JP4019251B2 - 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents

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Description

［技術分野］
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
［背景技術］
従来、半導体装置として、配線パターンが形成された基板（インターポーザ）を有し、インターポーザに半導体チップが搭載されたものが知られている。半導体装置の小型化及び多ピン化にともなって、配線パターンの微細化が要求されるが、１枚のインターポーザに形成された配線パターンの微細化には限界がある。また、多層基板は高価である。
そこで、複数のインターポーザを使用することで、多ピン化に対応することがある。例えば、片面又は両面に半導体チップが実装された複数のインターポーザが貼り合わされた構造を有するスタック型の半導体装置が開発されている。
公知の例として、特許第２８７０５３０号公報には、バンプによって、上下のインターポーザに形成された配線パターン同士を電気的に接続することが記載されている。しかし、これによれば、バンプの形成に時間とコストがかかるという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡単な構造で基板間が電気的に接続される半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することを目的としている。
［発明の開示］
（１）本発明に係る半導体装置は、配線パターンが形成されており、重なるように配置された複数の基板と、
少なくともいずれか１つの前記基板に搭載された半導体チップと、
を有し、
前記配線パターンは、前記基板の表面から突出する屈曲部を有し、
２つ以上の前記基板に設けられた２つ以上の前記屈曲部が重なって電気的に接続されてなる。
本発明によれば、屈曲部は、配線パターンの一部が基板の表面から突出して形成されたものであって、簡単な構造である。屈曲部によって２つ以上の基板間の電気的な接続が図られているので、バンプを形成する必要がない。
（２）この半導体装置において、
１つの前記屈曲部の凸面と、他の１つの前記屈曲部の凹面とが対向して電気的に接続されていてもよい。
（３）この半導体装置において、
前記１つの屈曲部の前記凸面が、前記他の１つの屈曲部の凹面の内側に入り込んでいてもよい。
これによれば、１つの屈曲部の凸面が、他の１つの屈曲部の凹面の内側に入り込むことで、両者が正確に位置合わせされる。また、屈曲部による位置合わせに応じて、基板も正確に位置合わせされる。
（４）この半導体装置において、
前記他の１つの屈曲部の凹面の内側に導電材料が充填されていてもよい。
これによれば、１つの屈曲部の凸面と、他の１つの屈曲部の凹面とを、導電材料によって電気的に接続することができる。
（５）この半導体装置において、
２つの前記屈曲部の凸面同士が対向して電気的に接続されていてもよい。
これによれば、屈曲部の突出した側同士が電気的に接続されるので、両者が設けられた一対の基板間の間隔を広くとることができる。
（６）この半導体装置において、
重なって電気的に接続される前記２つ以上の屈曲部は、ほぼ同一形状をなしていてもよい。
（７）この半導体装置において、
いずれかの前記基板には、貫通穴が形成され、前記貫通穴に少なくとも１つの前記屈曲部が入り込んでなり、
前記貫通穴に入り込む前記屈曲部は、前記貫通穴を有する前記基板に形成された前記配線パターンから形成されていてもよい。
これによれば、配線パターンは、基板における屈曲部が突出する側の面とは反対側の面に形成されている。したがって、電気的に接続される一対の配線パターンの間に、いずれかの基板が介在するので、両者のショートを防止することができる。
（８）この半導体装置において、
いずれかの前記基板には、貫通穴が形成され、前記貫通穴に入り込まずに前記貫通穴上に位置する少なくとも１つの前記屈曲部が形成されてなり、
前記貫通穴上に位置する前記屈曲部は、前記貫通穴を有する前記基板に形成された前記配線パターンから形成されていてもよい。
これによれば、基板における配線パターンが形成された側で屈曲部が突出するので、屈曲部を基板の表面から高く形成することができる。
（９）この半導体装置において、
前記貫通穴に重なるように、２つ以上の前記屈曲部が形成されていてもよい。
これによれば、２つ以上の屈曲部に対して１つの貫通穴を形成すればよい。
（１０）この半導体装置において、
いずれかの前記基板には、２つ以上の前記貫通穴が形成され、
前記２つ以上の貫通穴を有する前記基板に形成された前記配線パターンには、２つ以上の前記屈曲部が形成され、
１つの前記貫通穴と重なるように、１つの前記屈曲部が形成されていてもよい。
これによれば、１つの基板に設けられた隣同士の屈曲部間には、その基板の材料が存在するので、屈曲部間のショートを防止することができる。
（１１）本発明に係る回路基板は、上記半導体装置が実装されたものである。
（１２）本発明に係る電子機器は、半導体装置を有する。
（１３）本発明に係る半導体装置の製造方法は、配線パターンが形成された複数の基板のうち、少なくとも１つの前記基板に半導体チップを搭載し、前記複数の基板を重なるように配置し、２以上の前記基板を電気的に接続することを含み、
前記配線パターンは、前記基板の表面から突出する屈曲部を有し、
２つ以上の前記基板に設けられた２つ以上の前記屈曲部を重ねて電気的に接続する。
本発明によれば、屈曲部は、配線パターンの一部が基板の表面から突出して形成されたものであって、簡単な構造である。屈曲部によって２つ以上の基板間の電気的な接続を図るので、バンプを形成する必要がない。
（１４）この半導体装置の製造方法において、
１つの前記屈曲部の凸面と、他の１つの前記屈曲部の凹面とを対向させて電気的に接続してもよい。
（１５）この半導体装置の製造方法において、
前記１つの屈曲部の前記凸面を、前記他の１つの屈曲部の凹面の内側に入り込ませてもよい。
これによれば、１つの屈曲部の凸面を、他の１つの屈曲部の凹面の内側に入り込ませるので、両者を簡単に位置合わせすることができる。また、屈曲部による位置合わせに応じて、基板も正確に位置合わせすることができる。
（１６）この半導体装置の製造方法において、
前記他の１つの屈曲部の凹面の内側に導電材料を充填することをさらに含んでもよい。
これによれば、１つの屈曲部の凸面と、他の１つの屈曲部の凹面とを、導電材料によって電気的に接続することができる。
（１７）この半導体装置の製造方法において、
２つの前記屈曲部の凸面同士を対向させて電気的に接続してもよい。
これによれば、屈曲部の突出した側同士が電気的に接続されるので、両者が設けられた一対の基板間の間隔を広くとることができる。
（１８）この半導体装置の製造方法において、
前記重なった２つ以上の屈曲部を、押圧力及び熱のうち少なくとも一方を加えて電気的に接続してもよい。
これによれば、２つ以上の屈曲部の電気的な接続を簡単に行うことができる。
［発明を実施するための最良の形態］
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。半導体装置は、複数の基板１０を有する。基板１０には、配線パターン１２が形成されている。配線パターン１２が形成された状態での基板１０を配線基板と称することができる。本実施の形態に係る半導体装置は、同じ構成の複数の基板１０を有するが、複数の基板１０の構成が異なっていてもよい。
基板１０の材質は、有機系材料、無機系材料のいずれでも良い。有機系材料として、ポリイミド、ポリエステル、ポリサルフォン系樹脂などがあり、無機系材料として、シリコン、ガラス、セラミック、金属などがあり、有機系及び無機系の材料を組み合わせて使用してもよい。
基板１０として、ポリイミド樹脂からなるフレキシブル基板（例えばＴＡＢテープ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｔａｐｅ）、セラミック基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板などが挙げられる。
本実施の形態では、基板１０には、少なくとも１つの（１つ又は複数の）貫通穴（あるいはビア又は開口部）１４が形成されている。貫通穴１４の形状は、矩形、円形、長円形、楕円形のいずれであってもよい。図２は、基板１０を示す平面図である。貫通穴１４は、半導体チップ２０の搭載領域を避けて形成されている。１つの貫通穴１４は、図２に示すように複数の屈曲部１６が重なるような長穴であってもよいし、１つの屈曲部１６のみが重なる大きさであってもよい。
配線パターン１２は、基板１０の一方の面に形成してもよいし、両面に形成してもよい。配線パターン１２は、半導体チップ２０の電極（パッド）などとの接続のためにランドが形成されていてもよい。また、配線パターン１２は、電気的に接続する部分（例えばランド、屈曲部１６）を除き、ソルダーレジストなどの保護膜で覆われていることが好ましい。
配線パターン１２は、接着剤（図示せず）を介して基板１０に貼り付けられて、３層基板を構成してもよい。この場合、配線パターン１２は、銅箔等の金属箔又は導電箔をエッチングして形成することが多い。銅箔等の金属箔又は導電箔は、予め基板１０に接着剤（図示しない）を介して接着される。
配線パターン１２を、複数層で構成してもよい。例えば、銅（Ｃｕ）、クローム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタンタングステン（Ｔｉ−Ｗ）のうち、いずれかの膜を積層した後、これをエッチングして配線パターン１２を形成してもよい。エッチングにはフォトリソグラフィを適用してもよい。
あるいは、配線パターン１２を、接着剤なしで基板１０に形成して２層基板を構成してもよい。２層基板では、スパッタリングなどで薄い膜を形成し、メッキを施して、配線パターン１２を形成する。アディティブ法で配線パターン１２を形成してもよい。２層基板であっても、配線パターン１２は、塑性加工が可能な程度の厚みを有する。
配線パターン１２が形成された基板１０（配線基板）として、絶縁樹脂と配線パターンが積層して構成されるビルドアップ配線板や、複数の基板が積層されてなる多層基板や、両面基板などを用いてもよい。
配線パターン１２には、少なくとも１つの（１つ又は複数の）屈曲部１６が形成されている。配線パターン１２におけるライン状の部分（配線）が屈曲して、屈曲部１６が形成されている。屈曲部１６は、基板１０の表面から突出している。屈曲部１６の先端部は、図１に示す例では丸く屈曲しているが、ほぼ平坦になっていてもよい。屈曲部１６は、配線パターン１２の一部を塑性変形して形成されてなる。配線パターン１２が可撓性を有していれば、屈曲部１６も可撓性を有する。
図１に示す屈曲部１６の少なくとも一方の面（凸面及び凹面の少なくとも一方の面）には、電気的導通の確保をより確実にするためにメッキが施されていることが好ましい。例えば、スズやハンダのメッキを適用してもよく、酸化されにくい金メッキを適用してもよい。
屈曲部１６は、貫通穴１４と重なるように形成されている。また、１つの貫通穴１４と重なるように、複数の（２つ以上の）屈曲部１６が形成されている。本実施の形態では、屈曲部１６は、貫通穴１４に入り込まない。詳しくは、屈曲部１６は、貫通穴１４上で、基板１０における配線パターン１２が形成された面から突出する。貫通穴１４上に位置する屈曲部１６は、その貫通穴１６を有する基板１０に形成された配線パターン１２から形成されている。
変形例として、図３に示す屈曲部３６は、基板３０に形成された貫通穴３４に入り込んでいる。言い換えると、貫通穴３４に入り込む屈曲部３６は、その貫通穴３４を有する基板３０に形成された配線パターン３２から形成されている。屈曲部３６は、基板３０における配線パターン３２が形成された面とは反対側の面から突出する。基板３０に複数の（２つ以上の）貫通穴３４が形成され、配線パターン３２に複数の（２つ以上の）屈曲部３６が形成されているときでも、１つの屈曲部３６と１つの貫通穴３４とが重なるように形成されている。屈曲部３６は、ドーム状をなしている。屈曲部３６は、配線パターン３２における貫通穴３４を塞ぐ部分（貫通穴３４よりも大きい部分）を塑性変形させて形成する。形成工程において、電気的な導通を妨げない範囲であれば、屈曲部３６に破断（亀裂）が生じてもよい。なお、基板３０と配線パターン３２との間に接着剤が介在している場合、屈曲部３６を形成するときに、貫通穴３４と屈曲部３６との間に接着剤が介在する場合がある。これによれば、屈曲部３６に加えられた熱ストレスを、接着剤が吸収することができる。本実施の形態で説明する内容は、この変形例にも適用できる。
図４も、本実施の形態の変形例を示す図である。この変形例では、配線パターン４２は、貫通穴４４と重なる領域に、屈曲部４６と第２の屈曲部（小屈曲部）４８とを有する。屈曲部４６は、基板４０における配線パターン４２が形成された面から突出している。第２の屈曲部４８は、屈曲部４６の周囲に形成されており、屈曲部４６とは反対側に向かって屈曲している。第２の屈曲部４８は、貫通穴４４に入り込んでいる。これによれば、屈曲部４６同士を積層する際に、屈曲部４６から第２の屈曲部４８をさらに屈曲させる応力が加わる。そして、第２の屈曲部４８から屈曲部４６に弾発力が働いて、屈曲部４６の抜け止めの作用を奏する。
図１に示すように、基板１０は、重なるように配置されている。基板１０は、少なくとも一部において重なっていればよい。基板１０は、同じ大きさ及び形状であれば、全体的に重なっていてもよい。
本実施の形態では、２つ以上の基板１０に設けられた２つ以上の屈曲部１６が重なって電気的に接続されている。詳しくは、１つの屈曲部１６の凸面と、他の１つの屈曲部１６の凹面とが対向して、２つの屈曲部１６が電気的に接続されている。さらに詳しくは、１つの屈曲部１６の凸面が、他の１つの屈曲部の凹面の内側に入り込んでいる。なお、重なって電気的に接続される２つ以上の屈曲部１６は、ほぼ同一形状であってもよい。
電気的接続のために、屈曲部１６の表面に形成された金属（例えばメッキによって形成される）を接合してもよい。具体的には、Ａｕ−Ａｕ、Ａｕ−Ｓｎ、ハンダなどによる金属接合がある。金属接合は、シングルポイントボンディングを適用してもよく、超音波、熱又は圧力を加えて材料を拡散させて行ってもよい。さらに、カシメなどによる機械的な圧接を適用してもよい。
屈曲部１６が突出する側に半導体チップ２０が配置される場合には、屈曲部１６を、半導体チップ２０よりも高く形成する。詳しくは、いずれかの屈曲部１６の凹面に接触できるように、その凹面の内側の領域に入り込む屈曲部１６を形成する。
本実施の形態によれば、２つ以上の基板１０に形成された２つ以上の配線パターン１２を電気的に接続することが可能となる。屈曲部１６が撓みやすい場合には、屈曲部１６が応力を吸収し、電気的な接続部分に破断が生じることを抑制することができる。
本実施の形態では、それぞれの基板１０に半導体チップ２０が搭載されている。基板１０には、屈曲部１６が突出する側の面に配線パターン１２が形成されており、この面に半導体チップ２０が搭載されている。半導体チップ２０は、重なった一対の基板１０の間に配置されている。
あるいは、基板１０における配線パターン１２が形成された面とは反対側の面に半導体チップ２０を搭載してもよい。その場合、基板１０の両面間の電気的接続部（スルーホール又はビアホール等）を介して、半導体チップ２０と配線パターン１２との電気的な接続を図る。
なお、複数の基板１０のうち、少なくとも１つの基板１０に半導体チップ２０が搭載されない構成であってもよい。
本実施の形態では、実装の方式としてフェースダウン実装方式が適用されている。フェースダウン実装方式において、半導体チップ２０は、パッドが配線パターン１２に接合される。パッドにはバンプを形成しておくことが多いが、配線パターン１２にバンプを形成してもよい。接合には、ハンダ付け等のロウ付けを適用してもよい。あるいは、導電ペースト（銀ペーストを含有する樹脂など）又は導電性接着剤等を使用してもよい。あるいは、異方性導電接着材料を使用してもよい。異方性導電接着材料は、圧力がかかった方向にのみ導電性を発揮する接着材料であり、接着剤としての樹脂中にＡｌなどの金属粒子あるいは金属コートを施した樹脂粒子を拡散混合したものである。シート状に形成されて接着箇所に貼り付けて使用する異方性導電膜（ＡＣＦ）と、ペースト状をなして接着箇所に塗りつけて使用する異方性導電接着剤（ＡＣＰ）とがある。
あるいは、導電粒子を混合していない接着剤を用いてもよい。例えば、絶縁樹脂の収縮力によって、半導体チップ２０のパッド（バンプ）と配線パターン１２とを接合してもよい。この場合、導電粒子を混合していない接着剤の方がより安価なので、半導体装置製造の低コスト化を図ることができる。
半導体チップ２０と基板１０との間には樹脂（アンダーフィル）が設けられてもよい。異方性導電材料が使用された場合には、異方性導電材料が封止樹脂を兼ねる。
また、フェースダウン実装の他に、ワイヤーボンディングを用いたフェースアップ型の実装や、フィンガー（インナーリード）を用いたＴＡＢ実装方式を適用してもよい。また、１つの基板１０に、複数の半導体チップ２０を搭載してもよい。
複数の基板１０に搭載された半導体チップ２０は、同じものであってもよい。その場合、複数の基板１０に搭載された複数の半導体チップ２０における同じ位置の電極（パッド）と、１つの外部端子とを、電気的に接続することができる。半導体チップ２０がメモリであるときに、１つの外部端子から、それぞれのメモリの同じアドレスのメモリセルに、情報の読み出し又は書き込みを行うことができる。なお、２つの半導体チップ２０のそれぞれのチップセレクト端子を、異なる外部端子に電気的に接続しておくことで、チップセレクトがなされる。あるいは、２つの半導体チップ２０における同じ位置の電極（パッド）を、異なる外部端子に電気的に接続してもよい。この場合、異なる外部端子から信号を入力することで、チップセレクトがなされる。
本実施の形態では、図１において、最も上に位置する屈曲部１６が外部端子となっている。詳しくは、重ねられる２つ以上の屈曲部１６のうち、凸面が他の屈曲部１６の凹面側に配置されないが、凹面側に他の屈曲部１６の凸面が配置されるものが外部端子となっている。すなわち、図１に示す半導体装置は、上下逆にして回路基板に実装される。これによれば、２つ以上の配線パターン１２を接続するための部分（屈曲部１６）が、外部端子となるので、部品点数を減らすことができる。
本実施の形態によれば、屈曲部１６は、配線パターン１２の一部が基板１０の表面から突出して形成されたものであって、簡単な構造である。屈曲部１６によって、基板１０間の電気的な接続が図られているので、バンプを形成する必要がない。
本実施の形態に係る半導体装置は、上述したように構成されており、以下その製造方法について説明する。
本実施の形態では、配線パターン１２が形成された複数の基板１０を用意する。少なくとも１つの基板１０に半導体チップ２０を搭載する。また、基板１０を重なるように配置し、２つ以上の基板１０を電気的に接続する。なお、半導体チップ２０を搭載する工程は、基板１０を電気的に接続する工程の前に行ってもよいし、その後に行ってもよいし、それと同時に行ってもよい。
基板１０の電気的接続は、すなわち、それぞれに形成された配線パターン１２の電気的接続である。いずれかの基板１０に設けられた屈曲部１６は、他の基板１０に設けられた屈曲部１６に電気的に接続される。
屈曲部１６の形成方法について、図５を参照して説明する。屈曲部１６は、配線パターン１２を塑性変形させることにより形成する。例えば、基板１０を、屈曲部１６の凹面（凹部）の反転形状を有する凸部５１を有する型（例えば金型）５０と、屈曲部１６の凸面（凸部）の反転形状を有する凹部５３を有する型（例えば金型）５２との間に位置させる。なお、凸部５１は、貫通穴１４を貫通する大きさに形成されている。次に、型５０、５２によって、配線パターン１２をプレスして、屈曲部１６を形成する。
図６は、屈曲部１６を接合する工程を説明する図である。本実施の形態では、予め屈曲部１６が形成された基板１０を使用する。屈曲部１６同士の接合には、ツール５４を使用してもよい。例えば、ツール５４によって屈曲部１６に対して押圧力及び熱のうち少なくとも一方を加える。３つ以上重ねられた屈曲部１６を同時に接合してもよい。また、重ねられる２つ以上の基板１０のうち、２つ以上の基板１０に形成された配線パターン１２が屈曲部１６を有する場合、これらの屈曲部１６の接合を同時に行ってもよい。
屈曲部１６同士の接合は、（１）ハンダを含むろう材による接合、（２）超音波振動の印加及び加熱による洗浄表面同士の固体拡散接合（金属接合）、（３）機械的なカシメによる接合、（４）導電性ペーストなどによる接着導電接合などであってもよい。どの方式であっても、３つ以上重なった屈曲部１６を接合することができる。屈曲部１６同士の接合に、半導体チップ２０と配線パターン１２との電気的接続と同一の手法を用いれば、それらの準備工程は簡略化される。
本実施の形態によれば、屈曲部１６は、配線パターン１６の一部を屈曲させて形成するので、簡単に形成可能である。屈曲部１６によって基板１０間の電気的な接続を図るので、バンプを形成する必要がない。また、屈曲部１６の凹部の内側に、他の屈曲部１６の凸部をはめ込むことで、複数の基板１０の位置合わせを行うことができる。
本実施の形態の変形例として、導電材料を屈曲部に設けてもよい。例えば、図７Ａに示す変形例では、導電材料６０を、屈曲部１６の凹面の内側（凹部）に充填する。この場合、導電材料６０は、屈曲部１６よりも軟らかい材料である。例えば、半導体チップ２０を基板１０に搭載するときに使用できる導電ペースト（ソルダーペースト等）、導電性接着剤、異方性導電接着材料などを、ここでも使用可能である。
そして、図７Ｂに示すように、他の屈曲部１６の凸面（凸部）を、導電材料６０に押しつけ、一方の屈曲部１６の凹面と他方の屈曲部１６の凸面との間に、導電材料６０を介在させる。こうして、一対の屈曲部１６を、導電材料６０を介して、電気的に接続することができる。なお、ショートしない範囲で、屈曲部１６の凹部から導電材料６０があふれてもよい。
あるいは、図８Ａに示す変形例では、上述した導電材料６０を、屈曲部１６の凸面（凸部）に設ける。そして、図８Ｂに示すように、導電材料６０を設けた屈曲部１６の凸部を、他方の屈曲部１６の凹面（凹部）に挿入する。こうして、一対の屈曲部１６を、導電材料６０を介して、電気的に接続することができる。この場合でも、ショートしない範囲で、屈曲部１６の凹部から導電材料６０があふれてもよい。
導電材料６０が熱硬化性を有するときには、加熱することで、その接着能が発揮される。半導体チップ２０のボンディングにおいて導電材料を設ける工程と、屈曲部１６の接合のために導電材料６０を設ける工程とを、同時に行えば工程を簡略化することができる。
あるいは、屈曲部１６が形成されていない複数の基板１０を用意し、これを重ねて配置し、貫通穴１４に凸型などを挿入して屈曲部１６を形成しながら、上下の屈曲部１６を電気的に接続（あるいは接合）してもよい。
あるいは、図９Ａに示す変形例では、屈曲部１６よりも硬い導電材料６２を、屈曲部１６の凹面（凹部）の内側に設ける。導電材料６２は、例えば、屈曲部１６の凹面にメッキを施して形成された金属層である。
そして、図９Ｂに示すように、他の１つの屈曲部１６の凸面（凸部）を、導電材料６２に押しつけて、その屈曲部１６を変形させて導電材料６２と密着させる。こうして、一対の屈曲部１６を、導電材料６２を介して、電気的に接続することができる。
この変形例において、屈曲部１６の凹部が、硬い導電材料６２で埋まっていると、この凹部に他の屈曲部１６の凸部を入れることができず、屈曲部１６を利用した基板１０の位置合わせができない。その場合には、複数の基板１０を、その外形を基準として位置合わせしてもよい。
例えば、図１０に示すように、凹部が形成された容器７０を使用する。容器７０に形成された凹部は、基板１０の外形に対応している。詳しくは、基板１０が、同じ外形で形成されており、全体的に重なるように配置される場合には、凹部の内側面は直立した面になっている。したがって、凹部内に基板１０を投入すれば、これらの外形を基準として相互の位置決めがなされる。そして、屈曲部１６も、基板１０の外形に対して正確な位置に形成されていれば正確に位置決めされる。なお、基板１０の外形の一部を基準として位置決めしてもよい。例えば、基板１０の４つの角部を基準として、その位置決めをしてもよい。
あるいは、図１１に示すように、複数の基板８０に貫通穴８４を形成し、貫通穴８４を基準として、その位置決めをしてもよい。例えば、貫通穴８４にビン８６を挿入してもよい。
本実施の形態によれば、簡単に形成できる屈曲部１６を使用して、基板１０間の電気的な接続を図るので、バンプを形成する必要がない。
（第２の実施の形態）
図１２は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。本実施の形態に係る半導体装置は、第１の実施の形態で説明した少なくとも１つの基板１０と、基板１１０とを有する。図１２に示す例では、２つの基板１０、１１０が重ねられているが、図１に示す例と同じように２つを超える基板１０、１１０を重ねてもよい。基板１１０には、第１の実施の形態で説明した配線パターン１２が形成されており、貫通穴１１４と重なるように屈曲部１６を有する。
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の外部端子１００を有する。外部端子１００は、複数の基板１０、１１０のうち外側に位置する基板１１０に設けられている。詳しくは、基板１１０における屈曲部１６が突出する側とは反対側に、外部端子１００が突出する。
外部端子１００は、配線パターン１２に電気的に接続されている。詳しくは、基板１１０に貫通穴が形成され、貫通穴を介して配線パターン１２上に外部端子１００が設けられている。外部端子１００は、ハンダ等で形成される。貫通穴に充填されたハンダを溶融させて表面張力でボールを形成してもよいし、貫通穴に設けられた導電材料にハンダボールを載せてもよい。貫通穴の内面をメッキしてスルーホールを形成してもよい。変形例として、スルーホールなどで基板１１０の両面を電気的に接続し、基板１１０における配線パターン１２とは反対側の面に、配線を形成し、その配線上に外部端子１００を設けてもよい。
あるいは、半導体装置をマザーボードに実装するときに、マザーボード側に塗布されるハンダクリームを利用し、その溶融時の表面張力で配線パターン１２（例えばそのランド）に外部端子を形成してもよい。この半導体装置は、いわゆるランドグリッドアレイ型の半導体装置である。
あるいは、いずれかの基板１１０の一部を他の基板１１０から延出させて、延出した部分に外部端子を形成してもよい。その場合、配線パターン１２の一部が外部端子であってもよい。あるいは、外部端子となるコネクタを基板１１０上に実装してもよい。
その他の点で、本実施の形態には、上記第１の実施の形態及びその変形例で説明した内容を適用することができる。本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した効果を達成することができる。
（第３の実施の形態）
図１３は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。本実施の形態に係る半導体装置は、第１の実施の形態で説明した複数の基板１０を有する。基板１０には配線パターン１２２が形成されており、屈曲部１２６は、基板１０における配線パターン１２２が形成された面とは反対側の面から突出する。また、屈曲部１２６は、基板１０に形成された貫通穴１４に入り込んでいる。
いずれかの屈曲部１２６（図１３では上に配置された屈曲部１２６）の凹面は、電気的接続に使用されない。この屈曲部１２６の凹部側には、樹脂１２８を付着させて設けてもよい。樹脂１２８によって、屈曲部１２６を補強し、応力によって屈曲部１２６が過剰に撓んで変形することを防止し、屈曲部１２６に加えられた応力を吸収することができる。樹脂１２８によって、屈曲部１２６に亀裂が生じていても、屈曲部１２６の破壊を防止することができる。樹脂１２８は、屈曲部１２６の凹部側の全体に充填されていることが好ましい。
樹脂１２８は、応力を吸収する程度に変形するが、一定の形状を維持できる性質であることが好ましい。また、樹脂１２８は、柔軟性に富み、耐熱性にも富むことが好ましい。柔軟性に富む樹脂を使用すると、外部からの応力や熱応力などを樹脂に吸収する上で有利である。
樹脂１２８として、例えば、ポリイミド樹脂等を使用してもよく、中でもヤング率が低いもの（例えばオレフィン系のポリイミド樹脂や、ポリイミド樹脂以外としてはダウケミカル社製のＢＣＢ等）を用いることが好ましい。特にヤング率が３００ｋｇ／ｍｍ２以下程度であることが好ましい。あるいは、樹脂１２８として、例えばシリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂やシリコーン変性エポキシ樹脂等を用いてもよい。
その他の点で、本実施の形態には、上記第１の実施の形態及びその変形例で説明した内容を適用することができる。本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した効果を達成することができる。
（第４の実施の形態）
図１４は、本発明を適用した第４の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。本実施の形態は、外部端子について第２の実施の形態（図１２参照）と異なる。
すなわち、本実施の形態では、基板１３０に外部端子１３８が設けられている。外部端子１３８は、配線パターン１３２を屈曲させて形成されている。外部端子１３２には、第３の実施の形態（図１３参照）で説明した屈曲部１２６の内容を適用することができる。
その他の点で、本実施の形態には、第１の実施の形態及びその変形例で説明した内容を適用することができる。本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した効果を達成することができる。
（第５の実施の形態）
図１５は、本発明を適用した第５の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。本実施の形態に係る半導体装置は、基板１１０に半導体チップ２０が実装されていない点で、第２の実施の形態（図１２参照）で説明した半導体装置と異なる。
この場合、基板１１０に形成された配線パターン１２によって、多層配線と同様の構造が得られる。これにより、高価なジャンパー構造を有する多層基板や、ビルドアップ基板を使用する必要がなくなる。また、外部端子１００が設けられた基板１１０には半導体チップが実装されていないので、外部端子１００に加えられる応力が半導体チップに伝わらない。
実施の形態の内容は、他の実施の形態にも適用することができる。本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した効果を達成することができる。
（第６の実施の形態）
図１６は、本発明を適用した第６の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。上述した実施の形態では、２つの屈曲部１６の凸面と凹面を対向させて電気的に接続したが、本実施の形態に係る半導体装置では、屈曲部１６、１２６が、それぞれの凸面を対向させて電気的に接続されている。対向する面の相違を除き、第１の実施の形態及びその変形例で説明した電気的接続の内容が本実施の形態にも該当する。
図１６に示す半導体装置は、第２の実施の形態（図１２参照）に係る半導体装置と、第３の実施の形態（図１３参照）に係る半導体装置と、を有する。すなわち、図１２に示す半導体装置における屈曲部１６の凸部と、図１３に示す半導体装置における屈曲部１２６の凸部とが電気的に接続されている。
これによれば、屈曲部１６、１２６の突出側同士が対向するので、それぞれが設けられた基板１０の間に広い間隔をとることができ、その間に厚みの大きい半導体チップを配置することができる。
その他の点で、本実施の形態には、第１の実施の形態及びその変形例で説明した内容を適用することができる。本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した効果を達成することができる。
（その他の実施の形態）
図１７には、上述した実施の形態に係る方法によって製造された半導体装置１を実装した回路基板１０００が示されている。回路基板１０００には、例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。回路基板１０００には、例えば銅からなる配線パターンが所望の回路となるように形成されている。そして、配線パターンと半導体装置１の外部端子とを機械的に接続することでそれらの電気的導通が図られる。そして、半導体装置１又は回路基板１０００を備える電子機器として、図１８にはノート型パーソナルコンピュータ２０００が示され、図１９には携帯電話３０００が示されている。
なお、本実施の形態で使用した半導体チップの代わりに電子素子（能動素子か受動素子かを問わない）を、基板に実装して電子部品を製造することができる。このような電子素子を使用して製造される電子部品として、例えば、光素子、抵抗器、コンデンサ、コイル、発振器、フィルタ、温度センサ、サーミスタ、バリスタ、ボリューム又はヒューズなどがある。
さらに、半導体チップに加えて、上述した電子素子を基板に混載実装して、実装モジュールを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図であり、
図２は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の基板を示す図であり、
図３は、第１の実施の形態の変形例を示す図であり、
図４は、第１の実施の形態の変形例を示す図であり、
図５は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、
図６は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、
図７Ａ及び図７Ｂは、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、
図８Ａ及び図８Ｂは、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、
図９Ａ及び図９Ｂは、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、
図１０は、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、
図１１は、第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、
図１２は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図であり、
図１３は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る半導体装置を示す図であり、
図１４は、本発明を適用した第４の実施の形態に係る半導体装置を示す図であり、
図１５は、本発明を適用した第５の実施の形態に係る半導体装置を示す図であり、
図１６は、本発明を適用した第６の実施の形態に係る半導体装置を示す図であり、
図１７は、本発明を適用した実施の形態に係る回路基板を示す図であり、
図１８は、本発明を適用した実施の形態に係る電子機器を示す図であり、
図１９は、本発明を適用した実施の形態に係る電子機器を示す図である。

Claims (20)

  1. 配線パターンが形成されており、重なるように配置された複数の基板と、
    少なくともいずれか１つの前記基板に搭載された半導体チップと、
    を有し、
    前記配線パターンは、前記基板に支持された第１及び第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分の間に設けられて前記基板の表面から突出する屈曲部と、を有し、
    ２つ以上の前記基板に設けられた２つ以上の前記屈曲部が重なって電気的に接続されてなる半導体装置。
  2. 請求項１記載の半導体装置において、
    １つの前記屈曲部の凸面と、他の１つの前記屈曲部の凹面とが対向して電気的に接続されてなる半導体装置。
  3. 請求項２記載の半導体装置において、
    前記１つの屈曲部の前記凸面が、前記他の１つの屈曲部の凹面の内側に入り込んでなる半導体装置。
  4. 請求項３記載の半導体装置において、
    前記他の１つの屈曲部の凹面の内側に導電材料が充填されてなる半導体装置。
  5. 請求項１記載の半導体装置において、
    ２つの前記屈曲部の凸面同士が対向して電気的に接続されてなる半導体装置。
  6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置において、
    重なって電気的に接続される前記２つ以上の屈曲部は、同一形状をなす半導体装置。
  7. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置において、
    いずれかの前記基板には、貫通穴が形成され、前記貫通穴に少なくとも１つの前記屈曲部が入り込んでなり、
    前記貫通穴に入り込む前記屈曲部は、前記貫通穴を有する前記基板に形成された前記配線パターンから形成されてなる半導体装置。
  8. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置において、
    いずれかの前記基板には、貫通穴が形成され、前記貫通穴に入り込まずに前記貫通穴上に位置する少なくとも１つの前記屈曲部が形成されてなり、
    前記貫通穴上に位置する前記屈曲部は、前記貫通穴を有する前記基板に形成された前記配線パターンから形成されてなる半導体装置。
  9. 請求項７記載の半導体装置において、
    前記貫通穴に重なるように、２つ以上の前記屈曲部が形成されてなる半導体装置。
  10. 請求項８記載の半導体装置において、
    前記貫通穴に重なるように、２つ以上の前記屈曲部が形成されてなる半導体装置。
  11. 請求項７記載の半導体装置において、
    いずれかの前記基板には、２つ以上の前記貫通穴が形成され、
    前記２つ以上の貫通穴を有する前記基板に形成された前記配線パターンには、２つ以上の前記屈曲部が形成され、
    １つの前記貫通穴と重なるように、１つの前記屈曲部が形成されてなる半導体装置。
  12. 請求項８記載の半導体装置において、
    いずれかの前記基板には、２つ以上の前記貫通穴が形成され、
    前記２つ以上の貫通穴を有する前記基板に形成された前記配線パターンには、２つ以上の前記屈曲部が形成され、
    １つの前記貫通穴と重なるように、１つの前記屈曲部が形成されてなる半導体装置。
  13. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置が実装された回路基板。
  14. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置を有する電子機器。
  15. 配線パターンが形成された複数の基板のうち、少なくとも１つの前記基板に半導体チップを搭載し、前記複数の基板を重なるように配置し、２以上の前記基板を電気的に接続することを含み、
    前記配線パターンは、前記基板に支持された第１及び第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分の間に設けられて前記基板の表面から突出する屈曲部と、を有し、
    ２つ以上の前記基板に設けられた２つ以上の前記屈曲部を重ねて電気的に接続する半導体装置の製造方法。
  16. 請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
    １つの前記屈曲部の凸面と、他の１つの前記屈曲部の凹面とを対向させて電気的に接続する半導体装置の製造方法。
  17. 請求項１６記載の半導体装置の製造方法において、
    前記１つの屈曲部の前記凸面を、前記他の１つの屈曲部の凹面の内側に入り込ませる半導体装置の製造方法。
  18. 請求項１７記載の半導体装置の製造方法において、
    前記他の１つの屈曲部の凹面の内側に導電材料を充填することをさらに含む半導体装置の製造方法。
  19. 請求項１８記載の半導体装置の製造方法において、
    ２つの前記屈曲部の凸面同士を対向させて電気的に接続する半導体装置の製造方法。
  20. 請求項１５から請求項１９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記重なった２つ以上の屈曲部を、押圧力及び熱のうち少なくとも一方を加えて電気的に接続する半導体装置の製造方法。
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