JP4965989B2 - 電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法 - Google Patents
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Description
また、はんだボール40の径寸法が大きくなると、電子部品内蔵基板100の厚さ寸法が大きくなってしまうという課題もある。
以上に説明したように、下層側配線基板10と上層側配線基板20の間を電気的に接続するためのはんだボール40の径寸法が大きくなると、電子部品内蔵基板100の小型化が制限されてしまうという課題がある。
このはんだボールは、銅材からなる球状体の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールであることを特徴とする。
これらにより、下層側配線基板と上層側配線基板の間の電気的接続を確実に行うことができる。しかも、金属、銅材からなる球状体をコアに持つはんだボールを用いているので、はんだボールをリフローさせた後であっても、コアが残ることで下層側配線基板と上層側配線基板の離間距離を確実に一定に保つことができる。すなわち、薄肉構造であっても平坦度の高い電子部品内蔵基板を提供することができる。
以下、本発明にかかる電子部品内蔵基板の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は、第1実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
本実施形態における電子部品内蔵基板100は、図1に示されているように、2枚の配線基板10,20の間に電子部品30が搭載され、第1の配線基板である下層側配線基板10と第2の配線基板である上層側配線基板20がはんだボール40により電気的に接続され、下層側配線基板10と上層側配線基板20の間に封止樹脂50が注入されている。なお、本図面においては、配線基板10,20の表面に形成されている配線の表示を省略している。
一方、上層側配線基板20の下面には配線の一部を保護皮膜から露出させた接続部22が形成されている。上層側配線基板20の上面にはチップコンデンサや抵抗、インダクタ等といった回路部品16が取り付けられている。回路部品16は上層側配線基板20の上面側に形成された配線にはんだ付けにより取り付けられている。
上層側配線基板20の上側に更に他の電子部品内蔵基板100等が接続される場合には、上層側配線基板20の上面にも配線の一部を保護皮膜から露出させた接続部(図示せず)を設けることもできる。この場合、上層側配線基板20は、上下面にそれぞれ形成された接続部により電気的に接続された状態になる。
半導体素子30の上面(上層側配線基板20と対向する面)には、下層側配線基板10と上層側配線基板20とを電気的に接続するためのはんだボール40が配設されている。はんだボール40は半導体素子30において、第1の電極32が形成された面と対向する面に形成された第2の電極であるはんだボール用電極34に載置される。第1の電極32の一部と、はんだボール用電極34の一部とはそれぞれが電気的に接続されているものもある。
はんだボール40は、半導体素子30の上面と上層側配線基板20の下面側までの離間距離を電気的に接続させれば良いため、銅コア42は半導体素子30の上面の高さ位置から上層側配線基板20の下面の高さ位置までの離間距離と同じ径寸法であれば良いことになる。すなわちはんだボール40の径寸法を大幅に小さくすることができる。
具体的には、下層側配線基板10と上層側配線基板20の間は、下層側配線基板10のバンプ14から下層側配線基板10の上面に形成された接続部12bおよび半導体素子30の第1の電極32、はんだボール用電極34を経た後、はんだボール用電極34からはんだボール44および上層側配線基板20の接続部22に至ることにより電気的に接続されるのである。
また、下層側配線基板10と上層側配線基板20との間はエポキシ等の封止樹脂50で封止されている。
なお、下層側配線基板10と上層側配線基板20との間に、半導体素子30の他に回路部品16を搭載しても良い。
まず、図2に示すように、第1の基板である下層側配線基板10の上面の接続部12bに、電子部品である半導体素子30がフリップチップ接続用バンプ36を介して接合される。配線または接続部12a,12bは予め下層側配線基板10に形成されている。
次に、図4に示すように、下層側配線基板10とは別体に形成された第2の基板である上層側配線基板20の下面側の接続部22をはんだボール40に位置決めして載置(下層側配線基板10の上面に対向させて搭載)し、はんだボール40をリフローさせて下層側配線基板10と上層側配線基板20を電気的に接続する。はんだボール40のリフロー後に、下層側配線基板10の上面と上層側配線基板20の下面と半導体素子30の表面に付着したフラックス等の汚れを洗浄する。洗浄を終えた後、図5に示すように、下層側配線基板10と上層側配線基板20の間にエポキシ等の封止樹脂50を注入する。
そして、図6に示すように、上層側配線基板20の上面にチップコンデンサや抵抗等といった回路部品16をはんだ付けにより取り付け、さらに下層側配線基板10の下面に設けられた配線が露出している部分である接続部12aにはんだなどのバンプ14を設けて電子部品内蔵基板100が完成する。
さらに、はんだボール40が小径になることにより、半導体素子30の平面積内においても多数のはんだボール40を配設することができ、小型で高性能の電子部品内蔵基板100を容易に製造することもできる。
図7は第1参考例における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。図8は、電子部品と基板のワイヤボンディング部分の構造を示す模式図である。
本参考例においては、第1の配線基板である下層側配線基板10の上面に搭載された電子部品である半導体素子30は、第1の電極32と第2の電極34とが同一面に形成されていて、半導体素子30がボンディングワイヤ60により下層側配線基板10のボンディングパッド12cに電気的に接続されている点を特徴とする。下層側配線基板10の上面側接続部であるボンディングパッド12cと半導体素子30のワイヤボンディング用電極32(第1の電極に相当する)とがボンディングワイヤ60である金ワイヤにより接続される。ワイヤボンディング用電極32の一部と、はんだボール用電極34の一部は互いに電気的に接続している。
図9は第2参考例における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。本参考例は、第1の配線基板である下層側配線基板10と第2の配線基板である上層側配線基板20の間に電子部品である半導体素子30,31を複数個積層させた電子部品内蔵基板100である。下層側配線基板10の上面には第1の半導体素子30が搭載され、第1の半導体素子30の上には第1の半導体素子30よりも小型の(平面積が小さい)第2の半導体素子31が搭載されている。第1の半導体素子30および第2の半導体素子31は共にワイヤボンディングにより下層側配線基板10の接続部であるボンディングパッド12cと電気的に接続されている。
図10は第3参考例における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。本参考例は下層側配線基板10と上層側配線基板20の間に複数の電子部品である第1および第2の半導体素子30,31が積層されている点は第2参考例と同様であるが、下側に配設されている第1の半導体素子30が下層側配線基板10の接続部12bにフリップチップ接続されていて、上側に配設されている第2の半導体素子31が下層側配線基板10のボンディングパッド12cとワイヤボンディング接続されている点で第2参考例と異なる。
また、本参考例においては、第2の半導体チップ31の上面に設けられたワイヤボンディング用電極32bが金により形成されている。
また、電子部品内蔵基板100の製造方法においては、下層側配線基板10の下面にバンプ14を形成する工程を最後の工程として説明しているが、下層側配線基板10にバンプを形成する工程は他の工程の妨げにならない部分に適宜割り込ませることも可能である。
12a,12b,22 接続部
12c ボンディングパッド
14 バンプ(外部接続端子)
16 回路部品
20 上層側配線基板
30,31 半導体素子(電子部品)
32,32a,32b ワイヤボンディング用電極(第1の電極)
34 はんだボール用電極(第2の電極)
36 フリップチップ接続用バンプ
40 はんだボール
42 銅コア
44 はんだ
50 封止樹脂
60 ボンディングワイヤ
70 樹脂(保護材)
80 アンダーフィル樹脂
100 電子部品内蔵基板
Claims (7)
- 第1の配線基板と第2の配線基板間に電子部品が搭載され、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板間が電気的に接続されると共に、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板間に封止樹脂が注入されてなる電子部品内蔵基板であって、
前記電子部品は半導体素子であり、
該半導体素子は一方の面における第1の電極を前記第1の配線基板に対向させた状態で前記第1の配線基板にフリップチップ接続され、
前記半導体素子の他方の面における第2の電極と、前記第2の配線基板とがはんだボールを介して電気的に接続され、
前記第1の配線基板と前記第2の配線基板は、前記半導体素子の第1の電極の一部および第2の電極の一部を介して電気的に接続されていて、
前記半導体素子と前記はんだボールとは、前記封止樹脂により封止されていることを特徴とする電子部品内蔵基板。 - 前記はんだボールは、金属からなる球状体の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールであることを特徴とする請求項1記載の電子部品内蔵基板。
- 前記はんだボールは、銅からなる球状体の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールであることを特徴とする請求項1記載の電子部品内蔵基板。
- 第1の配線基板と第2の配線基板間に半導体素子が搭載され、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板間が電気的に接続されると共に前記第1の配線基板と前記第2の配線基板間に封止樹脂が注入されてなる電子部品内蔵基板の製造方法であって、
前記半導体素子の一方の面に第1の電極が、他方の面に第2の電極が複数設けられていて、
前記第1の配線基板の一方の面に前記半導体素子を位置決めしてフリップチップ接続方式で搭載し、前記半導体素子の第1の電極を前記第1の配線基板に電気的に接続する工程と、
前記半導体素子の他方の面に設けられた第2の電極にはんだボールを接合する工程と、
前記第2の配線基板の片側面を、前記半導体素子の第2の電極に接合したはんだボールに対向させて前記第1の配線基板に積層する工程と、
前記はんだボールをリフローさせ、前記第2の配線基板と前記半導体素子とを電気的に接続し、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板とを前記半導体素子の第1の電極の一部および第2の電極の一部を介して電気的に接続する工程と、
前記第1の配線基板と前記第2の配線基板との間に、前記はんだボールおよび前記半導体素子を封止させる封止樹脂を注入する工程を有することを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法。 - 第1の配線基板と第2の配線基板間に半導体素子が搭載され、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板間が電気的に接続されると共に前記第1の配線基板と前記第2の配線基板間に封止樹脂が注入されてなる電子部品内蔵基板の製造方法であって、
前記半導体素子の一方の面に第1の電極が、他方の面に第2の電極が複数設けられていて、
前記第1の配線基板の一方の面に前記半導体素子を位置決めしてフリップチップ接続方式で搭載し、前記半導体素子の第1の電極を前記第1の配線基板に電気的に接続する工程と、
前記第2の配線基板の片側面にはんだボールを接合する工程と、
前記第2の配線基板を、前記はんだボールを前記半導体素子の他方の面に設けられた第2の電極に位置決めし、前記第1の配線基板に積層する工程と、
前記はんだボールをリフローさせ、前記第2の配線基板と前記半導体素子とを電気的に接続し、前記第1の配線基板と前記第2の配線基板とを前記半導体素子の第1の電極および第2の電極を介して電気的に接続する工程と、
前記第1の配線基板と前記第2の配線基板との間に、前記はんだボールおよび前記半導体素子を封止させる封止樹脂を注入する工程を有することを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法。 - 前記はんだボールには、金属からなる球状体のコア材の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールが用いられることを特徴とする請求項8または9記載の電子部品内蔵基板の製造方法。
- 前記はんだボールには、銅からなる球状体のコア材の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールが用いられることを特徴とする請求項8または9記載の電子部品内蔵基板の製造方法。
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