が該回路構造2aに電気的に接続される方法は上記に限定されるものではない。該電子素子は、該第2側20bに設けられても該ビルドアップ部21に埋設されてもよい。
さらに、該パッケージ層31は、該第1側20aと該電子素子30との間に形成され、それらの導電バンプ23を被覆するアンダーフィルであってもよい。また、該パッケージ層31'は、該電子素子30とそれらの導電バンプ23'を被覆するための圧合製造工程用の薄膜、モールド製造工程用のパッケージ接着体または印刷製造工程用の接着材であってもよい。該パッケージ層31'の材質は、ポリイミド(PI)、エポキシ(epoxy)またはモールドされたパッケージ材であってもよい。ここでは、図3A及び図3Bのパッケージ層31、31'を同時に使用してもよい。従って、該電子素子30に関するパッケージ方法は上記に限定されるものではない。
一方、図3Cに示す電子パッケージ部材3"は、図2Cに示すフリップチップパッケージ基板2"の回路構造2a"の第1側20aに該電子素子30が設けられてもよい。その他の関連製造工程については、ここでは詳細を省略する。
上記のように、本発明に係るフリップチップパッケージ基板2、2'、2"及びこれによりパッケージされた電子パッケージ部材3、3'、3"は、該強化構造2b、5b、6bが該回路構造2a、2a'の第2側20bに設けられることで、該フリップチップパッケージ基板2、2'、2"の剛性強度が増加する。従って、従来技術と比較すると、該フリップチップパッケージ基板2、2'、2"が大寸法パッケージである場合、たとえ該フリップチップパッケージ基板2、2'、2"を薄型化したとしても、該フリップチップパッケージ基板2、2'、2"は依然として高い剛性を有する。それ故に、後続のパッケージ高温製造工程または製品の使用時に、該電子パッケージ部材3、3'、3"の反りの発生を回避することができ、電子素子30または回路板との接続不良の問題を回避することができる。
さらに、該フリップチップパッケージ基板2、2'、2"が大パッケージ寸法(例えば55×55、70×70、80×80mm2等)である場合、該回路構造2a、2a'のビルドアップ部21の層数は、必要に応じて構成することができるため、該回路構造2a、2a'に反り程度の異なる変化が発生する可能性があり、該強化構造2b、5b、6bの厚さtまたは該強化構造2bの構成材質を利用することができる。従って、該強化構造2b、5b、6bの厚さt及び構成材質を調整することで、該フリップチップパッケージ基板2、2'、2"の剛性を制御することができる。このため、該コア層20の厚さを大きくする必要はなく、該コア層20の厚さを低減することができる。また、該コア層20を配置する必要はなく、該フリップチップパッケージ基板2、2'、2"の反りの問題を回避することができる。これにより、該導電部200、200'の端面は必要に応じて微細化へ構成することができる。また、該導電部200、200'を配置する必要がないため、該回路層211の回路配線の制限を低減することができ、細回路または細ピッチの回路層211の製造が容易となり、高密度パッケージの効果を奏することができる。
また、該コア層20の厚さを大きくする必要がなく、該コア層20の厚さを制限できるため、該導電部200'に金属導電柱を用いることで導電抵抗を低減することができ、電気的性能が向上し、良好な放熱が可能となる。
また、該コア層20の薄型化が可能となるため、該導電部200の加工困難性が低下し、電子パッケージ部材3及びそのフリップチップパッケージ基板2全体の製造コストは大幅に低下する。
従って、本発明の技術的特徴により、下記の効果を奏することができる。
(一)本発明に係るフリップチップパッケージ基板2、2'、2"が高剛性の化構造2bの支持作用を有するため、該フリップチップパッケージ基板2、2'、2"及びそれにより完成された電子パッケージ部材3、3'、3"は大寸法のパッケージ作業、薄型化の設計を行うことができる。
(二)本発明に係るコア層20は薄型化の設計を維持することができるため、本発明に係る導電部200の端面は必要に応じて微細化の方向へ設計することができ、該導電部200の細ピッチの目的を達成することができる。
(三)本発明係る導電部200は細ピッチの設計ができ、該導電部200の配置が必要でないため、該回路層211の回路配線レイアウトを低減することができ、高密度の回路層211を容易に製造することができる。
(四)本発明に係るコア層20は、薄型化設計を維持することができるため、該導電部200の直径と該コア層20の厚さとのアスペクト比が増加することがなく、該導電部200の導通孔への充填または該導電部200の導電柱への電気めっきは容易となり、充填材質の効果的な均一充填は可能となる。
(五)本発明に係るコア層20は薄型化設計の維持ができるため、該導電部200の高さの増加がなく、導電抵抗値の低下が可能となり、電気的効果が向上する。
(六)本発明に係るコア層20は、薄型化設計の維持ができ、該導電部200の孔形とコア層20の厚さとの間のアスペクト比の増加がないため、該コア層20内の導通孔の加工困難性とコストは大幅に低下する。
(七)本発明に係る強化構造2b、5b、6bの厚い剛性層24及び薄いコア層20(または該コア層20はなく)の特徴は、該電子パッケージ部材3、3'、3"の放熱性を効果的に向上できるため、パッケージ工程における高温に応じて反り変形の発生はなく、応用端の作動発熱時の効能安定性を確保することができる。さらに、該強化構造2b、5bは金属材である場合、電気接地機能として良好に機能し、使用中のノイズの低減が可能となる。
上記のように、これらの実施形態は本発明の原理および効果を例示的に説明するに過ぎず、本発明は、これらによって限定されるものではない。本発明に係る実質的な技術内容は、特許請求の範囲に定義される。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上記実施例を種々に修正や変更されることが可能であり、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。
1 電子装置
1a、1a' フリップチップパッケージ基板
10、20、20' コア層
100 導電スルーホール
11、2a、2a' 回路構造
110、211 回路層
111、210 誘電層
112 接点
12 ソルダレジスト層
13、13'、13"、230、461 半田材
18 回路板
19 半導体チップ
2、2'、2" フリップチップパッケージ基板
2b、5b、6b 強化構造
20a 第1側
20b 第2側
200、200' 導電部
200a 導電材
200b 充填材
200c 導電柱体
21 ビルドアップ部
212 半田パッド
213 電気接触パッド
22 絶縁保護層
23、23' 導電バンプ
231 金属柱
24、64 剛性層
25 絶縁部
250 結合層
251、551 保護層
26、46a、46b 導電素子
3、3'、3" 電子パッケージ部材
30 電子素子
31、31' パッケージ層
32 半田ボール
460 銅ブロック
H、h、t 厚さ
S 端面境界箇所
w 孔径

Claims (14)

  1. 対向する第1側と第2側を有する回路構造と、
    該回路構造の第1側及び/または第2側に設けられた強化構造と、
    を備えることを特徴とするフリップチップパッケージ基板。
  2. 該回路構造は、少なくとも1つの誘電層と該誘電層に設けられた回路層とを含むことを特徴とする請求項1に記載のフリップチップパッケージ基板。
  3. 該回路構造は、該誘電層と該回路層とが設けられたコア層をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のフリップチップパッケージ基板。
  4. 該コア層内には該回路層に電気的に接続された導電部が複数形成されていることを特徴とする請求項3に記載のフリップチップパッケージ基板。
  5. 該導電部は、単一の柱体または互いに接触積層された複数の柱体を含むことを特徴とする請求項4に記載のフリップチップパッケージ基板。
  6. 該導電部は導電スルーホールであることを特徴とする請求項4に記載のフリップチップパッケージ基板。
  7. 該強化構造は、導電材または絶縁材である剛性層を含むことを特徴とする請求項1に記載のフリップチップパッケージ基板。
  8. 該強化構造は、該剛性層を被覆する絶縁部をさらに含み、該剛性層は該絶縁部を介して該回路構造に結合されていることを特徴とする請求項7に記載のフリップチップパッケージ基板。
  9. 該絶縁部は、該回路構造に結合された結合層と、該剛性層を被覆する保護層とを含むことを特徴とする請求項8に記載のフリップチップパッケージ基板。
  10. 該強化構造は該回路構造に結合された絶縁部を含むことを特徴とする請求項1に記載のフリップチップパッケージ基板。
  11. 該回路構造に電気的に接続されるように設けられた導電素子をさらに備え、該導電素子は該強化構造の中に位置し、かつ該強化構造から露出していることを特徴とする請求項1に記載のフリップチップパッケージ基板。
  12. 該回路構造はコアレス層の態様であることを特徴とする請求項1に記載のフリップチップパッケージ基板。
  13. 請求項1ないし請求項12のいずれか一項に記載のフリップチップパッケージ基板と、
    該回路構造の第1側及び/または第2側に設けられた電子素子と、
    を備えたことを特徴とする電子パッケージ部材。
  14. 該回路構造に設けられ、該電子素子を被覆結合するパッケージ層をさらに備えることを特徴とする請求項13に記載の電子パッケージ部材。
JP2018159981A 2018-05-07 2018-08-29 フリップチップパッケージ基板 Pending JP2019197876A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107115427A TW201947722A (zh) 2018-05-07 2018-05-07 覆晶封裝基板
TW107115427 2018-05-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019197876A true JP2019197876A (ja) 2019-11-14

Family

ID=68384213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018159981A Pending JP2019197876A (ja) 2018-05-07 2018-08-29 フリップチップパッケージ基板

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11488911B2 (ja)
JP (1) JP2019197876A (ja)
CN (1) CN110459521B (ja)
TW (1) TW201947722A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112020004725T5 (de) 2019-10-30 2022-06-15 Omron Healthcare Co., Ltd. Messvorrichtung, informationsendgerät, steuerprogramm und messsystem
WO2023148840A1 (ja) * 2022-02-02 2023-08-10 キオクシア株式会社 半導体装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10978417B2 (en) * 2019-04-29 2021-04-13 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Wiring structure and method for manufacturing the same
CN117279202A (zh) * 2022-06-15 2023-12-22 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 封装件及其制造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004031738A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板およびその製造方法
JP3664720B2 (ja) * 2001-10-31 2005-06-29 新光電気工業株式会社 半導体装置用多層回路基板の製造方法
JP2006073777A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Nec Toppan Circuit Solutions Inc 印刷配線板、その製造方法及び半導体装置
JP2008042154A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Kinko Denshi Kofun Yugenkoshi パッケージ基板
JP2009260335A (ja) * 2008-03-28 2009-11-05 Ngk Spark Plug Co Ltd 多層配線基板及びその製造方法
JP2016207940A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 イビデン株式会社 電子部品内蔵配線板及びその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4336605B2 (ja) * 2004-04-09 2009-09-30 日本特殊陶業株式会社 配線基板の製造方法
TW201113997A (en) * 2009-10-15 2011-04-16 Unimicron Technology Corp Package substrate and manufacture thereof, package structure and manufacture thereof
KR101752829B1 (ko) * 2010-11-26 2017-06-30 삼성전자주식회사 반도체 장치
CN103066048B (zh) * 2011-10-21 2015-11-25 欣兴电子股份有限公司 具有支撑体的封装基板、封装结构及其制法
TWI573230B (zh) * 2015-06-26 2017-03-01 矽品精密工業股份有限公司 封裝件及其封裝基板
KR102329799B1 (ko) * 2017-08-11 2021-11-22 삼성전자주식회사 반도체 패키지

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3664720B2 (ja) * 2001-10-31 2005-06-29 新光電気工業株式会社 半導体装置用多層回路基板の製造方法
JP2004031738A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板およびその製造方法
JP2006073777A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Nec Toppan Circuit Solutions Inc 印刷配線板、その製造方法及び半導体装置
JP2008042154A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Kinko Denshi Kofun Yugenkoshi パッケージ基板
JP2009260335A (ja) * 2008-03-28 2009-11-05 Ngk Spark Plug Co Ltd 多層配線基板及びその製造方法
JP2016207940A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 イビデン株式会社 電子部品内蔵配線板及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112020004725T5 (de) 2019-10-30 2022-06-15 Omron Healthcare Co., Ltd. Messvorrichtung, informationsendgerät, steuerprogramm und messsystem
WO2023148840A1 (ja) * 2022-02-02 2023-08-10 キオクシア株式会社 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190341357A1 (en) 2019-11-07
US11488911B2 (en) 2022-11-01
TW201947722A (zh) 2019-12-16
CN110459521A (zh) 2019-11-15
CN110459521B (zh) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI452661B (zh) 線路直接連接晶片之封裝結構
JP5389770B2 (ja) 電子素子内蔵印刷回路基板及びその製造方法
US20090194322A1 (en) Device mounting board and manufacturing method therefor, and semiconductor module
JP2019197876A (ja) フリップチップパッケージ基板
JP2001177010A (ja) 配線基板、配線基板を有する半導体装置、及び、その製造方法、実装方法
US20220406734A1 (en) Flip-chip packaging substrate and method for fabricating the same
TWI694566B (zh) 半導體封裝載板及其製法與電子封裝件
US9966323B2 (en) Semiconductor device
KR20100009941A (ko) 단차를 갖는 몰딩수지에 도전성 비아를 포함하는 반도체패키지, 그 형성방법 및 이를 이용한 적층 반도체 패키지
KR20150035251A (ko) 외부접속단자부와 외부접속단자부를 갖는 반도체 패키지 및 그들의 제조방법
JP2015225895A (ja) プリント配線板および半導体パッケージ、ならびにプリント配線板の製造方法
US11139230B2 (en) Flip-chip package substrate and method for preparing the same
TWI746415B (zh) 覆晶封裝基板之核心結構及其製法
US11183447B2 (en) Flip-chip package substrate and method for fabricating the same
JP2009135391A (ja) 電子装置およびその製造方法
US20200388564A1 (en) Semiconductor package substrate, method for fabricating the same, and electronic package having the same
US11658104B2 (en) Intermediate substrate and fabrication method thereof
CN111755409A (zh) 半导体封装基板及其制法与电子封装件及其制法
TWI739027B (zh) 覆晶封裝基板之核心結構及其製法
TWI762777B (zh) 半導體封裝基板及其製法與電子封裝件及其製法
TW201913944A (zh) 中介基板及其製法
TWI392072B (zh) 封裝基板及其製作方法
JP2007049154A (ja) チップ埋め込み型パッケージ構造およびその製造方法
TW202327010A (zh) 半導體封裝載板及其製法
CN111799242A (zh) 封装堆叠结构及其制法与载板组件

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200204

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200804