JP5772134B2 - 回路基板、その製造方法および半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は回路基板、その製造方法および半導体装置に関する。

半導体部品、例えばグリッドアレイ型半導体素子をマザーボード上に搭載する際、半導体部品とマザーボードとの間にスルービアを有する回路基板、例えばインターポーザを介在させて搭載する方法が広く用いられている。この回路基板は、上面に半導体部品を搭載する搭載領域が設けられ、下面にマザーボード上の配線に接続するための外部接続用電極が設けられる。この外部接続用電極は、スルービアを介して半導体素子に接続される。

かかる回路基板では、半導体部品が発生するノイズを低減するために、半導体部品の端子にバイパスコンデンサ等の電子部品が接続されることがある。このようなノイズ抑制に用いる電子部品は、半導体部品と最短距離で接続されることが望ましい。このため、搭載領域直下の回路基板内に電子部品を埋め込む部品内蔵型の回路基板が開発されている。

従来、部品内蔵型の回路基板として、剛性を有する多層配線基板に設けられたキャビティ内に電子部品を収容し、その上に電子部品に接続するビアを有する絶縁基板を載置したものが知られている。この回路基板は、キャビティ内を樹脂で充填し硬化することで一体に形成される。

また、絶縁基板の下面に半導体素子を樹脂封止し、この樹脂封止されたモールド樹脂成形体を柔軟な樹脂層中に押し込んだ後、その柔軟な樹脂層を硬化することで、樹脂層と一体化された回路基板を製造する方法が知られている。

特開２００７−３１８０４８号公報 特開２００１−２４４６３８号公報 特開２０１０−２５８３０１号公報

近年、高性能コンピータ（ＨＰＣ）を搭載する回路基板は、複数の半導体素子を搭載するために大型化している。また、信号遅延およびノイズ抑制の観点から，より薄いものが要求されている。このため、回路基板の剛性が不足して湾曲し、半導体素子あるいはマザーボードとの接触不良を招来するおそれがある。

上述した電子部品を多層配線に設けられたキャビティ内に収容し、多層配線上面に絶縁基板を載置したのちキャビティ内に樹脂を充填して製造される従来の回路基板では、充填される樹脂と周囲の熱膨張率差が大きい。即ち、充填用には例えばエポキシ樹脂が用いられ、多層配線および絶縁基板には剛性を有する例えばイミド系の樹脂が用いられ、電子部品のパッケージにはモールド樹脂が用いられる。しかし、イミド系樹脂およびモールド樹脂との熱膨張率はほぼ等しいのに対して、これらの樹脂とエポキシ系樹脂との熱膨張率差は大きい。このため、回路基板の製造工程および半導体装置の搭載工程での加熱処理により、回路基板が湾曲して平坦性が損なわれる。

また、絶縁基板の下面に半導体素子を封止したモールド樹脂成形体を形成し、これを柔軟な樹脂層中に押し込んで埋込むことで製造される従来の回路基板では、埋め込む際の反力がモールド樹脂成形体とその周囲外側とで異なるため、絶縁基板が湾曲することがある。また、柔軟な樹脂層と絶縁基板およびモールド樹脂との熱膨張率の差が大きく、上述した樹脂を充填する回路基板と同様の問題を生ずる。

本発明は、薄くかつ平坦な部品内蔵型の回路基板およびその製造方法、並びにその回路基板を用いた半導体装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、その一態様によれば，上面に半導体部品を搭載する搭載領域が設けられた回路基板において、第１の樹脂シートと、前記第１の樹脂シートの下面に密着し、前記搭載領域の直下に開口を有する第１の銅箔と、前記開口内に形成され、前記第１の樹脂シートを上下に貫通する複数のビアと、前記ビアの下端に接続されて、前記第１の樹脂シートの下面に配置された電子部品と、前記第１の樹脂シートの上面に密着して設けられた第２の銅箔をパターニングして形成された、前記ビアの上端に接続する電極と、前記第１の樹脂シートの下面に密着しかつ前記電子部品を封止するようにモールド成形され、平面視したとき前記搭載領域を内側に含む平面形状を有するモールド樹脂成形体と、前記モールド樹脂成形体が嵌挿される貫通孔が設けられた剛性を有するコア板と、前記貫通孔に前記モールド樹脂成形体を嵌挿した前記コア板を、前記第１の樹脂シートの下面に貼着する接着材と、を備えたコア部材を有することを特徴とする回路基板として提供される。

本発明によれば、第１の樹脂シートの下面に密着してモールド樹脂成形体が形成される。このため、モールド樹脂成形体の直上に設けられる搭載領域は、高剛性のモールド樹脂整形体により平坦に保持される。また、第１の樹脂シート、モールド樹脂およびコア板は、充填されるまたは柔軟な樹脂に比べて熱膨張率の差が少なく、加熱による変形が少ない。従って、薄くかつ平坦な部品内蔵型の回路基板が実現される。

本発明の第１実施形態の回路基板の断面図 本発明の第１実施形態のコア部材の断面図 本発明の第１実施形態のコア部材の製造工程断面図（その１） 本発明の第１実施形態のコア部材の製造工程断面図（その２） 本発明の第２実施形態の回路基板の断面図 本発明の第２実施形態のコア部材の断面図 本発明の第２実施形態のコア部材の製造工程断面図 本発明の第３実施形態のコア部材の断面図

本発明の第１実施形態は、樹脂シートの下面に剛性を有するコア板を貼着したコア部材と、そのコア部材を用いて製造される回路基板に関する。

図１は本発明の第１実施形態の回路基板の断面図であり、回路基板１２０の構造と、回路基板１２０をインターポーザとして用いた半導体装置１３０を表している。図２は本発明の第１実施形態のコア部材の断面図であり、図１に示した第１実施形態の回路基板１２０に用いられるコア部材２０の構造を表している。なお、図２中の円Ａに示す図は、円Ａ部分の拡大図である。

図１を参照して、本第１実施形態の回路基板１２０は、コア部材２０と、コア部材２０の上面にビルドアップ工法により製造された多層配線層３１とを有する。この多層配線層３１の上面に、半導体素子１を搭載するための搭載領域６０が設けられる。半導体素子は、下面に接続端子を有する半導体素子１、例えばグリッドアレイ型パッケージの半導体素子１であり、例えば、辺長２３ｍｍの正方形の平面形状を有する。回路基板１２０は、例えば辺長５５ｍｍの正方形の平面形状を有し、その上面の中央部に半導体素子１とほぼ同一平面形状の平坦面からなる搭載領域６０が形成されている。

多層配線層３１は、配線３３ｕパターンおよびビアが形成された可撓性を有する樹脂シート、例えばエポキシ樹脂からなる厚さ４０μｍの樹脂シート３１ａ〜３１ｄを多層に、例えば４〜６層に積層して形成される。ここでは、樹脂シート３１ａ〜３１ｄとして、厚さ４０μｍの味の素ファインテクノ（株）製の商品名ＡＢＦ−ＧＸ−１３Ｆを用い、６層に積層した。

搭載領域６０内には、多層配線層３１を貫通するスタックドビア３４が形成されている。このスタックドビア３４の上端は、最上層の樹脂シート３１ｄの上面に表出し、その上に載置、押止される半導体素子１の接続端子に接続する。また，下端はコア部材２０の上面に形成された電極２８ａに接続する。なお、その他に、多層配線層３１内の上下の配線３３ｕ間を接続する図示しないビアが設けられている。

図２を参照して、本第１実施形態のコア部材２０は、貫通孔２１ａを有するコア板２１と、コア板２１の上面に貼着された両面銅貼りシート２２と、両面銅貼りシート２２の下面に両面銅貼りシート２２と一体に成形されたモールド樹脂成形体２５とを備える。

両面銅貼りシート２２は、可撓性を有する第１の樹脂シート２２ｂの上面に第２の銅箔２２ｕが、下面に第１の銅箔２２ｄがラミネートされたシートを、その銅箔をパターニングして作製される。第１の樹脂シート２２ｂとして、例えば厚さ５０μｍのポリイミド系樹脂からなる樹脂シート（例えば、パナソニック電工（株）製の商品名ＭＥＧＴＲＯＮ ＧＸ−Ｒ１５１５Ａ）が用いられる。また、第１および第２の銅箔２２ｕ、２２ｄは、第１の樹脂シート２２ｂに水平に張持することができる剛性を付与する厚さとすることが好ましく、例えば厚さ９μｍとした。

両面銅貼りシート２２の下面に設けられた第１の銅箔２２ｄには、開口２２ｄ−１が開設されている。この開口２２ｄ−１は、搭載領域６０の直下に形成され、平面視したとき搭載領域６０の内部に完全に含まれる平面形状、例えば辺長１７ｍｍの正方形の平面形状を有する。即ち、搭載領域６０の外周を内側に３ｍｍ幅で狭めた平面形状を有する。

開口２２ｄ−１内には、第１の樹脂シート２２ｂを貫通するビア２８が形成されている。このビア２８は、上端が第１の樹脂シート２２ｂの上面に形成された電極２８ａ（ランド）の下面に接続し、下端が第１の樹脂シート２２ｂの下面に突出する。この電極２８ａは、銅箔２２ｕをランド状にパターニングして形成される。なお、第１の樹脂シート２２ｂ上面の銅箔２２ｕは、電極２８ａ形成に必要な除去部分（例えばエッチングにより除去される領域）以外を可能な限り残すことが、剛性を保持するために好ましい。

ビア２８の下端には、電子部品２４、例えばチップコンデンサが接続される。従って、電子部品２４は、ビア２８を介して電極２８ａに接続され、第１の樹脂シート２２ｂの下面に固定される。

さらに、両面銅貼りシート２２の下面に、モールド樹脂成形体２５が両面銅貼りシート２２と一体になるように形成されている。このモールド樹脂成形体２５は、電子部品２４を完全に被覆して封止する。

モールド樹脂成形体２５は、搭載領域６０直下に形成され、平面視したとき搭載領域と同一又は搭載領域６０を完全に含むように搭載領域６０と同一又はより大きな平面形状を有する。ここでは、モールド樹脂成形体２５を、辺長２７ｍｍの正方形状とした。これら開口２２ｄ−１、搭載領域６０およびモールド樹脂成形体２５は、互いに同心状に重ねて形成される。従って、モールド樹脂成形体２５は、搭載領域６０より大きく、搭載領域６０の外側に２ｍｍ幅だけ広げられている。なお、モールド樹脂成形体２５の厚さは、コア板２１の厚さとほぼ同じにすることが、回路基板１２０の剛性を保持する観点から好ましい。

このとき、モールド樹脂成形体２５の外周は、開口２２ｄ−１の外周より５ｍｍ外側に位置する。即ち、開口２２ｄ−１外側の第１の樹脂シート２２ｂ下面に延在する銅箔２２ｄは、モールド樹脂成形体２５の外周から５ｍｍ幅まで開口２２ｄ−１内に入り込む。銅とモールド樹脂との接着強度は、ポリイミド系樹脂からなる第１の樹脂シート２２ｂとモールド樹脂との接着強度に比べて大きい。従って、このようにモールド樹脂成形体２５の外周から銅箔２２ｄを入り込ませることで、第１の樹脂シート２２ｂ（ないし両面銅貼りシート２２）とモールド樹脂成形体２５との接着強度を高めることができる。

コア板２１は、剛性を有する絶縁性の基板、例えばガラスエポキシ材料（日立化成工業（株）の商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７９シリーズ）からなり、回路基板１２０と同じ平面形状を有し、回路基板１２０に要求される剛性を保持するに必要な厚さ、例えば１．５ｍｍの厚さを有する。

コア板２１の中央部には、上下に貫通する貫通孔２１ａが開設されている。この貫通孔２１ａは、モールド樹脂成形体２５が緩く嵌挿されるように形成される。このコア板２１は、貫通孔２１ａに第１の樹脂シート２２ｂ下面に形成されたモールド樹脂成形体２５を嵌挿させて、第１の樹脂シート２２ｂ下面に接着材２６を介して貼着され固定される。接着材２６として、熱可塑性のエポキシ樹脂を用いることができる。なお、接着材２６は、モールド樹脂成形体２５の側面と貫通孔２１ａの壁面との間をも充填することが強度の観点から好ましい。

上述したコア部材２０には、さらにコア部材２０を上下に貫通するスルービア２７が、モールド樹脂成形体２５の外側に形成されている。図２中の円Ａに示す図を参照して、スルービア２７は、コア板２１上に積層された両面銅貼りシート２２を貫通するスルーホール２７ａと、スルーホール２７ａの内面から両面銅貼りシート２２の上面に延在する絶縁層２７ｂ、および絶縁層２７ｂ上に形成された導電層２７ｃとを有する。さらに、導電層２７ｃに囲まれたスルーホール２７ａの中空部は、充填材により充填されている。

導電層２７ｃは、スルーホール２７ａの内面から両面銅貼りシート２２の上面に延在して設けられる。なお、スルービア２７の下端も同様に、スルーホール２７ａの内面からコア板２１の下面に延在して設けられる。これら上下面に延在する導電層２７ｃは、それぞれコア部材２０の上下面に突出して、ランド状の電極を構成する。

再び図１及び図２を参照して、本第１実施形態の回路基板１２０では、コア部材２０下面に、スルービア２７の下端の導電層２７ｃに接続された外部接続用電極３５を設けた。なお、スルービア２７下端の導電層２７ｃのみで外部、例えばマザーボードに接続可能ならば、この外部接続用電極３５は形成しなくてもよい。また、スルービア２７の上端の導電層２７ｃは、多層配線層３１内の第１の配線３３ｕに接続されている。

この本第１実施形態の回路基板１２０では、下面にモールド樹脂成形体２５が形成された第１の樹脂シート２２ｂが、コア板２１の上面に貼着されたコア部材２０が用いられる。このコア部材２０を構成する材料、即ち、モールド樹脂成形体２５のモールド樹脂、第１の樹脂シート２２ｂのポリイミド系樹脂並びに銅箔２２ｕ、２２ｄおよびコア板２１のガラスエポキシ樹脂は、貼着又は充填に用いられる樹脂、例えばエポキシ樹脂と比較して、いずれも熱膨張率の相違が小さい。即ち、これらの材料の熱膨張率（線膨張率）は、銅が約１７ｐｐｍ／℃、ポリイミド系樹脂が約１２ｐｐｍ／℃、ガラスエポキシ樹脂ガ約１２ｐｐｍ／℃とほぼ同じ程度であるのに対し、エネキシ性樹脂は約６０ｐｐｍ／℃と大きく異なる。このため、コア部材２１あるいは多層配線層３１の製造工程、さらには半導体素子１又は回路基板１２０をマザーボードに搭載する際の熱処理工程において、構成部材の熱膨張率の相違に起因して生ずる回路基板１２０の変形が抑制される。

とくに、搭載領域６０の直下に、モールド樹脂成形体２５が第１の樹脂シート２２ｂと一体となるように密着して設けられるので、搭載領域６０の変形は硬質のモールド樹脂成形体２５により抑制される。このため、搭載領域６０の平坦度が保持され、平坦度の劣化による半導体素子１との接続不良が少ない。

さらに、本第１実施形態の回路基板１２０では、搭載領域６０に搭載された半導体素子１の端子と、その直下のコア部材２０内に収容された電子部品とが、スタックドビア３４およびビア２８を介して接続される。このようにビアで接続されるため、接続距離が短くなり、ノイズが有効に抑制される。

一方、高い剛性を有するモールド樹脂成形体２５およびコア板２１が、両面銅貼りシート２２の下面に密着して設けられるので、コア部材２０は高い剛性を有する。このため、搭載領域６０の平坦性を損なうことなく、コア部材を薄くすることができるので、薄くかつ平坦な部品内蔵型の回路基板が実現される。

以下、本発明の第１実施形態の回路基板１２０の製造方法を説明する。

図３は本発明の第１実施形態のコア部材の製造工程断面図（その１）、図４は本発明の第１実施形態のコア部材の製造工程断面図（その２）であり、第１実施形態の回路基板１２０に用いられるコア部材２０の製造工程を表している。

図３（ａ）を参照して、まず、ポリイミド系樹脂からなり柔軟性および絶縁性を有する第１の樹脂シート２２ｂの上下面に第２及び第１の銅箔２２ｕ、２２ｄが設けられた両面銅貼りシート２２を準備する。第２及び第１の銅箔２２ｕ、２２ｄは、ラミネート又はめっきにより形成することができる。

次いで、第１の樹脂シート２２ｂの下面に設けられた第１の銅箔２２ｄを、例えばエッチングによりパターニングして、開口２２ｄ−１を形成する。

次いで、図３（ｂ）を参照して、開口２２ｄ−１の内部に、第１の樹脂シート２２ｂを貫通するビアホール２２ｂ−１を形成する。このビアホール２２ｂ−１は、第１の樹脂シート２２ｂの下面からのエッチングにより形成することができる。また、レーザ加工により形成してもよい。

次いで、図３（ｃ）を参照して、ビアホール２２ｂ−１の上面に表出する第２の銅箔２２ｕをシード層とする電気めっきにより、ビアホール２２ｂ−１を導電材料、例えばめっき銅により埋め込み、第２の銅箔２２ｕに接続し、第１の樹脂シート２２ｂを貫通するビア２８を形成する。なお、ビア２８の下端が、第１の樹脂シート２２ｂの下面に突出ないしその下面上に延在するように形成することが、電子部品２４の接続を容易にするために好ましい。

次いで、図３（ｄ）を参照して、第１の樹脂シート２２ｂの下面にモールド樹脂成形体２５を形成する。まず、両面銅貼りシート２２を上下から、金型５０の上型５０ｕおよび下型５０ｄの間に挟持する。上型５０ｕは、下面が平坦面をなし、下面が両面銅貼りシート２２の上面（第２の銅箔２２ｕの上面）に密接する。下型５０ｄは、その上面にモールド樹脂成形体２５を画定するキャビティ５１が形成され、キャビティ５１外側の上面は両面銅貼りシート２２の下面に密接する。

このキャビティ５１は、開口２２ｄ−１を内部に含み、外周が第１の銅箔２２ｄの下面上に在るような大きさおよび形状を有することが望ましい。これにより、モールド樹脂成形体２５の上面外周部分が、第１の銅箔２２ｄを介して第１の樹脂シート２２ｂと接合するため、モールド樹脂成形体２５と第１の樹脂シート２２ｂとの密着強度が高くなる。

次いで、キャビティ５１内にモールド樹脂を圧入して、図３（ｅ）を参照して、電子部品２４を内部に包含し、第１の樹脂シート２２ｂの下面に密着するモールド樹脂成形体２５が形成される。

上記工程を通して、可撓性を有する第１の樹脂シート２２ｂの上面に、常に第２の銅箔２２ｕが密着して設けられている。このため、第１の樹脂シート２２ｂの剛性が第２の銅箔２２ｕにより維持されるので、これらの工程の途中で発生し得る第１の樹脂シート２２ｂの湾曲等の変形が防止される。

さらに、モールド成形の際には、第１の樹脂シート２２ｂ上面に設けられた第２の銅箔２２ｕの上面が、上型５０ｕの平坦な下面に密接するので、第１の樹脂シート２２ｂの変形は抑えられる、また、ポリイミド系の第１の樹脂シート２２ｂおよびモールド樹脂の熱膨張率は、容易に銅とほぼ等しくすることができるので、冷却時の第１の樹脂シート２２ｂの変形も小さい。このため、第１の樹脂シート２２ｂを平坦に保持したまま、モールド樹脂成形体２５を形成することができる。

次いで、図４（ｆ）を参照して、モールド樹脂成形体２５が緩く嵌挿する貫通孔２１ａが開設されたコア板２１を準備する。コア板２１として、剛性を有しかつ銅に近い熱膨張率を有する板、例えばガラスエポキシ板を用いることが好ましい。なお、コア板２１の厚さは、モールド樹脂成形体２５とほぼ同じにする。

次いで、モールド樹脂成形体２５を緩挿する開口２６ｕ−１を有するシート状接着材２６ｕを、コア板２１上に載置する。その上に、下面にモールド樹脂成形体２５が形成された両面銅貼りシート２２を、モールド樹脂成形体２５を開口２６ｕ−１及び貫通孔２１に挿入させて、コア板２１上に載置する。

次いで、図４（ｇ）を参照して、真空加熱プレス機を用いて、両面銅貼りシート２２上面およびコア板２１下面から押圧、加熱して、両面銅貼りシート２２とコア板２１、およびモールド樹脂成形体２５とコア板２１とを接着剤２６を介して貼着し、一体とされたコア部材２０Ａを形成する。

この貼着工程において、両面銅貼りシート２２上面およびコア板２１の下面は、プレス機の平坦な押圧部材に密接した状態で挟持、押圧されるから、変形のない平坦なコア部材２０Ａが製造される。また、両面銅貼りシート２２の下面に突出するモールド樹脂成形体２５は、貫通孔２１ａに嵌挿されるので、この嵌挿によっては両面銅貼りシート２２を変形させる応力は生じない。

次いで、図４（ｈ）を参照して、ドリル加工により、モールド樹脂成形体２５が形成されていない領域に、コア部材２０Ａを上下に貫通するスルーホール２７ａを形成する。

次いで、図２の円Ａに示す図を参照して、スルーホール２７ａの内面及び第２の銅箔２２ｕの上面を被覆する絶縁層２７ｂを形成する。ついで、例えば無電解めっきにより、スルーホール２７ａの内面から第２の銅箔２２ｕ上面に延在する導電層２７ｃを形成する。さらに、スルーホール２７ａの中空部分を充填材で埋込み、スルービア２７が形成される。

次いで、両面銅貼りシート２２上面の第２の銅箔２２ｕをパターニングして、ビア２８の上端にランド状に残る電極２８ａを形成する。なお、この第２の銅箔２２ｕは、電極２８ａの外側に可能な限り残すことが、両面銅貼りシート２２の剛性を高めるために好ましい。

以上の工程を経て、上下にスルービア２７が貫通する第１実施形態のコア部材２０が製造される。

次に、第１実施形態の回路基板１２０および半導体装置の製造方法を説明する。

再び図１を参照して、まず、上述の工程により製造されたコア部材２０を準備する。また、可撓性を有する樹脂シート、例えばエポキシ樹脂からなる厚さ４０μｍの樹脂シート３１ａ〜３１ｄを準備する。

次いで、樹脂シート３１ａ〜３１ｄをエッチングしてビアホールを形成し、そのビアホールを導電体で埋め込んだビアおよび樹脂シート３１ａ〜３１ｄ上面に形成される配線３３ｕを、例えば印刷法を用いて形成する。このビアは、スタックドビア３４の一層を構成するビアの他、層間の配線３３ｕ間を接続するビア（図示しない）を含む。

次いで、ビアおよび配線３３ｕパターンが形成された樹脂シート３１ａ〜３１ｄを、コア部材２０の上面に順次積層し、熱プレスしてコア部材２０上に多層に例えば４〜６層に積層された多層配線層３１を形成する。なお、最上層上面の一部（モールド樹脂成形体２５の直上）の平坦面が搭載領域６０とされる。この多層配線層３１の製造工程は、通常のビルドアップ工法と同様である。これにより、第１実施形態の回路基板１２０が製造される。この回路基板１２０をマザーボード上に例えばリフローにより固定する。さらに、半導体素子１を搭載領域６０に載置し、その底面に設けられた端子がスタックドビアに接続されるように押止して、本第１実施形態の半導体装置１３０が製造される。

本発明の第２実施形態は、剛性を有するコア板の上下両面に樹脂シートが貼着されたコア部材と、そのコア部材を用いた回路基板に関する。

図５は本発明の第２実施形態の回路基板の断面図であり、第２実施形態の回路基板１２１の構造と、回路基板１２１をインターポーザとして用いた半導体装置１３１を表している。図６は本発明の第２実施形態のコア部材の断面図であり、図５に示した第１実施形態の回路基板１２１に用いられるコア部材３０の構造を表している。なお、図５中の円Ａに示す図は、円Ａの拡大図である。

図５を参照して、本発明の第２実施形態の回路基板１２１は、コア部材３０の上下両面に多層配線層３１、３２が設けられている。コア部材３０の上面に設けられた多層配線層３１は第１実施形態と同様であり、ビルドアップ工法により製造され、例えば６層の多層配線３１として形成される。なお、上面に搭載領域６０が設けられるのも同様である。

コア部材３０の下面に設けられた多層配線層３２は、多層配線層３１と同様にビルドアップ工法により形成される。即ち、配線３３ｄパターンおよびビアが形成された可撓性を有する例えばエポキシ樹脂からなる厚さ４０μｍの樹脂シート３２ａ〜３２ｄを、例えば６層に積層して形成される。この多層配線層３２は、配線３３ｄパターン、スタックドビア３４、および外部接続用電極３５を除き、他は上面に設けられた多層配線層３１と同様である。また多層配線層３２は、可能な限り多層配線層３１に対して上下対称に形成することが、熱変形を防止するために好ましい。

即ち、多層配線層３２には、スタックドビア３４は形成されない。また、配線３３ｄパターンも配線３３ｕパターンと異なっていても差し支えない。さらに、多層配線３２の下面に、マザーボードと接続するための外部接続用電極３５が形成されている。この外部接続用電極３５は配線３３ｄに接続している。

図６を参照して、本第２実施形態のコア部材３０は、図２に示す第１実施形態のコア部材２０の下面に両面銅貼りシート２３を貼着したものである。両面銅貼りシート２３は、上面に第３の銅箔２３ｕが、下面に第４の銅箔２３ｄが形成された第２の樹脂シート２３から構成される。この両面銅貼りシート２３は、両面銅貼りシート２２と同様の材料および寸法を有する。即ち、第３の銅箔２３ｕ、第４の銅箔２３ｄおよび第２の樹脂シート２３は、それぞれ両面銅貼りシート２２を構成する第１の銅箔２２ｄ、第２の銅箔２２ｕおよび第１の樹脂シート２２ｂと同一材料及び寸法を有する。このため、本第２実施形態のコア部材３０は、上下の対称性が高い。

コア部材３０には、第１実施形態のコア部材２０と同様に、コア部材３０を上下に貫通するスルービア２７が形成されている。円Ａに示す図を参照して、このスルービア２７は第１実施形態のスルービア２７と同じく、スルービア２７を構成する導電層２７ｃが、スルーホール２７ａの内面からコア部材３０の上下面に延在している。このコア部材３０の上下面に延在する導電層２７ｃは、多層配線層３１、３２内の配線３３ｕ、３３ｄに接続するためのランドとして用いることができる。

上述した本発明の第２実施形態の回路基板１２１は、上下の対称性が高いコア部材３０の上下に、同様の多層構造を有する多層配線層３１、３２がコア部材３０を中心に上下対称に形成されている。このように上下の対称性が高いので、熱膨張に起因する変形が小さく、良好な平坦性が容易に保持される。従って、回路基板１２１上面（搭載領域６０）が平坦に保持される。このため、回路基板１２１上面に半導体素子を搭載する本発明の第２実施形態の半導体装置１３１では、半導体素子１との接続が確実になされる。

以下、本第２実施形態のコア部材３０の製造方法を説明する。

図７は本発明の第２実施形態のコア部材の製造工程断面図であり、コア部材３０の製造工程を表している。

まず、図３を参照して、図３（ａ）〜図３（ｅ）を参照して説明した第１実施形態のコア部材２０の製造工程と同様の工程を用いて、両面銅貼りシート２２の下面に、電子部品２４を封止するモールド樹脂成形体２５を形成する。

次いで、図７（ｆ）を参照して、上下面にそれぞれ第３及び第４の銅箔２３、２３ｄが設けられた両面銅貼りシート２３を準備する。この両面銅貼りシート２３は加工前の両面銅貼りシート２２と寸法及び材料を同一とすることが、対称性を高める観点から好ましい。

次いで、両面銅貼りシート２３の上に、シート状の接着材２６ｄ、貫通孔２１ａが設けられたコア板２１、シート状の接着材２６ｕ、および下面にモールド樹脂成形体２５が形成された両面銅貼りシート２２を順次載置する。なお、コア板２１は第１実施形態のコア板２１と同じである。また、接着材２６ｕは、第１実施形態と同様に開口が形成されてもよい。

次いで、図７（ｇ）を参照して、真空加熱プレス機を用いて、両面銅貼りシート２３の下面及び両面銅貼りシート２２の上面から挟むように押圧し、コア板２１の上下面に両面銅貼りシート２２、２３を貼着する。このとき、シート状の接着材２６ｕ、２６ｄは流動化して、コア板２１の上下面を被覆し、さらにモールド樹脂成形体２５の周囲の隙間を充填する。これにより、モールド樹脂成形体２５が形成された両面銅貼りシート２２、コア板２１および両面銅取りシート２３が一体化されたコア部材３０Ａが製造される。

次いで、図７（ｈ）を参照して、例えばドリル加工を用いて、コア部材３０Ａを上下に貫通するビアホール２７ａを形成する。次いで、第１実施形態と同様に、ビアホール２７ａを被覆する絶縁層２７ａおよび導電層２７ｃを形成し、必要ならばビアホール２７ａ内の空洞を充填材２７ｄで埋め込む。これにより、本第２実施形態のコア部材３０が製造される。

次いで、両面銅取りシート２２の上面の第２の銅箔２２ｕをパターニングして、ランド状の電極２８ａを形成する。なお、電極２８ａの外側に延在する第２の銅箔２２ｕは残すことが好ましい。

次いで、第１実施形態の多層配線層３１と同様の工程により、コア部材３０の上下面に、多層配線層３１、３２を形成して、本第２実施形態の回路基板１３１が製造される。

本発明の第３実施形態は、複数のモールド樹脂成形体が形成された回路基板に関する。

図８は本発明の第３実施形態のコア部材の断面図であり、複数のモールド樹脂成形体２５が形成されたコア部材４０を表している。

図８を参照して、本第３実施形態のコア部材４０は、例えば辺長１００ｍｍの正方形の平面形状を有し、第２実施形態と同様のモールド樹脂成形体２５を複数個、例えば４個内蔵している。その他は、第２実施形態のコア板と同様である。

複数のモールド樹脂成形体２５は、両面銅貼りシート２２の下面に密着して設けられ、内部に電子部品２４が封止されている。このモールド樹脂成形体２５が形成された第１の両面銅貼りシート２２は、モールド樹脂成形体２５の個数を除き第２実施形態と同様である。

下面にモールド樹脂成形体２５が形成された第１の両面銅貼りシート２２は、コア板２１に例えば２行２列の行列状に開設された複数の貫通孔２１ａの中に嵌挿されて、コア板２１上に貼着される。さらに、コア板２１の下面に第２の両面銅貼りシート２３が貼着される。

さらに、モールド樹脂成形体２５の外側に、コア基板４０を上下に貫通するスルービア２７が設けられる。このスルービア２７は第２実施形態のスルービア２７と同様である。

上述のコア部材４０は、上下両面に多層配線層をビルドアップ工法を用いて形成することで、複数の半導体素子を搭載する回路基板とすることができる。この回路基板は、図５を参照して、搭載領域６０が各モールド樹脂成形体２５の直上に複数設けられる以外は、第２実施形態の回路基板１２１と同様である。

本発明を提要することで、薄くかつ高剛性の部品内蔵型回路基板が実現されるので、半導体装置の高性能かつ高信頼性に貢献する。

１ 半導体素子
２０、３０、４０ コア部材
２１ コア板
２１ａ 貫通孔
２２、２３ 両面銅貼りシート
２２ｂ 第１の樹脂シート
２２ｂ−１ ビアホール
２２ｄ 第１の銅箔
２２ｄ−１、２６ｕ−１ 開口
２２ｕ 第２の銅箔
２３ｂ 第２の樹脂シート
２３ｕ、２３ｄ 銅箔
２４ 電子部品
２５ モールド樹脂成形体
２６、２６ｕ、２６ｄ 接着材
２７ スルービア
２７ａ スルーホール
２７ｂ 絶縁層
２７ｃ 導電層
２７ｄ 充填材
２８ ビア
２８ａ 電極
３１、３２ 多層配線層
３１ａ、３１ｂ，３１ｃ、３１ｄ 樹脂シート
３２ａ、３２ｂ，３２ｃ、３２ｄ 樹脂シート
３３ｕ 第１の配線
３３ｄ 第２の配線
３４ スタックドビア
３５ 外部接続用電極
５０ 金型
５０ｕ 上型
５０ｄ 下型
５１ キャビティ
６０ 搭載領域
１２０、１２１ 回路基板
１３０、１３１ 半導体装置

Claims (8)

1. 上面に半導体部品を搭載する搭載領域が設けられた回路基板において、
   第１の樹脂シートと、
   前記第１の樹脂シートの下面に密着し、前記搭載領域の直下に開口を有する第１の銅箔と、
   前記開口内に形成され、前記第１の樹脂シートを上下に貫通する複数のビアと、
   前記ビアの下端に接続されて、前記第１の樹脂シートの下面に配置された電子部品と、
   前記第１の樹脂シートの上面に密着して設けられた第２の銅箔をパターニングして形成された、前記ビアの上端に接続する電極と、
   前記第１の樹脂シートの下面に密着しかつ前記電子部品を封止するようにモールド成形され、平面視したとき前記搭載領域を内側に含む平面形状を有するモールド樹脂成形体と、
   前記モールド樹脂成形体が嵌挿される貫通孔が設けられた剛性を有するコア板と、
   前記貫通孔に前記モールド樹脂成形体を嵌挿した前記コア板を、前記第１の銅箔の下面に貼着する接着材と、
   を備えたコア部材を有することを特徴とする回路基板。
2. 前記開口は、前記モールド樹脂成形体の平面形状の内側に含まれることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
3. 前記コア部材は、前記コア板および前記モールド樹脂成形体の下面に、上下面にそれぞれ密着する銅箔が設けられた第２の樹脂シートが貼着されていることを特徴とする請求項１または２記載の回路基板。
4. 前記コア部材の上面に形成され、上面に前記搭載領域が設けられた第１の多層配線層と、
   前記第１の多層配線層を貫通して設けられ、下端が前記電極の上端に接続し、上端が前記搭載領域に表出するスタックドビアと、
   前記コア部材の下面に形成された第２の多層配線層と、
   前記コア部材を貫通し、前記第１及び第２の多層配線層内の配線を接続するスルービアと、
   前記第２の多層配線層内の配線に接続し、前記第２の多層配線層の下面に設けられた外部接続用電極と、
   を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の回路基板。
5. 請求項４に記載の回路基板と、
   該回路基板の前記搭載領域に搭載され、前記スタックドビアの上端に接続された端子を備えた半導体素子と、
   を有することを特徴とする半導体装置。
6. 下面に第１の銅箔が、上面に第２の銅箔が設けられた第１の樹脂シートの前記第１の銅箔をパターニングして、前記第１の銅箔に開口を形成する工程と、
   前記開口内に表出する前記第１の樹脂シートを貫通して、上面に前記第２の銅箔を表出するビアホールを形成する工程と、
   前記ビアホールを導電材料で埋め込み、上端が前記第２の銅箔に接続し、下端が前記第１の樹脂シートの下面に突出する複数のビアを形成する工程と、
   電子部品を前記ビアの下端に接続する工程と、
   前記第１の樹脂シートの下面に、前記電子部品を封止するモールド樹脂成形体を成形する工程と、
   貫通孔が開設された剛性を有するコア板を、前記モールド樹脂成形体を前記貫通孔に嵌挿させて前記第１の銅箔の下面に貼着し、前記第１の銅箔、前記第１の樹脂シート、前記第２の銅箔、前記コア板、および、前記電子部品を封止するモールド樹脂成形体を一体化したコア部材を形成する工程と、
   を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
7. 前記コア板を貼着する工程と同時に、上下面にそれぞれ第３および第４の銅箔が設けられた第２の樹脂シートを前記コア板の下面に貼着して、前記第１の銅箔、前記第１の樹脂シート、前記第２の銅箔、前記コア板、前記第３の銅箔、前記第２の樹脂シート、前記第４の銅箔、および、前記モールド樹脂成形体を一体化したコア部材を形成する工程と、
   を有することを特徴とする請求項６記載の回路基板の製造方法。
8. 前記コア部材を貫通するスルービアを形成する工程と、
   上面に半導体素子を搭載する搭載領域と、前記スルービアの上端に接続する第１の配線と、下端が前記ビアの上端に接続し、上端が前記搭載領域に表出するスタックドビアとを備える第１の多層配線層を、ビルドアップ工法を用いて前記コア部材の上面に形成する工程と、
   前記スルービアの下端に接続する第２の配線と、下面に前記第２の配線に接続された外部接続用電極とを備える第２の多層配線層を、ビルドアップ工法を用いて前記コア部材の下面に形成する工程と、
   を有することを特徴とする請求項６又は７記載の回路基板の製造方法。