JP3979241B2 - 電子部品 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品に関し、特に、低コストで、歩留まりを向上させることができるようにした電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯端末や情報家電分野においては、小型軽量化や高機能化に対する要求が強く、高速化および高周波化が求められているため、その製造において、半導体チップが内蔵される多層基板の電子部品の使用ニーズが高まっている。
【0003】
図1は、従来の基板の構成例を示す図である。
【0004】
図1Aに示される基板では、ランド2が形成され、レジスト絶縁樹脂3が塗布された基板1に、電極部5にバンプ6が形成された半導体チップ4が、はんだや導電ペーストなどの接合材料7により、固定され、電気的に接続されている。さらに、この基板においては、半導体チップ4と基板1の接続強度を高め、湿気などの進入を防ぐため、半導体チップ4の底面と基板1の間には、封止樹脂8が充填されている(例えば、特許文献1および2参照)。
【0005】
また、図1Bに示される基板では、導電粒子12を含む異方性導電ペースト11を用いて、半導体チップ4と基板1を接続と同時に封止することにより、半導体チップ4が基板1に電気的に接続されている。この場合、バンプ6とランド2は、その間に存在する導電粒子12により電気的に接続される。
【0006】
また、他の基板では、図示しないが、半導体チップ4のバンプ6と基板1のランド2が直接接続され、その後、非導電ペーストまたは異方性導電膜などの熱圧着により、固定と封止を同時に行う接続方法が用いられることもある(例えば、特許文献3参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−196013号公報(第4−5ページ、図1)
【特許文献2】
特開平6−140461号公報(第4ページ、図1)
【特許文献3】
特開平9−321439号公報(第3−4ページ、図4)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように半導体チップ4は、半導体チップ4ごとに電極部5の相当数のバンプ6が形成され、接合材料7および封止樹脂8、あるいは、異方性導電ペースト11により基板上に接続されるため、加工費や材料費がかかってしまう課題があった。
【0009】
また、半導体チップ4と基板1が異方性導電ペースト11、または、非導電ペーストにより接続された場合、半導体チップ4と基板1の接続抵抗が高く、使用用途が限定される課題があった。さらに、非導電ペーストを用いての熱圧着接続方法は、圧力の適性範囲が狭く、部品の大きさや電極端子数に合わせて条件設定をしないと接続不良が発生し、歩留まりが悪化する課題があった。
【0010】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低コスト化を図り、歩留まりを向上することができるようにするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品は、基板の所定の位置に形成された、基板の一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔と、電極端子が貫通孔の中心に対向する位置に配置された状態で、基板の一方の面に接着された電子デバイスと、電子デバイスの電極端子を、基板の他方の面に電気的に接続するように、電極端子と貫通孔の内壁に接するように形成された導電部とを備え、導電部は、メッキにより、基板の他方の面の他の導電部と一体的に形成されてなり、電子デバイスは、基板に形成された接着樹脂層上に配置され、接着樹脂層と基板の間にはレジスト絶縁樹脂層を有し、接着樹脂層を構成する接着樹脂は、レジスト絶縁樹脂層を構成するレジスト樹脂よりも低流動性であることを特徴とする。
【0012】
接着樹脂層は10乃至40μmの厚みとすることができる。
【0027】
本発明の電子部品においては、基板の所定の位置に、一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔が形成され、電極端子が貫通孔の中心に対向する位置に、電子デバイスが基板の上に配置、接着される。そして、電子デバイスの電極端子を電気的に、基板の他方の面に導出するように、電極端子と貫通孔の内壁に接するように導電部が形成される。この導電部は、メッキにより、基板の他方の面の他の導電部と一体的に形成されてなり、この電子デバイスは、基板に形成された接着樹脂層上に配置され、接着樹脂層を構成する接着樹脂は、接着樹脂層と基板の間にあるレジスト絶縁樹脂層を構成するレジスト樹脂よりも低流動性となされている。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0029】
図2は、本発明の多層基板の形成処理装置の構成を示すブロック図である。
【0030】
この形成処理装置は、基板配置部31、平坦化処理部32、接着層形成部33、貫通孔形成部34、チップ配置部35および電気接続部36により構成されている。
【0031】
基板配置部31は、基板51(図4A)を用意し、所定の位置に配置する。平坦化処理部32は、配線の結果生じた基板上の凹凸を、レジスト絶縁樹脂53(図4B)により平坦化する処理を行う。接着層形成部33は、レジスト絶縁樹脂53により平坦化された基板51上に、接着樹脂層54(図4B)を形成する。
【0032】
貫通孔形成部34は、接着樹脂層54が形成された基板51の所定の位置に、貫通孔55(図4C)を形成する。チップ配置部35は、基板51上の貫通孔55に合わせて、半導体チップ56a(図5D)を配置し、接着、固定する処理を行う。電気接続部36は、半導体チップ56aの電極端子57aを、電極端子57aの下部に位置した貫通孔55を介して基板51の他方の面に導出する処理を行う。
【0033】
次に、図3のフローチャート、並びに図4および図5の工程図を参照して、本発明の多層基板の形成装置における半導体チップの接続処理を説明する。
【0034】
まず、ステップS1において、図4Aに示されるように、基板配置部31は、基板51を用意し、所定の位置に配置する。基板51は、その一方の面(図中上方の面)が、銅箔52により配線されており、その結果、基板51の表面には、その銅箔52の配線による凹凸がある。そこで、ステップS2において、平坦化処理部32は、銅箔52の配線による凹凸がある基板51上に、図4Bに示されるように、レジスト絶縁樹脂53を塗布する。ステップS3において、接着層形成部33は、レジスト絶縁樹脂53により平坦化された基板51上に接着樹脂層54を形成する。
【0035】
ここで、上述したステップS2およびS3の処理の詳細について、図6および図7を参照して説明する。なお、図6A、図6Bおよび図7Aは、基板51上において、半導体チップ56a(図5D)が接続された位置の拡大側断面図を表しており、図6Cおよび図7Bは、図6Aまたは図6Bにおいて、メッキ59(図5F)を形成する前、または導電ペースト71(図8)を充填する前の、貫通孔55を下から(矢印の向きに)見た底面図、および、図7Aにおいて、メッキ59を形成する前の貫通孔55を下から(矢印の向きに)見た底面図を、それぞれ表している。
【0036】
接着樹脂層54は、例えば、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂またはポリイミド系樹脂などの接着樹脂を、印刷供給、あるいは、シート状にして貼り付けられることにより形成される。接着樹脂は、半導体チップ56a(後述する図5Dの工程で基板51上に配置される)の底面の凹凸に追従するように、適正量の流動性が求められるが、あまりに流動性が大きすぎると、図6Aおよび図6Bに示されるように、接着樹脂の押し出し過剰部分aが発生する原因の一因になるため、接着樹脂は、例えば、日立化成製 AS−3000(登録商標)のような低流動性のものが好ましい。
【0037】
一方、上述したように、基板51の表面には、銅箔52(厚さは25μm乃至35μm)の配線による凹凸があり、この凹凸は、半導体チップ56aとの密着性を考慮すると、10μm以下に平坦化させる必要がある。レジスト絶縁樹脂53を塗布せずに、低流動性の接着樹脂をダイレクトに塗布することにより、この凹凸を10μm以下に平坦化しようとすると、接着樹脂層54は、40μm以上の厚さになってしまう。
【0038】
このようにして形成された接着樹脂層54が厚過ぎると、図6A、図6Bおよび図6Cに示されるように、半導体チップ56aを接着する際に、その押圧力により、基板51の貫通孔55に接着樹脂が過剰に押し出され(押し出し過剰部分a)、貫通孔55において、接着樹脂層54が半導体チップ56aの電極端子57aの端部を覆ってしまう。したがって、メッキ59の形成または導電ペースト71の充填処理において、メッキ59または導電ペースト71と電極端子57aとの接続面積が小さくなってしまい、初期接続不良の発生、または、接続信頼性の低下を誘発するおそれがある。さらに、導電ペースト71の充填処理においては、接着樹脂の押し出し過剰部分aにより、貫通孔55が狭くなり、導電ペースト71の未充填部分bが発生してしまうおそれもある。
【0039】
このような現象が発生するのを防止するため、接着樹脂層54を形成する前に、接着樹脂に較べて高い流動性を有するレジスト絶縁樹脂(例えば、エポキシ樹脂)53を基板51上に塗布し、基板51表面の凹凸を10μm以下まで平坦化するようにした。これにより、接着樹脂層54としては、その流動性が低いものを用いることができ、40μm以下、10μm程度の厚さまで薄くすることができる。
【0040】
したがって、図7に示されるように、レジスト絶縁樹脂53を塗布し、低流動性の接着樹脂を用いて、接着樹脂層54を10μm乃至40μmの厚みにするようにしたので、半導体チップ56aの接着時における押圧力により、貫通孔55内に押し出される接着樹脂が所定の量、形に安定するため、メッキ59の形成および導電ペースト71の充填処理における接続不良の発生が抑制され、基板51の信頼性、従って、歩留まりが向上する。
【0041】
図3に戻って、ステップS4において、貫通孔形成部34は、図4Cに示されるように、接着樹脂層54が形成された基板51に、一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔55を形成する。この貫通孔55は、接続する半導体チップ56aの電極端子57aの基板51上の位置と大きさに合わせて、ドリルまたはレーザなどを用いて形成される。
【0042】
ステップS5において、チップ配置部35は、図5Dに示されるように、半導体チップ56aおよび半導体チップ56bを、基板51の所定の貫通孔55に合わせて配置し、固定する。すなわち、電極端子57aおよび電極端子57bが対応する貫通孔55と対向するように(平面から見た場合、電極端子57aおよび電極端子57bの中心が、貫通孔55の中心と、ほぼ一致するように)配置される。そして、半導体チップ56aおよび半導体チップ56bは、接着樹脂層54上に、ボンダ58により熱圧着され、機械的に固定される。この場合、接着樹脂層54は、半導体チップ56aおよび半導体チップ56bの底面の凹凸に追従して変形し、半導体チップ56aおよび半導体チップ56bの底面と基板51の隙間を埋める。これにより、ボイドの発生を抑制できる。
【0043】
なお、以下において、半導体チップ56a,56bおよび電極端子57a,57bは、それらを個々に区別する必要がない場合、それぞれ、単に半導体チップ56および電極端子57と称する。また、図5Dには、半導体チップ56aおよび半導体チップ56bの2個しか図示されていないが、この基板51上には、実際には、もっと多くの半導体チップ56が搭載されている。
【0044】
また、図5Dにおいては、ボンダ58を用いて、半導体チップ56を1つずつ、搭載と同時に熱圧着して接着しているが、ボンダ58を用いて、半導体チップ56を1つずつ搭載と同時に熱圧着して、仮固定し、その後、ラミネータ231(図18E)などで一括熱圧着するようにしてもよいし、半導体チップ56を1つずつ搭載と同時に熱圧着して、仮固定し、その後、オーブン(図示せず)などで一括硬化、固定するようにしてもよい。
【0045】
ステップS6において、電気接続部36は、図5Eに示されるように、半導体チップ56が固定された基板51の下面(半導体チップ56が固定されている面(上面)と反対側の面)を銅などの導電性の材料により一括してメッキする。これにより、図5Fに示されるように、各貫通孔55の内部の周壁に接してメッキ59が形成され、かつ、基板51の下面にメッキ60が、メッキ59と一体的に形成される。貫通孔55の内部のメッキ59は、基板51の下面のメッキ60に接触して形成される。これにより、電極端子57は、基板51の下面側に、電気的に導出される。その結果、電極端子57を基板51の下面の回路部品と電気的に接続することができる。すなわち、メッキ59およびメッキ60が導電部を形成する。
【0046】
以上のように、メッキ59およびメッキ60により、貫通孔55のスルーホール形成と同時に、半導体チップ56の電極端子57が電気的に接続されるので、半導体チップ56の電極端子57にバンプを形成する必要がなくなり、さらに、半導体チップ56ごとの導電材の供給も必要なくなるため、材料費または加工代が削減される。
【0047】
また、基板51上に形成された接着樹脂層54により半導体チップ56が機械的に固定され、さらに、半導体チップ56の底面と基板51の間が接着樹脂層54の樹脂により充填されるため、別途、封止樹脂または導電性(非導電性)フィルムやペーストの供給の必要がなくなり、材料費または加工代が削減される。
【0048】
さらに、上記の接続処理は、半導体チップ56を導電性(非導電性)フィルムやペーストにより基板51に熱圧着する場合と比較して、電気的接続の接続抵抗値が低いため、使用用途が拡大され、また、この熱圧着する場合に発生していた圧力の条件設定の必要性が抑制される。
【0049】
以上においては、半導体チップ56の電極端子57と電極端子57の下部に位置した貫通孔55が、メッキ59によりスルーホール化され、電気的に接続されるようにしたが、図8に示されるように、印刷法により、貫通孔55に導電ペースト71を一括充填することで電極端子57を、基板51の反対側の面に、電気的に導出し、その後、導電ペースト71と電気的に接続されるように配線部72を形成するようにしてもよい。なお、図8において、図4および図5における場合と対応する部分には対応する符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【0050】
図9は、2層の多層基板81の構成例を示している。なお、図9において、図4および図5における場合と対応する部分には対応する符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【0051】
基板51のメッキ59によりスルーホール化されている貫通孔55は、図5Fに示されるように、空洞にしておいてもよいが、多層基板81の形成に用いられる場合には、空気によるリフロー加熱時の膨れ、信頼性(耐腐食性、耐マイグレーション性)劣化などを防ぐため、図9に示されるように、導電ペースト91(非導電ペーストでもよい)が充填される。
【0052】
その後、基板51のメッキ60の下に、接着層93が形成され、基板92が接続、固定され、有底ビア94が形成されることにより、多層基板81が形成される。この有底ビア94は、基板92と接着層93に、レーザなどで基板孔95が形成され、その後、メッキ96およびメッキ97により、スルーホール化されるとともに、電気的に接続されて形成されている。
【0053】
上記説明では、基板92が接続、固定されてから有底ビア94を形成したが、有底ビア94が形成された基板92を接続、固定するようにしてもよい。
【0054】
以上のように、半導体チップ56の電極端子57はランドなどを介することなく、有底ビア94と電気的に直接接続される。
【0055】
次に、図10のフローチャートおよび図11の工程図を参照して、本発明の形成処理装置における半導体チップの接続処理の他の例を説明する。なお、図11において、図4および図5における場合と対応する部分には対応する符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので適宜省略する。
【0056】
ステップS21乃至S25で、基板の配置処理、レジスト絶縁樹脂塗布処理、接着樹脂層形成処理、貫通孔形成処理、および、半導体チップ配置、固定処理が行われる。これらの処理は、図3のステップS1乃至S5の処理と同様のため、その詳細な説明および図示は省略する。
【0057】
ステップS26において、平坦化処理部32は、図11に示されるように、半導体チップ56が固定された基板51(図5E)上を樹脂101を塗布することにより平坦化する。ステップS27において、接着層形成部33は、樹脂101により平坦化された基板51上に接着樹脂層102を形成する。ステップS28において、貫通孔形成部34は、接続する基板111に合わせて、接着樹脂層102が形成された基板51の所定の位置に、貫通孔103を形成する。
【0058】
ステップS29において、基板配置部31は、別途形成された基板111を準備し、貫通孔103に合わせて、基板51に対して、相対的に所定の位置に配置し、接着樹脂層102により機械的に固定させる。基板111は、この例の場合、貫通孔112が形成され、形成された貫通孔112がメッキ113およびメッキ114によりスルーホール化されるとともに、基板51と接続する配線が施され、その後、導電ペースト115が充填され、樹脂116および117により平坦化されたものである。なお、基板111は、他の構成の基板としてもよいし、多層基板であってもよい。
【0059】
ステップS30において、電気接続部36は、図12に示されるように、接着樹脂層102により基板111が接続された基板51を、メッキ131およびメッキ132により銅でスルーホール化すると同時に、半導体チップ56の電極端子57と電極端子57の下部に位置した貫通孔55、並びに、基板111と基板111のメッキ(配線)114の下に位置した貫通孔103を、一括して電気的に接続する。
【0060】
以上により、基板111と基板51が接続された2層の多層基板121が形成される。実際には、貫通孔55および貫通孔103は、図12に示されるように、空気による腐食などを防ぐため、導電ペースト133(非導電ペーストでもよい)が充填されて用いられることが多い。
【0061】
また、以上においては、基板上に形成された接着樹脂層により、半導体チップを基板上に機械的に固定するようにしたが、図13以降に説明するように、半導体チップの底辺に形成された接着樹脂層により、半導体チップを基板上に機械的に固定するようにしてもよい。なお、図13以降においても、図4、図5および図9における場合と対応する部分には対応する符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので適宜省略する。
【0062】
図13は、半導体チップにおける接着樹脂層の形成処理装置の構成を示すブロック図である。
【0063】
この形成処理装置は、チップ配置部201、接着層形成部202、および電極露出部203により構成されている。
【0064】
チップ配置部201は、半導体チップ221(図15A)を用意し、所定の位置に配置する。接着層形成部202は、半導体チップ221の電極端子222を有する底面に、接着樹脂層223(図15B)を形成する。電極露出部203は、接着樹脂層223から、半導体チップ221の電極端子222を露出する処理を実行する。
【0065】
次に、図14のフローチャート、並びに図15の工程図を参照して、図13の半導体チップの接着樹脂層の形成処理装置の処理を説明する。
【0066】
ステップS51において、図15Aに示されるように、チップ配置部201は、半導体チップ221を用意し、電極端子222を有する底面を上にして所定の位置に配置する。ステップS52において、接着層形成部202は、半導体チップ221の電極端子222を有する底面(図中上面)に、図15Bに示されるように、接着樹脂層223を形成する。図15の例の場合、接着樹脂層223は、感光性タイプの接着樹脂により形成されている。
【0067】
電極露出部203は、ステップS53において、接着樹脂層223上にマスクパターン224を形成し(図15C)、ステップS54において、接着樹脂層223のマスクパターン224のない位置を露光した後、現像除去することにより、半導体チップ221の底面上の電極端子222を露出させる(図15D)。
【0068】
この接着樹脂層223は、あまりに流動性が大きすぎると、図6および図7を参照して説明した接着樹脂層54と同様に、半導体チップ221を基板51に接着する際(図18D)に、接着樹脂が押し出され、露出された電極端子222の一部分を覆ってしまうため、低流動性のものが好ましい。
【0069】
また、接着樹脂層223の厚さは、接着樹脂層223がレジストマスク機能を兼ねる場合、絶縁信頼性を確保するために、10μm程度以上の厚さが必要であり、かつ、基板51の表面上の凹凸を平坦化するような厚さが必要であるが、接着樹脂層54と同様に、接着樹脂層223が厚過ぎると、接着樹脂が押し出されてしまうおそれがある。したがって、図15の例の場合においても、この半導体チップ221を基板51に接着する際(図18D)にレジスト絶縁樹脂53を塗布し、低流動性の接着樹脂を用いて、接着樹脂層223を10μm乃至40μmの厚みにしている。
【0070】
なお、以上においては、ポジ用のマスクパターン224を用いて、接着樹脂層223のマスクパターン224のない位置を、露光、現像除去することにより、半導体チップ221の底面上の電極端子222を露出させるようにしたが、使用する接着樹脂の種類によっては、ネガ用のマスクパターンを用いて、接着樹脂層223のマスクパターンのない位置(電極端子222の周囲)を露光し、その後、露光されなかったマスクパターンのある位置(電極端子222の部分)を現像除去することにより、接着樹脂層223から電極端子222を露出するようにしてもよい。
【0071】
また、図15の例の場合、接着樹脂層223を、感光性タイプの接着樹脂により形成するようにしたが、非感光性タイプの接着樹脂を用いるようにしてもよく、この場合においては、レーザ光により接着樹脂層223の電極端子222の部分が除去されることにより、電極端子222が露出される。
【0072】
以上のようにして接着樹脂層223が形成された半導体チップ221を用いて実行される、本発明の多層基板の形成装置における半導体チップの接続処理を、図16のフローチャート、並びに図17乃至図19の工程図を参照して説明する。
【0073】
ステップS71において、図17Aに示されるように、基板配置部31は、基板51を用意し、所定の位置に配置する。ステップS72において、平坦化処理部32は、銅箔52の配線による凹凸がある基板51上に、図17Bに示されるように、レジスト絶縁樹脂53を塗布し、基板51の凹凸を平坦化する。ステップS73において、貫通孔形成部34は、図17Cに示されるように、レジスト絶縁樹脂53により平坦化された基板51上に、一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔55を形成する。この貫通孔55は、接続する半導体チップ221aの電極端子222aの基板51上の位置と大きさに合わせて、ドリルまたはレーザなどを用いて形成される。
【0074】
チップ配置部35は、ステップS74において、接着樹脂層223aの形成された半導体チップ221a、および、接着樹脂層223bの形成された半導体チップ221bを、図18Dに示されるように、基板51の所定の貫通孔55に合わせて配置し、固定する。その後、ステップS75において、平坦化処理部32は、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bが固定された基板51を封止樹脂232(図19F)で平坦化する。
【0075】
すなわち、電極端子222aおよび電極端子222bが対応する貫通孔55と対向するように(平面から見た場合、電極端子222aおよび電極端子222bの中心が、貫通孔55の中心と、ほぼ一致するように)配置される。そして、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bは、図18Dに示されるように、レジスト絶縁樹脂53により平坦化された基板51上に、ボンダ58により、半導体チップ221を1つずつ搭載と同時に熱圧着されて、仮固定され、その後、図18Eに示されるように、ラミネータ231で一括熱圧着され、機械的に固定される。そして、これらの半導体チップ221aおよび半導体チップ221bが固定されることにより、基板51上に凹凸が形成されるので、図19Fに示されるように、封止樹脂232により、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bが固定された基板51上が平坦化される。
【0076】
この場合、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bの底面に形成された接着樹脂層223aおよび接着樹脂層223bは、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bの底面の凹凸に追従して変形し、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bの底面と基板51の隙間を埋める。これにより、ボイドの発生を抑制できる。
【0077】
なお、以下において、半導体チップ221a,221b、電極端子222a,222bおよび接着樹脂層223a,223bは、それらを個々に区別する必要がない場合、それぞれ、単に半導体チップ221、電極端子222および接着樹脂層223と称する。また、図19Fには、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bの2個しか図示されていないが、この基板51上には、実際には、もっと多くの半導体チップ221が搭載されている。
【0078】
ステップS76において、電気接続部36は、半導体チップ221が固定された基板51の下面(半導体チップ221が固定されている面(上面)と反対側の面)を銅などの導電性の材料により一括してメッキする。これにより、図19Gに示されるように、各貫通孔55の内部の周壁に接してメッキ59が形成され、かつ、基板51の下面にメッキ60が、メッキ59と一体的に形成される。貫通孔55の内部のメッキ59は、基板51の下面のメッキ60に接触して形成される。これにより、電極端子222は、基板51の下面側に、電気的に導出される。その結果、電極端子222を基板51の下面の回路部品と電気的に接続することができる。すなわち、メッキ59およびメッキ60が導電部を形成する。
【0079】
以上のように、基板51に形成された接着樹脂層54の代わりに、個々の半導体チップ221に形成された接着樹脂層223を用いるようにしても、基板51に形成された接着樹脂層54を用いた場合と同様の効果が得られる。
【0080】
さらに、基板51に形成された接着樹脂層54を用いて、狭いピッチで、多くの半導体チップ221を搭載する場合に、最後の方に接着した半導体チップ221への接着樹脂層54の接着力が弱まり、その結果、半導体チップ221が剥がれてしまうような接着不良を抑制し、全ての半導体チップ221を同等な接着力により、基板51に接着することができる。
【0081】
また、基板51に搭載する半導体チップが少ない場合には、基板51に形成された接着樹脂層54を用いる場合に較べて、加工費、材料費を削減することができる。さらに、半導体チップ221に形成された接着樹脂層223は、レジストマスク機能を兼ねることもでき、この場合、レジスト樹脂の材料費用が削減される。
【0082】
図20は、2層の多層基板241の構成例を示している。なお、図20において、図18および図19における場合と対応する部分には対応する符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので適宜省略する。
【0083】
図20の例の場合においては、封止樹脂232により平坦化された基板51の上に回路251が形成されている。回路251は、基板51にレーザにより形成された基板孔252がメッキ253によりスルーホール化されることにより、メッキ60と電気的に接続されている。さらに、平坦化樹脂254により平坦化された回路251の上には、有底ビア256が形成された基板255が接続、固定されている。
【0084】
この有底ビア256は、基板255上に、回路251の位置に合わせてレーザにより基板孔257が形成され、その後、メッキ258およびメッキ259により、スルーホール化されるとともに、回路251と電気的に接続されて形成されている。
【0085】
以上のようにして、半導体チップ221の電極端子222が、ランドなどを介することなく、メッキ59、メッキ60、メッキ253および回路251を介して、有底ビア256と電気的に接続された多層基板241が形成される。なお、実際には、貫通孔55、基板孔252および基板孔257は、図20に示されるように、空気による腐食などを防ぐため、導電ペースト260が充填されて用いられることが多い。
【0086】
次に、図21のフローチャートおよび図22乃至図24の工程図を参照して、本発明の形成処理装置における半導体チップの接続処理の例を説明する。なお、図22乃至図24において、図4および図5における場合と対応する部分には対応する符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので適宜省略する。
【0087】
ステップS101乃至S104で、基板の配置処理、レジスト絶縁樹脂塗布処理、接着樹脂層形成処理、および、貫通孔形成処理が行われる。なお、これらの処理は、図3のステップS1乃至S4の処理と同様のため、その詳細な説明および図示は省略する。
【0088】
以上の処理において、貫通孔55が、接続する枠基板271の電極部272、および、半導体チップ221aの電極端子222aの基板51上の位置と大きさに合わせて、ドリルまたはレーザなどを用いて形成されている。
【0089】
そこで、ステップS105において、基板配置部31は、図23Dに示されるように、枠基板271を、基板51の所定の貫通孔55に合わせて配置し、固定する。枠基板271は、底面に電極部272を有し、電極部272の周囲は、底面を平坦化するための平坦化樹脂273が塗布されている。したがって、枠基板271の電極部272が対応する貫通孔55と対向するように(平面から見た場合、電極部272の中心が、貫通孔55の中心と、ほぼ一致するように)配置される。そして、枠基板271は、接着樹脂層54上に、ラミネータ231などにより熱圧着され、機械的に固定される。この場合、接着樹脂層54は、枠基板271の底面の凹凸に追従して変形し、枠基板271の底面と基板51の隙間を埋める。これにより、ボイドの発生を抑制できる。
【0090】
ステップS106において、チップ配置部35は、接着樹脂層223aの形成された半導体チップ221a、および、接着樹脂層223bの形成された半導体チップ221bを、図23Eに示されるように、基板51の所定の貫通孔55に合わせて配置し、ボンダ58により仮固定し、図23Fに示されるように、ラミネータ231で一括熱圧着し、機械的に固定する。その後、ステップS107において、平坦化処理部32は、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bが固定された基板51を封止樹脂232(図24G)で平坦化する。なお、図24の例の場合、封止樹脂232は、枠基板271の隙間を埋め、かつ、半導体チップ221aおよび半導体チップ221bにより凹凸が形成された基板51上を平坦化している。
【0091】
ステップS108において、電気接続部36は、枠基板271および半導体チップ221が固定された基板51の下面(枠基板271および半導体チップ221が固定されている面(上面)と反対側の面)を銅などの導電性の材料により一括してメッキする。これにより、図24Hに示されるように、各貫通孔55の内部の周壁に接してメッキ59が形成され、かつ、基板51の下面にメッキ60が、メッキ59と一体的に形成される。貫通孔55の内部のメッキ59は、基板51の下面のメッキ60に接触して形成される。これにより、枠基板271の電極部272、および、半導体チップ221の電極端子222は、基板51の下面側に、電気的に導出される。その結果、枠基板271の電極部272、および、半導体チップ221の電極端子222を基板51の下面の回路部品と電気的に接続することができる。すなわち、メッキ59およびメッキ60が導電部を形成する。
【0092】
以上のように、基板51に形成された接着樹脂層54に加えて、個々の半導体チップ221に形成された接着樹脂層223を用いるようにしたので、基板51に形成された接着樹脂層54を用いた場合と同様の効果が得られる他、枠基板271の配置、接着工程により、基板51に形成された接着樹脂層54が硬化し、半導体チップ221を接着するための接着樹脂層54の接着力が弱まり、その結果、半導体チップ221が剥がれしまうような接着不良を抑制し、半導体チップ221を基板51に確実に接着することができる。
【0093】
図25は、2層の多層基板281の構成例を示している。なお、図25において、図20、および、図22乃至図24における場合と対応する部分には対応する符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので適宜省略する。
【0094】
図25の例の場合においては、封止樹脂232により平坦化された基板51の上に回路251が形成されている。回路251は、枠基板271と電気的に接続されている。さらに、平坦化樹脂254により平坦化された回路251の上には、有底ビア256が回路251と電気的に接続されるように形成された基板255が接続、固定されている。
【0095】
以上のようにして、半導体チップ221の電極端子222が、ランドなどを介することなく、メッキ59、メッキ60および枠基板271を介して、有底ビア256と電気的に接続された多層基板281が形成される。
【0096】
以上のように、基板に貫通孔を開け、その後に、半導体チップ、または、他の基板と接続するようにしたので、半導体チップ、または、他の基板ごとのバンプおよび導電材材料の供給が必要なくなるため、材料費または加工代が削減される。さらに、貫通孔を開ける際に発生する基板の破損を抑制することができる。
【0097】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明によれば、歩留まりのよい電子部品を提供することができる。また、本発明によれば、材料費または加工代が削減でき、低コスト化が促進できる。さらに、本発明によれば、接着樹脂の接着力の劣化による接着不良を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の半導体チップが接続された基板を説明する図である。
【図2】本発明を適用した多層基板の形成処理装置の構成を示すブロック図である。
【図3】図2の多層基板の形成処理装置の半導体チップの接続処理を説明するフローチャートである。
【図4】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図5】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図6】接着樹脂層を説明する図である。
【図7】接着樹脂層を説明する図である。
【図8】本発明の半導体チップが接続された基板の構成例を示す側断面図である。
【図9】本発明の多層基板の構成例を示す側断面図である。
【図10】図2の多層基板の形成処理装置の半導体チップの接続処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図11】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図12】本発明の多層基板の他の構成例を示す側断面図である。
【図13】半導体チップの接続樹脂層の形成処理装置の構成を示すブロック図である。
【図14】図13の接続樹脂層の形成処理装置の処理を説明するフローチャートである。
【図15】本発明の半導体チップの接続層形成工程を説明する図である。
【図16】図2の多層基板の形成処理装置の半導体チップの接続処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図17】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図18】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図19】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図20】本発明の多層基板の他の構成例を示す側断面図である。
【図21】図2の多層基板の形成処理装置の半導体チップの接続処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図22】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図23】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図24】本発明の半導体チップの接続工程を説明する図である。
【図25】本発明の多層基板の他の構成例を示す側断面図である。
【符号の説明】
51 基板,53 レジスト絶縁樹脂,54 接着樹脂層,55 貫通孔,56a,56b 半導体チップ,57a,57b 電極端子,59 メッキ,60メッキ,71 導電ペースト,72 配線部,81 多層基板,121 多層基板,221a,221b 半導体チップ,222a,222b 電極端子,223a,223b 接着樹脂層,232 封止樹脂,241 多層基板,271枠基板,281 多層基板
Claims (2)
- 電子デバイスが配置された1以上の基板により構成される電子部品であって、
前記基板の所定の位置に形成された、前記基板の一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔と、
電極端子が前記貫通孔の中心に対向する位置に配置された状態で、前記基板の一方の面に接着された電子デバイスと、
前記電子デバイスの前記電極端子を、前記基板の他方の面に電気的に接続するように、前記電極端子と前記貫通孔の内壁に接するように形成された導電部と
を備え、
前記導電部は、メッキにより、前記基板の他方の面の他の導電部と一体的に形成されてなり、
前記電子デバイスは、前記基板に形成された接着樹脂層上に配置され、
前記接着樹脂層と前記基板の間にはレジスト絶縁樹脂層を有し、
前記接着樹脂層を構成する接着樹脂は、前記レジスト絶縁樹脂層を構成するレジスト樹脂よりも低流動性である
ことを特徴とする電子部品。 - 前記接着樹脂層は10乃至40μmの厚みである
ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品。
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