TWI401000B - 無核心層配線基板、半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

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TWI401000B
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Kentaro Mori
Shintaro Yamamichi
Hideki Sasaki
Daisuke Ohshima
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Nec Corp
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Description

無核心層配線基板、半導體裝置及其製造方法 (關於相關申請案之記載)
本申請案主張先前的日本專利申請案2008-190101號(2008年7月23日提申)之優先權，前述先申請案之所有記載內容，視為引用納入記載於本說明書。
本發明係關於無核心層基板及使用無核心層基板之半導體裝置及該等之製造方法。尤關於多層無核心層基板及使用多層無核心層基板之半導體裝置及其製造方法。
近年來，電子設備要求小型化、高機能化、高性能化，因應於此，半導體包裝體需要高密度構裝技術。以往，半導體包裝體之中介基板主要使用具核心層之建成基板。但是，建成基板之貫通介層孔(TH)、配線寬相較於建成層之介層孔直徑、配線寬大了數倍，因此，其尺度差妨礙包裝體基板高速化、高密度微細配線化。且，於建成基板之單面，因為設置了在設計上不需要但是於製造為防止翹曲之層，成為成本上升的要因。
所以，為了實現半導體包裝體之高速化、高密度化及低成本化，有人提出不具核心層之全層建成基板，即無核心層基板。
專利文獻1中，如圖11所示，記載：於端子接墊117之正上方配置電元件連接用接墊115，藉由從端子接墊117往電元件連接用接墊115緩慢地使介層孔導體之直徑縮小，使得即使於上下之介層孔導體之配置位置多少偏離時仍能提升連接可靠性之無核心層配線基板。因此，端子接墊之間距與電元件連接用接墊之間距為相等。從圖11亦能理解到，以往，一般以建成基板疊層之樹脂，於各層不會對於樹脂材料或樹脂厚加以改變。此係由於改變樹脂，會造成疊層條件、介層孔形成條件、配線形成條件改變，對於處理成本、產量造成影響。
又，近年來，就達成半導體裝置之高密集化及高機能化，包裝體之薄型化、低成本化、高頻對應、以電鍍連接所得低壓力連接等有許多優點的高密度構裝技術而言，有人提出內建半導體元件於配線基板之半導體元件內建基板。
專利文獻2、3，記載於核心層基板內建IC晶片之多層印刷基板。圖12顯示專利文獻3記載之多層印刷基板之剖面圖。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-072328號公報
[專利文獻2]日本特開2001-339165號公報
[專利文獻3]日本特開2004-288711號公報
又，上述專利文獻之各揭示納入本說明書作為引用。
於具核心層之建成基板，由於核心層基板之貫通通孔(TH)，配線寬相較於建成層之介層孔直徑、配線寬大了數倍，因此，此尺度差妨礙包裝體基板之高速化、高密度微細配線化。另一方面，配線層不使用核心層之無核心層基板，相對於建成基板，雖能高速化、高密度微細配線化，但是，由於係在支持體上逐次性地疊層配線體之構造，因此已知若層數增加，產量會以層數之階乘劣化。與窄間距、多接腳之半導體元件連接之無核心層基板，由於需多層化，因此以高產量實現多層化之無核心層基板係屬不可或缺。
且，於處理或可靠性之觀點，要求代表介層孔之高度相對於介層孔直徑之介層孔之縱橫比為1左右。縱橫比為1以上時，電解電鍍於介層孔內之電鍍均厚能力惡化，會發生介層孔連接點不良。縱橫比為1以下時，電解電鍍於介層孔內之電鍍均厚能力雖良好，但是採用樹脂厚係薄時，會有層間配線短路的顧慮。所以，如專利文獻1使各層之樹脂厚為固定，當一旦窄間距更為窄化，介層孔直徑之縱橫比會逐層劇烈變化，可能導致產量下降。又，連接於窄間距之半導體元件等的電極端子的接墊間距，必需為較相反面的電極端子更窄的間距。
又，於專利文獻2～3，並未揭示因應於窄間距之無核心層基板、無核心層基板內建有半導體元件之半導體裝置。
本發明有鑑於上述問題而生，提供與窄間距、多接腳之半導體元件連接之無核心層配線基板中，能不使產量劣化而達成層數之多層化之高產量、高可靠性之配線基板及半導體裝置及其製造方法。
又，本發明提供於無核心層配線基板內建窄間距、多接腳之半導體元件之半導體元件內建基板中，能不使產量劣化而達成無核心層配線之層數多層化的高產量、高可靠性之半導體裝置及其製造方法。
本發明之1態樣(面相)之無核心層配線基板，包含：疊層之多數配線層及絕緣層；設於前述配線層之配線；及將設於前述絕緣層且將前述絕緣層上下之前述配線電連接之介層孔；於第1表面設置有第1電極端子，於前述第1表面之相反面設有第2電極端子，前述第1電極端子之接墊間距較前述第2電極端子之接墊間距為窄間距；特徵在於前述第1電極端子與前述第2電極端子，介由前述配線或前述介層孔至少其中之一而電導通，且前述介層孔或前述配線至少之一具有與設置於其他絕緣層或配線層之介層孔或配線不同的剖面形狀。
又，本發明中，配線剖面形狀不同，包含最小配線寬、配線間最小間距、配線厚度至少其中之一不同者。
又，本發明之另一態樣之半導體裝置，特徵在於包含：前述無核心層配線基板；及連接於前述無核心層配線基板之至少一個半導體元件。
本發明之又另一態樣的半導體裝置，包含：於表面具有電極端子之1個以上之半導體元件；及無核心層配線基板，內建前述半導體元件，且其具有：疊層之多數配線層及絕緣層；設於前述配線層之配線；及設於前述絕緣層且將前述絕緣層上下之前述配線電連接之介層孔；於表面設有外部連接端子；特徵在於：前述半導體元件埋設於前述絕緣層，前述外部連接端子與前述電極端子介由前述配線或前述介層孔至少其中之一而電導通，且前述絕緣層與前述配線層於前述半導體元件之表背面疊層，前述介層孔或前述配線至少其中之一，具有與設於其他絕緣層或配線層之介層孔或配線為不同的剖面形狀。
又，本發明之其他態樣之無核心層配線基板之製造方法，包含：第1配線體形成步驟，於支持體上形成由配線層及絕緣層及介層孔構成之配線體；第2配線體形成步驟，於前述配線體上進一步形成配線層及絕緣層及介層孔並形成經疊層之新配線體；及除去前述支持體之步驟；特徵在於：重複前述第2配線體形成步驟1次以上，於至少其中1次之第2配線體形成步驟，形成該步驟新形成之配線體得到的配線剖面形狀、或介層孔剖面形狀係與該步驟實施前之步驟得到的配線體的配線剖面形狀、介層孔剖面形狀為不同的配線體。
又，本發明之另一態樣之半導體裝置之製造方法，特徵在於包含以下步驟：於前述製造方法所製造之無核心層配線基板裝載半導體元件。
又，本發明之其他態樣之半導體裝置之製造方法，特徵在於包含以下步驟：於支持體上以電極端子形成面為表面裝載半導體元件；形成覆蓋前述半導體元件之絕緣層；形成用於將前述電極端子與外部連接端子電連接之介層孔與配線層；將前述支持體除去，形成內建有半導體元件之配線基板；於前述內建有半導體元件之配線基板之表背面形成包含配線層之無核心層電路基板。
依照本發明，於與窄間距、多接腳之半導體元件連接之無核心層基板之多層化，藉由使介層孔或前述配線至少其中之一具有與設於其他絕緣層或配線層之介層孔或配線為不同之剖面形狀，能提供無核心層基板之高產量化、高可靠性及低成本且簡易的製造方法。
尤其，若從與半導體元件連接之電極附近之層起以層為單位成梯級式地加大介層孔剖面形狀、配線剖面形狀，則藉由壓低於各邊界面之形狀的劇烈變化，可減小訊號反射、改善訊號品質。
又，藉由於無核心層基板之中內建半導體元件，能提供半導體元件內建基板之高產量化、高可靠性及低成本且簡易之製造方法。
 (實施發明之形態)
關於本發明之實施形態，視需要參照圖式說明。本發明之一實施形態之無核心層配線基板，若參照圖1、圖13～圖15，包含：疊層之多數配線層(17、20、23)及絕緣層(15、18、21)，及設於配線層之配線(17、20、23)，及設於絕緣層且將絕緣層上下之配線(17、20、23)電連接之介層孔(16、19、22)；於第1表面設有第1電極端子14，於第1表面之相反面設有第2電極端子23，且第1電極端子14之接墊間距較第2電極端子23之接墊間距為窄間距之無核心層配線基板11中，第1電極端子14與第2電極端子23，介由配線或介層孔至少其中之一電導通，介層孔(16、19、22)或配線(17、20、23)至少其中之一具有與設於其他絕緣層或配線層之介層孔或配線不同之剖面形狀。依照上述無核心層配線基板，可依據接墊間距之不同或對於各層要求之密度等的不同，於逐層得到適當構成。
又，於上述無核心層基板，如圖1、圖14、圖15所示，能使介層孔(16、19、22)之剖面形狀於第1電極端子14之最近接層16為最小。
又，上述無核心層基板中，如圖1、圖14、圖15所示，介層孔(16、19、22)之剖面形狀可從第1電極端子14之最近接層16朝向第2電極端子23側之層梯級地加大。階段數可視需要增加。
又，上述無核心層基板中，如圖1、圖14、圖15所示，介層孔(16、19、22)之直徑及高度，可從第1電極端子14之最近接層16朝向第2電極端子23側之層梯級地加大。
又，上述無核心層基板中，如圖1、圖14、圖15所示，從相接於第1表面之絕緣層15朝向相接於第2表面之絕緣層21的介層孔(16、19、22)之剖面形狀可保持大致相似形狀而逐層加大。介層孔高度相對於介層孔直徑之比率的縱橫比，希望為1左右。尤其，縱橫比超過3時，於介層孔內形成配線變難，縱橫比小於0.3時，介層孔直徑相對於絕緣層厚度變得過大，會妨礙配線之高密度化。因此，為了使縱橫比在逐層儘可能均勻，當加大介層孔直徑時，希望同時也加大介層孔高度(絕緣層厚度)。
又，上述無核心層基板中，如圖1、圖13、圖15所示，配線(17、20、23)之剖面形狀可定為在第1電極端子14之最近接層17為最小。即使於第1電極端子14連接窄間距之電子零件時，若以窄間距對應者作為最近接層17之配線，則可使用最近接層17之配線加寬配線間距，將較最近接層17更為靠第2電極端子23側之介層孔、配線，剖面形狀加大，能使用較寬鬆間距的介層孔、配線，能成為低成本、高可靠性之無核心層基板。
又，於上述無核心層基板中，如圖1、圖13、圖15所示，配線(17、20、23)之剖面形狀，可為從第1電極端子14之最近接層17朝向第2電極端子23側之層成梯級式地加大。
又，上述無核心層基板中，如圖1、圖13～圖15所示，介層孔(16、19、22)可為比起第1電極端子14側之直徑，在第2電極端子23側之直徑較大之介層孔。尤其，使第2電極端子23側之介層孔之剖面形狀比起第1電極端子14側之介層孔加大時，藉由使介層孔本身之形狀於第2電極端子23側之介層孔直徑加大，能抑制介層孔邊界面之介層孔直徑之變化，減少訊號反射，並能改善訊號品質。
又，上述無核心層基板中，如圖1、圖13～圖15所示，多數絕緣層(15、18、21)當中，可具有絕緣材料與其他絕緣層(15、18、21)不同之絕緣層。
又，本發明之另一實施形態半導體裝置，若參照圖2，包含：無核心層配線基板31；連接於無核心層配線基板31之至少一個半導體元件13。
本發明之又另一實施形態半導體裝置，若參照圖3、圖4，係半導體裝置12，包含：於表面具有電極端子14之1個以上半導體元件13；及內建半導體元件13之無核心層配線基板31，該無核心層配線基板31包含疊層之多數配線層(17、20、23、33)及絕緣層(15、18、21)，及設於配線層之配線(17、20、23、33)，及設於絕緣層(15、18、21)且將絕緣層上下之配線(17、20、23、33)電連接之介層孔(16、19、22、30、32)，且表面設有外部連接端子23；半導體元件13埋設於絕緣層15，外部連接端子23與電極端子14介由配線(17、20、23、33)或介層孔(16、19、22、30、32)至少其中之一電導通，且絕緣層(15、18、21)與配線層(17、20、23、33)疊層於半導體元件13之表背面，介層孔(16、19、22、30、32)或配線(17、20、23、33)至少其中之一具有與設於其他絕緣層或配線層之介層孔或配線為不同之剖面形狀。
又，上述半導體裝置中，如圖3、4所示，介層孔(16、19、22、30、32)之剖面形狀，可定為在電極端子14之最近接層最小。
又，上述半導體裝置中，如圖3、4所示，介層孔之剖面形狀可從電極端子14之最近接層(16、30)朝向表背面之外部連接端子23側之層依梯級式加大。
又，上述半導體裝置中，如圖3、4所示，可從電極端子14之最近接層(16、30)朝向前述外部連接端子23側之層，保持前述介層孔之剖面形狀為大致相似形狀且逐層加大。
又，上述半導體裝置中，如圖3、4所示，配線(17、20、23、33)之剖面形狀可定為於電極端子14之最近接層(17、33)最小。
又，於上述半導體裝置，如圖3、4所示，配線剖面形狀可定為從電極端子14之最近接層(17、33)朝向表背面之前述外部連接端子側之層24成梯級式地加大。階段數可視需要增加。尤希望逐層緩慢加大。
又，上述半導體裝置中，如圖3、4所示，電極端子14之間距可定為較前述外部連接端子23之間距為窄間距。
又，上述半導體裝置中，如圖3、4所示，介層孔(16、19、22)可定為係外部連接端子23側之直徑比起電極端子14側之直徑較大之介層孔。
又，上述半導體裝置中，若參照圖3、4，多數絕緣層(15、18、21)之中，可具有絕緣材料與其他絕緣層(15、18、21)為不同之絕緣層(15、18、21)。
又，上述半導體裝置中，將半導體元件之電極端子14之表面密封之絕緣層15與將半導體元件13之側面密封之絕緣層15可為不同。圖3、圖4中，絕緣層15之區域未分成電極端子14之表面與半導體元件13之側面，但是，可利用周知方法，形成絕緣膜直到半導體元件側面部分後，改變條件形成絕緣膜使得覆蓋電極表面，藉此可在半導體元件之側面與表面形成不同的絕緣膜。
又，上述半導體裝置中，如圖4所示，半導體元件13之電極端子14之表面設有金屬柱30，金屬柱30可作為介層孔的功能。
又，本發明之又另一實施形態之無核心層基板之製造方法，如圖5所示，包含以下步驟：第1配線體形成步驟，於支持體25上形成由配線層17及絕緣層15及介層孔16構成之配線體(步驟結束時圖5(b))；第2配線體形成步驟，於該配線體上進一步形成配線層(20)及絕緣層(18)及介層孔(19)，並形成疊層之新配線體(步驟結束時圖5(c))；及除去支持體(25)之步驟(步驟結束時圖5(d))；重複第2配線體形成步驟1次以上，且其中至少1次第2配線體形成步驟，係形成該步驟新形成之配線體而得之配線體之配線剖面形狀或介層孔剖面形狀係與由該步驟實施前之步驟而得之配線體之配線剖面形狀、介層孔剖面形狀不同之配線體。
該至少1次第2配線體形成步驟，可較該步驟實施前之步驟得到之配線剖面形狀、介層孔剖面形狀更加大配線剖面形狀、介層孔剖面形狀者。又，於所有第2配線體形成步驟中，可加大配線剖面形狀、加大介層孔剖面形狀者。
又，本發明之又另一實施形態之半導體裝置之製造方法，如圖6所示，具有以下步驟：於利用上述無核心層配線基板之製造方法製造之無核心層配線基板裝載半導體元件(步驟結束時圖6(e))。
又，本發明之又另一實施形態之半導體裝置之製造方法，若參照圖7至圖10，包含以下步驟：於支持體25上以電極端子14形成面為表面，裝載半導體元件13(步驟結束時圖7(c)、圖9(c))；形成覆蓋半導體元件13之絕緣層15(步驟結束時圖7(d)、圖9(d))；形成用以將電極端子14與外部連接端子23電連接之介層孔(16、30)及配線層17(步驟結束時圖7(e)、圖10(g))；除去支持體25，形成內建半導體元件13之配線基板(圖8(f)、圖10(h))；於內建半導體元件13之配線基板之表背面形成包含配線層(20、23)之無核心層電路基板(31)(步驟結束時圖8(g)、圖10(i))。
又，於圖9、10所示上述半導體裝置之製造方法中，半導體元件13具有設於電極端子14之表面之金屬柱30；且用以形成將電極端子14與外部連接端子23電連接之介層孔30與配線層17之步驟，可包含：將絕緣層15的一部分除去，使金屬柱30之表面露出(步驟結束時圖9(f))；及於露出之金屬柱30與絕緣層15之表面形成配線層17(步驟結束時圖10(g))，使金屬柱30作為介層孔之功能。
又，如圖7、8或圖9、10所示，上述半導體裝置之製造方法中，於除去支持體25並形成內建有半導體元件13之配線基板之步驟(步驟結束時圖8(f)或圖10(h))之前，可更包含以下步驟：形成夾隔著前述半導體元件13而連接表背面之介層孔32之步驟(步驟結束時圖7(e)或圖10(g))。
又，圖7、8或圖9、10所示上述半導體裝置之製造方法中，更包含於支持體25上形成配線層33之步驟(步驟結束時圖7(b)或圖9(b))，於支持體25上裝載半導體元件13之步驟(步驟結束時圖7(c)或圖9(c))，可定為在形成有配線層33之支持體25上裝載半導體元件13之步驟。
以下對於本發明之各實施形態，參照圖式更詳細說明。
[實施形態1]
圖1顯示實施形態1之無核心層配線基板之剖面圖。如圖1所示，該無核心層配線基板，係由沒有核心層之全層建成層構成之無核心層基板，設置有將與半導體元件連接之電極端子14及為外部連接端子之配線C(23)電連接之絕緣層A(15)、介層孔A(16)、配線A(17)、絕緣層B(18)、介層孔B(19)、配線B(20)、絕緣層C(21)、介層孔C(22)。圖1中，層數為3層，但不限於此，只要係多數層可為任意層。本實施形態中，定為配線層3層、絕緣層3層。
又，圖1中，電極端子14與絕緣層A(15)，大致成平面，但是電極端子14也可較絕緣層A(15)更為凹陷或是突出。電極端子14與絕緣層A(15)大致成平面時，於該面連接其他配線基板或半導體裝置時，容易連接。電極端子14比起絕緣層A(15)之表面更為凹陷時，於該面形成焊球等時，絕緣層A(15)作為防鍍層之機能，於僅於凹陷部分形成焊球等，可不需另外設置形成焊球用的防鍍層圖案。電極端子14較絕緣層A(15)之表面更為突出時，可因應於該面連接其他配線基板或半導體裝置時之窄間距化。又，圖1中，外部連接端子23比起絕緣層C(21)更為突出，但是與電極端子14與絕緣層A(15)之關係同樣，外部連接端子23可以與絕緣層C(21)大致成平面，也可以比起絕緣層C(21)更為凹陷。
又，圖1中，依照介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)之順序，介層孔剖面形狀加大，且依照配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)之順序配線剖面形狀加大，且依照電極端子14與配線A(17)間之絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)之順序，絕緣層增厚。介層孔剖面形狀、配線剖面形狀可視需要改變即可，介層孔剖面形狀、配線剖面形狀任一者於任一層不同即可。
介層孔剖面形狀，代表介層孔之頂直徑與底直徑及高度。介層孔剖面形狀之加大，如無特別限定，可僅於其中之1項以上加大。以介層孔直徑較大者為介層孔之頂部，並以介層孔直徑較小者定為介層孔之底部。希望介層孔之底側成為與窄間距之半導體元件的連接處。其中，從訊號品質之觀點，希望從半導體元件之近接層，以介層孔剖面形狀為相似的加大。又，希望介層孔高度相對於介層孔直徑的縱橫比為1左右。尤其，縱橫比超過3時，於介層孔內形成配線變得困難。以電解電鍍在介層孔內形成銅配線時，成為配線之電解鍍銅於介層孔內之電鍍均厚能力惡化，容易發生斷線不良。另一方面，當縱橫比不滿0.3時，介層孔直徑相對於絕緣層之厚度變得過大，妨礙配線之高密度化，為不希望的。又，絕緣層之厚度，若是太薄，則會有層間配線短路的顧慮，不能超過限度使薄化。因此，為了使各層之介層孔之縱橫比儘可能均一，當加大介層孔直徑時，希望保持介層孔高度也為相似形狀並同時加大。
又，配線剖面形狀，代表最小配線寬、配線間之最小間距，所謂配線規則及配線厚度，該等之中可以僅加大1以上。配線剖面形狀之加大，代表配線規則中，從窄間距、窄寬度往寬鬆間距、寬鬆寬度移轉，配線厚中，顯示從薄者往厚者移轉。希望從半導體元件之近接層，使配線剖面形狀緩慢加大。
為了達成高產量之半導體裝置，希望從接近電極端子14之層起使介層孔剖面形狀、配線剖面形狀分別緩慢增大，伴隨於此，使絕緣層加厚。亦即，希望從電極端子14之近接層起，使配線規則從窄間距、窄寬度往寬鬆間距，寬鬆寬度、介層孔直徑從小直徑往大直徑、介層孔高度亦即絕緣層厚度從薄者往厚者移轉，但不限於此，可視需要改變。
又，藉由使配線規則從窄間距、窄寬度往寬鬆間距、寬鬆寬度、介層孔直徑從小直徑往大直徑、介層孔高度(絕緣層厚)從薄者往厚者移轉，能提升配線基板11之可靠性。
絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)，例如由感光性或非感光性有機材料形成，有機材料例如使用環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等，或玻璃布或芳醯胺纖維等形成之織布或不織布含浸環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等的材料。
又，各絕緣層，在上述有機材料以外，也可使用氮化矽、鈦酸鋇、氮化硼、鈦酸鋯酸鉛、碳化矽、塊滑石、氧化鋅等氧化物系、氫氧化物系、碳化物系、碳酸鹽系、氮化物系、鹵化物系、磷酸鹽系之陶瓷及上述陶瓷或玻璃等含於充填料之複合材料，或奈米碳管、類鑽碳、聚對二甲苯基(parylene)等材料。
為達成高產量半導體裝置，希望要求最微細介層孔直徑、配線規則、薄絕緣層之半導體元件側之電極端子之最近接層之絕緣層，採用感光性樹脂，其次之層採用能以UV-YAG雷射形成介層孔之非感光性樹脂，於要求最大介層孔直徑、最寬鬆配線規則、厚絕緣層之外部連接端子之近接層之絕緣材，使用能以CO2 雷射形成介層孔之含浸玻璃布等補強材之非感光性樹脂。藉由如此於各層適當採用適於要求之配線規則、介層孔剖面形狀、絕緣層厚之絕緣材料、處理，不僅能達成高產量，也能達成低成本。
又，藉由於各層改變絕緣材料，可期待各種效果。例如，藉由於微細介層孔為必要之層採用低彈性絕緣材，可提升可靠性。又，藉由於絕緣層厚之層採用高彈性率之絕緣材，能達成半導體裝置之低翹曲化。本實施形態中，絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)使用非感光性樹脂之環氧樹脂。
配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)，使用選自例如銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等金屬為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望以銅形成。本實施形態中，配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)使用銅。
介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)，使用選自例如銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。本實施形態中，介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)使用銅。
亦可於各層之所望位置，設置發揮電路之雜訊過濾器作用之電容器。構成電容器之介電體材料，宜為氧化鈦、氧化鉭、Al2 O3 、SiO2 、ZrO2 、HfO2 或Nb2 O5 等金屬氧化物、BST(Bax Sr1-x TiO3 )、PZT(PbZrx Ti1-x O3 )或PLZT(Pb1-y Lay Zrx Ti1-x O3 )等鈣鈦礦系材料或SrBi2 Ta2 O9 等Bi系層狀化合物較佳。但，0≦x≦1、0<y<1。又，就構成電容器之介電體材料，亦可使用混合有無機材料或磁性材料之有機材料等。又，半導體元件或電容器以外，也可設置分離零件。
依照本實施形態，於係與窄間距、多接腳之半導體元件連接之無核心層配線基板的配線基板之多層化中，達成配線基板之高產量化、高可靠性化。又，藉由從與半導體元件連接之電極接近之層起緩慢地使介層孔剖面形狀、配線剖面形狀增大，並伴隨於此加厚絕緣層，能將於各邊界面之形狀之劇烈變化減小，能減小訊號反射、改善訊號品質。
[實施形態1之變形例1]
圖13顯示依照實施形態1之變形例1之無核心層配線基板之剖面圖。圖13相較於圖1，使絕緣層B(18A)、絕緣層C(21A)之膜厚與絕緣層A(15)之膜厚大致相同而薄化。因此，可使無核心層配線基板全體薄型化。惟，配線B(20)、配線C(23)之配線剖面形狀，與圖1同樣較配線A(17)為加大。以相對於窄間距之第1電極端子14的最近接層配線層17作為引出(fan-out)層將配線往外側拉出，可相較於配線層17，第2電極端子23側之配線層間距拉寬而配線。因此，第1電極端子14儘管為窄間距，能使相對於第1電極端子14為最近接層的配線層17以外之配線層之配線剖面形狀加大。順帶一提，相較於配線層17之最小配線寬、最小配線間隔為10μm、厚度為10μm，能使配線層20、配線層23之最小配線寬、最小配線間隔為50μm以上、厚度15μm以上。又，由於使絕緣層之膜厚薄化，故介層孔B(19)、介層孔C(22)之介層孔剖面形狀以不失去縱橫比原形的方式而與介層孔A(16)大致為同一形狀。依照該變形例，可使無核心層配線基板薄型化，又，能使為第1電極端子13之最近接層的配線層17以外之配線層配線剖面形狀加大，故能以低成本製造。
又，配線形成技術主要有減去法及加成法。減去法，係藉由對於基板全面施用銅箔或鍍銅，並將不要部分除去(蝕刻)，藉此形成電路之方法。相對於此，加成法係於不想形成電路之部分形成防鍍層，於沒有防鍍層之部分利用電鍍形成電路之方法。減去法與加成法若比較，由於減去法係以蝕刻形成配線，因此，會由於蝕刻時發生之側向蝕刻使配線變細之現象，不適於微細配線形成。另一方面，加成法由於以電鍍形成配線，因此，不發生側向蝕刻適於微細配線形成。又，處理成本，以減去法較加成法更為低成本。因此，約L/S=50/50μm以上之配線可使用減去法，更為微細之配線可使用加成法。
如上所述，若以相對於第1電極端子14最近接層之配線層17作為引出層，則能僅將配線層17以加成法形成微細配線，且將配線層17以外之配線層使用低成本之減去法形成。
[實施形態1之變形例2]
圖14顯示依照實施形態1之變形例2之無核心層配線基板之剖面圖。圖14相較於圖1，配線B(20A)、配線C(23A)之配線剖面形狀與配線A(17)大致相同。一般而言，為了以窄間距形成微細配線，需要高精度之配線形成步驟，故容易提高成本。但是，當不隨配線層改變配線形成步驟較安定且能以低成本製造之情形，也可如圖14所示，於所有的配線層之配線使用可微細配線之配線層。又，圖14中，為了防止配線B(20A)、配線C(23A)之配線電阻相較於圖1增高，使配線B(20A)、配線C(23A)之配線較圖1之配線寬為寬。惟，設計規則上之最小配線寬與配線A(17)相同。又，配線B(20A)、配線C(23A)之最小配線間隔、配線厚度，與配線A(17)相同。
[實施形態1之變形例3]
圖15顯示依照實施形態1之變形例3之無核心層配線基板之剖面圖。圖15中，相對於圖1，於外部電極配線C(23)之面以露出配線C(23)之一部分並覆蓋其餘部分之方式，形成抗焊層24。於該變形例中，抗焊層24之材料使用感光性抗焊油墨。從抗焊層24開口之配線C(23)之表面，也可以選自由金、銀、銅、錫及焊藥材料構成之族群中至少1種金屬或合金形成。該變形例中，係將厚度3μm之鎳及0.5μm之金依序疊層。又，抗焊層24不僅可設置於單面，也可設置於兩面。
[實施形態2]
圖2顯示實施形態2之半導體裝置之剖面圖。如圖2所示，該實施形態之半導體裝置，係如圖15所示於無核心層基板11之電極端子14上裝載半導體元件13，並且以焊球41電連接無核心層配線基板11與半導體元件13。無核心層配線基板11，由將電極端子14與係與外部連接端子之配線C(23)予以電連接之絕緣層A(15)、介層孔A(16)、配線A(17)、絕緣層B(18)、介層孔B(19)、配線B(20)、絕緣層C(21)、介層孔C(22)構成。又，以將配線C(23)之一部分開口之方式設置抗焊層24。又，抗焊層24，可以不僅是設置於單面，也可設置於雙面。圖2中，層數為3層，但不限於此，只要是多數層可為任何層。本實施形態中，定為配線層3層、絕緣層3層。
又，圖2中，介層孔剖面形狀以介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)之順序加大，配線剖面形狀以配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)之順序加大，並使絕緣層以電極端子14與配線A(17)間之絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)之順序加厚。介層孔剖面形狀、配線剖面形狀，可視需要改變即可，介層孔剖面形狀、配線剖面形狀任一者可在任一層為不同者。又，絕緣層之材料、厚度也可視需要於各層改變即可。
又，與第1實施形態同樣，介層孔剖面形狀係指介層孔之頂直徑與底直徑及高度。介層孔剖面形狀之加大，只要無特別限定，可以僅於其中1項以上加大。以介層孔直徑大者作為介層孔之頂部，介層孔直徑小者作為介層孔之底部。介層孔之底部側為窄間距，因此希望底部側成為與半導體元件之連接處。亦即，如圖2所示，希望於電極端子14與絕緣層A(15)側裝載半導體元件。其中，由訊號品質之觀點，希望從半導體元件之近接層起介層孔剖面形狀以相似的加大。
配線剖面形狀係指：最小配線寬(頂直徑、底直徑)、配線間之最小間距，所謂配線規則及配線厚度，該等之中可僅加大1以上。配線剖面形狀之加大，係指於配線規則中，從窄間距、窄寬度移轉到寬鬆間距、寬鬆寬度，配線厚中，從薄者往厚者移轉。希望從半導體元件之近接層，配線剖面形狀緩慢加大。
為了達成高產量半導體裝置，希望從接近電極端子14之層起，介層孔剖面形狀、配線剖面形狀緩慢增大，伴隨於此，絕緣層增厚，亦即，從電極端子14之近接層起，配線規則從窄間距、窄寬度往寬鬆間距、寬鬆寬度移轉，介層孔直徑從小直徑往大直徑移轉，絕緣層(介層孔高度)從薄者往厚者移轉，但不限於此等。
又，藉由配線規則為從窄間距、窄寬度往寬鬆間距、寬鬆寬度移轉，介層孔直徑從小直徑往大直徑移轉，絕緣層(介層孔高度)從薄者往厚者移轉，能提升配線基板11之可靠性。
半導體元件13，厚度可視目標半導體裝置之厚度調整。本實施形態中，半導體元件13之厚度定為30～50μm。圖2中，半導體元件13之數係為1個，但也可為多數。
又，圖2中，半導體元件13與無核心層配線基板11間之連接，雖使用焊球41，但也可採用線接合方式。又，也可為晶片上與晶片外周以模塑樹脂密封之構造。
絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)，例如以感光性或非感光性有機材料形成，有機材料使用例如環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等，或玻璃布或芳醯胺纖維等形成之織布或不織布中含浸環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等之材料。
又，各絕緣層，除有機材料以外也可使用氮化矽、鈦酸鋇、氮化硼、鈦酸鋯酸鉛、碳化矽、塊滑石、氧化鋅等氧化物系、氫氧化物系、碳化物系、碳酸鹽系、氮化物系、鹵化物系、磷酸鹽系之陶瓷及上述陶瓷或玻璃等含於填充料之複合材料，或奈米碳管、類鑽碳、聚對二甲苯基等材料。
為了達成高產量之半導體裝置，希望要求最微細介層孔直徑、配線規則、薄絕緣層之半導體元件側之電極端子之最近接層之絕緣層，採用感光性樹脂，於其次之層採用能以UV-YAG雷射形成介層孔之非感光性樹脂，於要求最大介層孔直徑、最寬鬆配線規則、厚絕緣層之外部連接端子之近接層之絕緣材，採用能以CO2 雷射形成介層孔之玻璃布等補強材含浸過之非感光性樹脂。如此，藉由於各層適當採用適於要求之配線規則、介層孔剖面形狀、絕緣層厚之絕緣材料、處理，能不僅是達成高產量，也達成低成本。
又，藉由於各層改變絕緣材料，能期待各種效果。例如，藉由於微細介層孔為必要之層採用低彈性之絕緣材，能提升可靠性。又，藉由於絕緣層厚之層採用高彈性率之絕緣材，可達成半導體裝置之低翹曲化。本實施形態中，絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)使用非感光性樹脂之環氧樹脂。
配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)，使用例如由銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。本實施形態中，配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)使用銅。
介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)，使用例如由銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀所構成族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。本實施形態中，介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)使用銅。
半導體裝置12之最頂面，以露出外部電極配線C(23)之一部分，並覆蓋其餘部分之方式，形成抗焊層24。本實施形態中，抗焊層24之材料，使用感光性抗焊油墨。於從抗焊層24開口之配線C(23)之表面，也可由選自金、銀、銅、錫及焊藥材料構成之族群中至少1種金屬或合金形成。本實施形態中，將厚度3μm之鎳及0.5μm之金依序疊層。
亦可於各層之所望位置，設置發揮電路之雜訊過濾器作用的電容器。構成電容器之介電體材料，宜為氧化鈦、氧化鉭、Al2 O3 、SiO2 、ZrO2 、HfO2 或Nb2 O5 等金屬氧化物、BST(Bax Sr1-x TiO3 )、PZT(PbZrx Ti1-x O3 )或PLZT(Pb1-y Lay Zrx Ti1-x O3 )等鈣鈦礦系材料或SrBi2 Ta2 O9 等Bi系層狀化合物較佳。但，0≦x≦1、0<y<1。又，就構成電容器之介電體材料，亦可使用混合有無機材料或磁性材料之有機材料等。又，半導體元件或電容器以外，也可設置分離零件。
依照本實施形態，於裝載有窄間距、多接腳之半導體元件之半導體裝置中，可達成半導體裝置之高產量化、高可靠性化。又，藉由從裝載有半導體元件之層起，緩慢地使介層孔剖面形狀、配線剖面形狀增大，並伴隨於此加厚絕緣層，能將於各邊界面之形狀之劇烈變化減小，能減少訊號反射，改善訊號品質。
[實施形態3]
圖3顯示實施形態3之半導體裝置之剖面圖。圖3之半導體裝置12，係半導體元件13之側面與具有電極端子14之面之至少一部分與絕緣層A(15)相接，於電極端子14之表背面，設置有將電極端子14與半導體裝置12之外部連接端子配線C(23)電連接之介層孔A(16)、配線A(17)、絕緣層B(18)、介層孔B(19)、配線B(20)、絕緣層C(21)、介層孔C(22)、介層孔D(32)、配線D(33)。又，以將配線C(23)一部分開口之方式，設置抗焊層24。
圖3中，層數夾隔著半導體元件13於表背面為3層，但是，不限於此等，只要為多數層可為任何層。本實施形態中，表背面定為配線層3層、絕緣層3層。又，圖3中，介層孔剖面形狀以介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)之順序加大，且配線剖面形狀以配線A(17)、(配線D(33)、配線B(20)、配線C(23)之順序加大，且絕緣層於電極端子14與配線A(17)間以絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)之順序增厚，但是介層孔剖面形狀、配線剖面形狀中任一者在任一層為不同即可。又，加大介層孔直徑時，希望隨著介層孔直徑加大而使絕緣層增厚。
介層孔剖面形狀，代表介層孔之頂直徑與底直徑及高度。介層孔剖面形狀之加大，如無特別限定，可僅於其中之1項以上加大。以介層孔直徑較大者為介層孔之頂部，並以介層孔直徑較小者定為介層孔之底部。希望介層孔之底側成為與窄間距之半導體元件的連接處。其中，從訊號品質之觀點，希望從半導體元件之近接層，介層孔剖面形狀以相似的加大。
又，配線剖面形狀，代表最小配線寬(頂直徑、底直徑)、配線間之最小間距，所謂配線規則及配線厚度，該等之中可以僅加大1以上。配線剖面形狀之加大，代表配線規則中，從窄間距、窄寬度往寬鬆間距、寬鬆寬度移轉，配線厚中，顯示從薄者往厚者移轉。希望從半導體元件之近接層，使配線剖面形狀緩慢加大。
為了達成高產量之半導體裝置，希望從接近電極端子13之層起使介層孔剖面形狀、配線剖面形狀分別緩慢增大，伴隨於此，使絕緣層加厚。亦即，希望從電極端子13之近接層起，使配線規則從窄間距、窄寬度往寬鬆間距，寬鬆寬度、介層孔直徑從小直徑往大直徑、絕緣層厚度從薄者往厚者移轉，但不限於此，可視需要改變。
又，藉由使配線規則從窄間距、窄寬度往寬鬆間距、寬鬆寬度、介層孔直徑從小直徑往大直徑、絕緣層從薄者往厚者移轉，能提升半導體裝置12之可靠性。
半導體元件13，厚度以視目標之半導體裝置之厚度調整。本實施形態中，半導體元件13之厚度定為30～50μm。圖3中，半導體元件13之數為1個，但也可為多數。
絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)，例如由感光性或非感光性有機材料形成，有機材料例如使用環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等，或玻璃布或芳醯胺纖維等形成之織布或不織布含浸環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等的材料。
又，各絕緣層，除有機材料以外也可使用氮化矽、鈦酸鋇、氮化硼、鈦酸鋯酸鉛、碳化矽、塊滑石、氧化鋅等氧化物系、氫氧化物系、碳化物系、碳酸鹽系、氮化物系、鹵化物系、磷酸鹽系之陶瓷及上述陶瓷或玻璃等含於填充料之複合材料，或奈米碳管、類鑽碳、聚對二甲苯基等材料。
為了達成高產量之半導體裝置，希望要求最微細介層孔直徑、配線規則、薄絕緣層之半導體元件側之電極端子之最近接層之絕緣材採用感光性樹脂，其次之層使用能以UV-YAG雷射形成介層孔之非感光性樹脂，於要求最大介層孔直徑、最寬鬆配線規則、厚絕緣層之外部連接端子之近接層之絕緣材，採用能以CO2 雷射形成介層孔之玻璃布等補強材含浸過之非感光性樹脂。藉由如此適當採用適於各層要求之配線規則、介層孔剖面形狀、絕緣層厚之絕緣材料、處理，不僅能達成高產量，也能達成低成本。
又，藉由於各層改變絕緣材料，能期待各種效果。例如，藉由於微細介層孔為必要之層採用低彈性之絕緣材，能提升可靠性。又，藉由於絕緣層厚之層採用高彈性率之絕緣材，可達成半導體裝置之低翹曲化。本實施形態中，絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)使用非感光性樹脂之環氧樹脂。
配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)、配線D(33)，使用例如由銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。本實施形態中，配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)、配線D(33)使用銅。
介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)、介層孔D(32)，使用選自例如銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。本實施形態中，介層孔A(16)、介層孔B(19)、介層孔C(22)、介層孔D(32)使用銅。
半導體裝置12之最頂面，以露出外部電極配線C(23)之一部分並覆蓋其餘部分之方式，形成抗焊層24。本實施形態中，抗焊層24之材料，使用感光性抗焊油墨。從抗焊層24開口之配線C(23)之表面，也可由選自金、銀、銅、錫及焊藥材料構成之族群中至少1種金屬或合金形成。本實施形態中，將厚度3μm之鎳及0.5μm之金依序疊層。
亦可於各層之所望位置，設置發揮電路之雜訊過濾器作用的電容器。構成電容器之介電體材料，宜為氧化鈦、氧化鉭、Al2 O3 、SiO2 、ZrO2 、HfO2 或Nb2 O5 等金屬氧化物、BST(Bax Sr1-x TiO3 )、PZT(PbZrx Ti1-x O3 )或PLZT(Pb1-y Lay Zrx Ti1-x O3 )等鈣鈦礦系材料或SrBi2 Ta2 O9 等Bi系層狀化合物較佳。但，0≦x≦1、0<y<1。又，就構成電容器之介電體材料，亦可使用混合有無機材料或磁性材料之有機材料等。又，半導體元件或電容器以外，也可設置分離零件。
又，亦可使半導體裝置12之半導體元件13之電極端子14面與半導體元件13之側面之絕緣材變化，於半導體元件13之側面使用高剛性絕緣材。藉由於半導體元件13之側面使用高剛性絕緣材，能使半導體裝置12低翹曲化，提升可靠性。
依照本實施形態，於內建窄間距、多接腳之半導體元件之半導體裝置之半導體元件內建基板之多層化中，達成半導體元件內建基板之高產量化、高可靠性化。又，藉由從與半導體元件接近之層起緩慢地使介層孔剖面形狀、配線剖面形狀增大，並伴隨於此加厚絕緣層，能將於各邊界面之形狀之劇烈變化減小，能減小訊號反射，改善訊號品質。又，由於在半導體元件之兩面設置相同構成之無核心層配線層，故能達成低翹曲化。又，本構造，由於兩面均有外部連接端子，因此可將其他半導體元件或電子零件裝載於雙面。
[實施形態4]
圖4顯示實施形態4之半導體裝置之剖面圖。圖4之半導體裝置12，於半導體元件13之側面及具電極端子14之面至少其中一部分與絕緣層A(15)相接，於電極端子14上設有金屬柱30，且於電極端子14之表背面，設有將電極端子14與係半導體裝置12之外部連接端子的配線C(23)電連接之配線A(17)、絕緣層B(18)、介層孔B(19)、配線B(20)、絕緣層C(21)、介層孔C(22)、介層孔D(32)、配線D(33)。又，以將配線C(23)一部開口之方式設置抗焊層24。圖4中，層數夾隔著半導體元件13，表背面為3層，但不限於此等，只要是多數層可為任何層。本實施形態中，表背面定為配線層3層、絕緣層3層。該實施形態4中，實施形態3之介層孔A(16)取代為金屬柱30，但是該金屬柱30，作為連接電極端子14與配線A(17)之介層孔的作用。
又，圖4中，介層孔剖面形狀依金屬柱30、介層孔B(19)、介層孔C(22)順序加大，且配線剖面形狀依配線A(17)(配線D(33))、配線B(20)、配線C(23)順序加大，電極端子14與配線A(17)間依絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)順序膜厚增厚，但是，介層孔剖面形狀、配線剖面形狀任1以上，在各層不同即可。
介層孔剖面形狀，代表介層孔之頂直徑與底直徑及高度。介層孔剖面形狀之加大，如無特別限定，可僅於其中之1項以上加大。以介層孔直徑較大者為介層孔之頂部，並以介層孔直徑較小者定為介層孔之底部。希望介層孔之底側成為與窄間距之半導體元件的連接處。其中，從訊號品質之觀點，希望從半導體元件之近接層，介層孔剖面形狀以相似的加大。。
配線剖面形狀係指：最小配線寬(頂直徑、底直徑)、配線間之間距、所謂配線規則及配線厚度，該等之中可僅加大1以上。配線剖面形狀之加大，係指於配線規則中，從窄間距、窄寬度移轉到寬鬆間距、寬鬆寬度，配線厚中，從薄者往厚者移轉。希望從半導體元件之近接層，配線剖面形狀緩慢加大。
為了達成高產量半導體裝置，希望從接近半導體元件13之層起，介層孔剖面形狀、配線剖面形狀緩慢增大，伴隨於此，絕緣層增厚，亦即，從半導體元件13之近接層起，配線規則從窄間距、窄寬度往寬鬆間距、寬鬆寬度移轉，介層孔直徑從小直徑往大直徑移轉，絕緣層從薄者往厚者移轉，但不限於此等。
又，藉由配線規則為從窄間距、窄寬度往寬鬆間距、寬鬆寬度移轉，介層孔直徑從小直徑往大直徑移轉，絕緣層從薄者往厚者移轉，能提升半導體裝置12之可靠性。
半導體元件13，厚度可視目標半導體裝置之厚度調整。本實施形態中，半導體元件13之厚度定為30～50μm。圖4中，半導體元件13之數係為1個，但也可為多數。
絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)，例如以感光性或非感光性有機材料形成，有機材料使用例如環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等，或玻璃布或芳醯胺纖維等形成之織布或不織布中含浸環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等之材料。
又，各絕緣層，除有機材料以外也可使用氮化矽、鈦酸鋇、氮化硼、鈦酸鋯酸鉛、碳化矽、塊滑石、氧化鋅等氧化物系、氫氧化物系、碳化物系、碳酸鹽系、氮化物系、鹵化物系、磷酸鹽系之陶瓷及上述陶瓷或玻璃等含於填充料之複合材料，或奈米碳管、類鑽碳、聚對二甲苯基等材料。
為了達成高產量之半導體裝置，希望要求最微細介層孔直徑、配線規則、薄絕緣層之半導體元件側之電極端子之最近接層之絕緣層，採用感光性樹脂，於其次之層採用能以UV-YAG雷射形成介層孔之非感光性樹脂，於要求最大介層孔直徑、最寬鬆配線規則、厚絕緣層之外部連接端子之近接層之絕緣材，採用能以CO2 雷射形成介層孔之玻璃布等補強材含浸過之非感光性樹脂。如此，於各層適當採用適於要求之配線規則、介層孔剖面形狀、絕緣層厚之絕緣材料、處理，能不僅是達成高產量，也達成低成本。
又，藉由於各層改變絕緣材料，能期待各種效果。例如，藉由於微細介層孔為必要之層採用低彈性之絕緣材，能提升可靠性。又，藉由於絕緣層厚之層採用高彈性率之絕緣材，可達成半導體裝置之低翹曲化。本實施形態中，絕緣層A(15)、絕緣層B(18)、絕緣層C(21)使用非感光性樹脂之環氧樹脂。
配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)、配線D(33)，使用例如由銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。本實施形態中，配線A(17)、配線B(20)、配線C(23)、配線D(33)使用銅。
介層孔B(19)、介層孔C(22)、介層孔D(32)，使用例如由銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀所構成族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。本實施形態中，介層孔B(19)、介層孔C(22)、介層孔D(32)使用銅。
半導體裝置13之最頂面，以露出外部電極配線C(23)之一部分，並覆蓋其餘部分之方式，形成抗焊層24。本實施形態中，抗焊層24之材料，使用感光性抗焊油墨。從抗焊層24開口之配線C(23)之表面，也可由選自金、銀、銅、錫及焊藥材料構成之族群中至少1種金屬或合金形成。本實施形態中，將厚度3μm之鎳及0.5μm之金依序疊層。
亦可於各層之所望位置，設置發揮電路之雜訊過濾器作用的電容器。構成電容器之介電體材料，宜為氧化鈦、氧化鉭、Al2 O3 、SiO2 、ZrO2 、HfO2 或Nb2 O5 等金屬氧化物、BST(Bax Sr1-x TiO3 )、PZT(PbZrx Ti1-x O3 )或PLZT(Pb1-y Lay Zrx Ti1-x O3 )等鈣鈦礦系材料或SrBi2 Ta2 O9 等Bi系層狀化合物較佳。但，0≦x≦1、0<y<1。又，就構成電容器之介電體材料，亦可使用混合有無機材料或磁性材料之有機材料等。又，半導體元件或電容器以外，也可設置分離零件。
又，亦可使半導體裝置12之半導體元件13之電極端子14面與半導體元件13之側面之絕緣材變化，於半導體元件13之側面使用高剛性絕緣材。藉由於半導體元件13之側面使用高剛性絕緣材，能使半導體裝置12低翹曲化，提升可靠性。
依照本實施形態，於內建窄間距、多接腳之半導體元件之半導體裝置之半導體元件內建基板之多層化中，達成半導體元件內建基板之高產量化、高可靠性化。又，藉由從與半導體元件接近之層起緩慢地使介層孔剖面形狀、配線剖面形狀增大，並伴隨於此加厚絕緣層，能將於各邊界面之形狀之劇烈變化減小，能減小訊號反射，改善訊號品質。又，由於在半導體元件之兩面設置相同構成之無核心層配線層，故能達成低翹曲化。又，藉由將設置於半導體元件13之電極端子14上之金屬柱30作為介層孔，進行電極端子14與外部連接端子之電連接，於設置絕緣層後不需將小直徑之貫介層孔開口，故可消除因為小直徑介層孔造成之連接不良、產量劣化之影響，可達成高可靠性、高產量之半導體裝置12。又，本構造，由於兩面均有外部連接端子，因此可將其他半導體元件或電子零件裝載於雙面。
[實施形態5]
圖5顯示實施形態5之無核心層配線基板之製造方法之步驟圖。依照本實施形態之製造方法，能製造實施形態1之變形例3(圖15)之無核心層配線基板。
首先，如圖5(a)所示準備支持體25。支持體25可為樹脂、金屬、玻璃、矽等任何材料或該等的組合。
其次，如圖5(b)所示，於支持體25上形成由電極端子14、絕緣層A(15)、介層孔A(16)、配線A(17)構成之配線體。
絕緣層A(15)例如由感光性或非感光性有機材料形成，有機材料例如使用環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等，或玻璃布或芳醯胺纖維等形成之織布或不織布含浸環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等的材料。又，各絕緣層，在上述有機材料以外，也可使用氮化矽、鈦酸鋇、氮化硼、鈦酸鋯酸鉛、碳化矽、塊滑石、氧化鋅等氧化物系、氫氧化物系、碳化物系、碳酸鹽系、氮化物系、鹵化物系、磷酸鹽系之陶瓷及上述陶瓷或玻璃等含於充填料之複合材料，或奈米碳管、類鑽碳、聚對二甲苯基(parylene)等材料。
疊層方法，設計傳遞模塑法、壓縮形成模塑法、印刷法、真空擠製、真空疊合、旋轉塗佈法、模塗法、簾塗法等。本實施形態中，以真空疊合形成環氧樹脂。
之後，於絕緣層A(15)形成成為介層孔A(16)之孔。孔於絕緣層A(15)使用感光性材料時，以光微影形成。絕緣層A(15)使用非感光性材料，或感光性材料且圖案解像度低之材料時，孔以雷射加工法、乾式蝕刻法或噴擊(blast)法形成。本實施形態中，使用雷射加工法。其次，於孔內充填例如選自銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金，形成介層孔A(16)。充填方法，以電解電鍍、無電解電鍍、印刷法、熔融金屬吸引法等進行。又，也可利用於成為介層孔之位置預先形成通電用柱後，形成絕緣層，並以研磨等削刮絕緣層之表面，露出通電用柱並形成介層孔之方法。
配線A(17)，利用減去法、半加成法或全加成法等方法形成。減去法，係於設置在基板上之銅箔上形成所望圖案之防鍍層，將不要的銅箔蝕刻後，剝離防鍍層而得所望圖案之方法。半加成法，係以無電解電鍍法、濺鍍法、CVD(chemical vapor deposition)法等形成供電層後，形成開口於所望圖案之防鍍層，並於防鍍層開口部內利用電解電鍍法使金屬析出，除去防鍍層後蝕刻供電層，得所望配線圖案之方法。全加成法係於基板上使無電解電鍍觸媒吸附後，以防鍍層形成圖案，並將該防鍍層殘留作為絕緣膜，將觸媒活化，利用無電解電鍍法於絕緣膜之開口部使金屬析出，藉此得到所望配線圖案之方法。配線A(17)，係使用例如選自銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。
其次，如圖5(c)所示，形成絕緣層B(18)、介層孔B(19)、配線B(20)、絕緣層C(21)、介層孔C(22)、配線C(23)、抗焊層24。疊層之層之配線剖面形狀、介層孔剖面形狀、絕緣層厚，希望比起圖5(b)之絕緣層A(15)、介層孔A(16)、配線A(17)更為加大或加厚。又，於小直徑介層孔或微細配線為必要之層中，希望介層孔形成使用UV雷射，配線形成使用半加成法，於能以大直徑介層孔或寬鬆寬度、寬鬆間距之配線因應之層中，介層孔形成希望利用紫外線照射得到光介層孔或使用CO2 雷射，配線形成希望使用減去法。如此，藉由依照配線剖面形狀、介層孔剖面形狀、絕緣層厚之變化，分別選用裝置、處理、絕緣材，能提升多層化之產量並達成低成本。本實施形態中，如圖5(c)所示，層數定為3層，但不限於此。本實施形態中，於連接半導體元件之最近接層(第1層)之介層孔形成、配線形成，使用UV雷射及半加成法，以下之層(第2層以下)中，使用CO2 雷射及減去法。第1層之介層孔直徑為頂直徑25μm、底直徑15μm、L/S為10μm/10μm。第2層以下之介層孔直徑為：頂直徑80μm、底直徑70μm、L/S為50μm/50μm。又，絕緣層厚係第1層約20μm，第2層以下約50μm。
其次，如圖5(d)所示，除去支持體25。
藉由採本實施形態，能以良好效率製作連接窄間距、多接腳之半導體元件的無核心層配線配線基板11。又，配線基板11，隨著層數增加，配線剖面形狀、介層孔剖面形狀加大，且絕緣層厚增厚，藉由因應於此選擇適當的裝置、處理、絕緣材，可達成高產量、高可靠性之配線基板11。
[實施形態6]
圖6顯示實施形態6之半導體裝置之製造方法之步驟圖。依照本實施形態之圖6(a)至(e)所示製造方法，可製造實施形態2(圖2)之半導體裝置。
首先，如圖6(a)所示準備支持體25。支持體25可為樹脂、金屬、玻璃、矽等任一材料或該等的組合。
其次如圖6(b)所示，於支持體25上形成由電極端子14、絕緣層A(15)、介層孔A(16)、配線A(17)構成之配線體。
絕緣層A(15)例如由感光性或非感光性有機材料形成，有機材料例如使用環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等，或玻璃布或芳醯胺纖維等形成之織布或不織布含浸環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等的材料。又，各絕緣層，在上述有機材料以外，也可使用氮化矽、鈦酸鋇、氮化硼、鈦酸鋯酸鉛、碳化矽、塊滑石、氧化鋅等氧化物系、氫氧化物系、碳化物系、碳酸鹽系、氮化物系、鹵化物系、磷酸鹽系之陶瓷及上述陶瓷或玻璃等含於充填料之複合材料，或奈米碳管、類鑽碳、聚對二甲苯基(parylene)等材料。
疊層方法設計有傳遞模塑法、壓縮形成模塑法、印刷法、真空擠製、真空疊合、旋轉塗佈法、模塗法、簾塗法等。本實施形態中，環氧樹脂以真空疊合形成。
其次，於絕緣層A(15)之設置置介層孔A(16)之位置形成孔。孔於絕緣層A(15)使用感光性材料時，係以光微影形成。絕緣層A(15)為非感光性材料，或為感光性材料且圖案解像度低之材料時，孔以雷射加工法、乾式蝕刻法或噴擊法形成。本實施形態中，使用雷射加工法。其次，於孔內充填例如由選自銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金，形成介層孔A(16)。充填方法以電解電鍍、無電解電鍍、印刷法、熔融金屬吸引法等進行。又，也可利用於成為介層孔之位置預先形成通電用柱後，形成絕緣層，並以研磨等削刮絕緣層之表面，使通電用柱露出，並形成介層孔之方法。
配線A(17)，利用減去法、半加成法或全加成法等方法形成。減去法，係於基板上設置之銅箔上形成所望圖案之防鍍層，蝕刻不要的銅箔後，將防鍍層剝離得所望圖案之方法。半加成法，係以無電解電鍍法、濺鍍法、CVD(化學氣相沉積，chemical vapor deposition)法等形成供電層後，形成開口於所望圖案之防鍍層，於防鍍層開口部內利用電解電鍍法使金屬析出，除去防鍍層後將供電層蝕刻，得所望配線圖案之方法。全加成法，係於基板上使無電解電鍍觸媒吸附後，以防鍍層形成圖案，將該防鍍層殘留作為絕緣膜，使觸媒活化，並利用無電解電鍍法於絕緣膜之開口部使金屬析出，藉此得到所望配線圖案之方法。配線A(17)，例如使用由選自銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望以銅形成。
其次，如圖6(c)所示，形成絕緣層B(18)、介層孔B(19)、配線B(20)、絕緣層C(21)、介層孔C(22)、配線C(23)、抗焊層24。疊層之層之配線剖面形狀、介層孔剖面形狀、絕緣層厚，希望比起圖6(b)之絕緣層A(15)、介層孔A(16)、配線A(17)為加大或加厚。又，於小直徑介層孔或微細配線為必要之層中，希望介層孔形成使用紫外線照射得到光介層孔或使用UV雷射，配線形成使用半加成法，於能以大直徑介層孔或寬鬆寬度、寬鬆間距之配線因應之層中，希望介層孔形成使用CO2 雷射，配線形成使用減去法。如此，依照配線剖面形狀、介層孔剖面形狀、絕緣層厚之變化選擇使用之裝置、處理、絕緣材，能達成多層化中之產量提升及低成本。本實施形態中，如圖6(c)所示，層數定為3層，但是不限於此。本實施形態中，於連接半導體元件之最近接層(第1層)之介層孔形成、配線形成，使用UV雷射與半加成法，以下之層(第2層以下)中，使用CO2 雷射及減去法。第1層之介層孔直徑定為頂直徑25μm、底直徑15μm、L/S為10μm/10μm。第2層以下之介層孔直徑定為頂直徑80μm、底直徑70μm、L/S為50μm/50μm。又，絕緣層厚定為第1層約20μm、第2層以下為50μm。
其次，如圖6(d)所示，除去支持體25。
其次，如圖6(e)所示，在無核心層配線基板11之電極端子14上介由焊球41覆晶接合於半導體元件13。之後，於形成有焊球41之無核心層配線基板11與半導體元件13之間，充填底填樹脂42。底填樹脂42，目的為減小與半導體元件13間之熱膨脹率差，防止焊球41斷裂。焊球41只要是具有能確保所望可靠性之強度即可，並不一定要充填底填樹脂42。焊球41，係由焊藥材料構成之微小球，利用電鍍法、球轉印、印刷法形成。焊球41之材料，可從鉛錫之共晶焊藥或無鉛之焊藥材料適當選擇。底填樹脂42，由環氧系材料構成，將半導體元件13以焊球41連接後充填。又，圖6(e)中，已記載覆晶接合所得半導體元件13之連接形態，但是，也可利用打線連結來連接。依以上步驟，可製作實施形態2之半導體裝置(圖2)。
又，也可以被覆半導體元件13之方式形成樹脂模塑。樹脂模塑，由混合二氧化矽填料於環氧系材料之材料構成，以覆蓋裝載之半導體元件13與連接部分之配線的方式，以使用模具之傳遞模塑法、壓縮形成模塑法、或印刷法等設置。
藉由採本實施形態，能以良好效率製作裝載有窄間距、多接腳之半導體元件的半導體裝置12。又，伴隨半導體裝置12之無核心層配線基板11之層數增加，配線剖面形狀、介層孔剖面形狀加大，絕緣層增厚，藉由因應於此選擇適當的裝置、處理、絕緣材，可達成高產量、高可靠性之半導體裝置12。
[實施形態7]
圖7及圖8顯示本發明之實施形態7之半導體裝置之製造方法之步驟圖。依照圖7(a)～(e)及圖8(f)、(g)所示之製造方法，可製造實施形態3(圖3)之半導體裝置。
首先，如圖7(a)所示，準備支持體25。支持體25可為樹脂、金屬、玻璃、矽等任一材料或該等之組合。支持體25上，宜設有用於裝載半導體元件13之位置標記。位置標記只要是能以高精度辨識，且能發揮作為位置標記之功能者即可，即使於支持體25上使金屬，也可利用濕式蝕刻或機械加工設計凹部。本實施形態中，支持體25為厚度0.5mm之銅板，於支持體25上以電解電鍍鎳(5μm)作為位置標記。
其次，於圖7(b)形成配線D(33)。
其次，如圖7(c)所示，於設有位置標記之支持體25上，以所謂面朝上之狀態搭載半導體元件13使得電極端子14位於頂面。本實施形態中，係內建之半導體元件13之接墊間距定為20～150μm、接腳數為1000～2000接腳之窄間距、多接腳之半導體元件13。
其次，如圖7(d)所示，疊層絕緣層A(15)，使得半導體元件13之電極端子14面與側面同時被覆蓋。
絕緣層A(15)例如由感光性或非感光性有機材料形成，有機材料例如使用環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等，或玻璃布或芳醯胺纖維等形成之織布或不織布含浸環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等的材料。又，各絕緣層，在上述有機材料以外，也可使用氮化矽、鈦酸鋇、氮化硼、鈦酸鋯酸鉛、碳化矽、塊滑石、氧化鋅等氧化物系、氫氧化物系、碳化物系、碳酸鹽系、氮化物系、鹵化物系、磷酸鹽系之陶瓷及上述陶瓷或玻璃等含於充填料之複合材料，或奈米碳管、類鑽碳、聚對二甲苯基(parylene)等材料。
疊層方法以傳遞模塑法、壓縮形成模塑法、印刷法、真空擠製、真空疊合、旋轉塗佈法、模塗法、簾塗法等設置。本實施形態中，環氧樹脂以真空疊合形成。
又，圖7(d)中，半導體元件13之電極端子14面與側面係以相同絕緣層A(15)覆蓋，但是，也可將半導體元件13之電極端子面與側面以不同材質之絕緣材覆蓋。於此情形，例如，以真空疊合法形成半導體元件13之處經開孔加工之絕緣材，使得於半導體元件13之側面高度大致與半導體元件13為相同高度。之後，可利用真空疊合法將材質不同之絕緣層疊層於半導體元件13及側面之絕緣層上。藉此，半導體元件之電極端子面可使用能微細加工之絕緣材，側面使用高剛性之絕緣材。
其次，如圖7(e)所示，為了將半導體元件13上之電極端子14與外部連接端子電連接，形成介層孔A(16)、配線A(17)。
首先，於絕緣層A(15)之後形成成為介層孔A(16)之孔。孔，於絕緣層A(15)使用感光性材料時，以光微影形成。絕緣層A(15)使用非感光性材料，或感光性材料且圖案解像度低之材料時，孔以雷射加工法、乾式蝕刻法或噴擊法形成。本實施形態中，使用雷射加工法。其次，於孔內充填由例如選自銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分的合金，形成介層孔A(16)。充填方法，以電解電鍍、無電解電鍍、印刷法、熔融金屬吸引法等進行。又，於成為介層孔之位置預先形成通電用柱後形成絕緣層，並且研磨等，藉此削刮絕緣層之表面，使通電用柱露出，形成介層孔之方法也可使用。
配線A(17)，利用減去法、半加成法或全加成法等方法形成。減去法，係於設置於基板上的銅箔上形成所望圖案之防鍍層並蝕刻不要的銅箔後，將防鍍層剝離得到所望圖案之方法。半加成法，係無電解電鍍法、濺鍍法、CVD(chemical vapor deposition)法等形成供電層後，形成開口為所望圖案之防鍍層，於防鍍層開口部內以電解電鍍法使金屬析出，除去防鍍層後將供電層蝕刻，得到所望配線圖案之方法。全加成法，係於基板上使無電解電鍍觸媒吸附後，以防鍍層形成圖案，並將該防鍍層殘留作為絕緣膜，將觸媒活化，利用無電解電鍍法使於絕緣膜之開口部使金屬析出，藉此得到所望配線圖案之方法。配線A(17)，例如使用選自由銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，宜以銅形成。
其次，如圖8(f)所示，除去支持體25。
其次，如圖8(g)所示，於半導體元件13之表背面依照絕緣層、配線、介層孔形成之步驟，形成電路基板。此時，希望疊層之層的配線剖面形狀、介層孔剖面形狀、絕緣層厚緩慢加大或加厚。又，於小直徑介層孔或微細配線為必要之層中，介層孔形成希望使用紫外線照射得到光介層孔或使用UV雷射，配線形成希望使用半加成法，於能以大直徑介層孔或寬鬆寬度、寬鬆間距之配線因應之層中，介層孔形成希望使用CO2 雷射，配線形成希望使用減去法。如此，依照配線剖面形狀、介層孔剖面形狀、絕緣層厚之變化，分別選用裝置、處理、絕緣材，可達成於多層化之產量提升及低成本。本實施形態中，如圖8(g)所示，表背面的層數各為3層，但不限於此，只要是將層設置於半導體元件13之表背面即可。又，本實施形態中，半導體元件之最近接層(第1層)的介層孔形成、配線形成，使用UV雷射及半加成法，以下之層(第2層以下)中，使用CO2 雷射及減去法。第1層介層孔直徑定為頂直徑25μm、底直徑15μm、L/S為10μm/10μm。第2層以下之介層孔直徑定為頂直徑80μm、底直徑70μm、L/S為50μm/50μm。又，絕緣層厚，於第1層約20μm，2層以下為50μm。
其次，於上層配線C(23)上形成抗焊層24之圖案。抗焊層24，係為了展現半導體裝置12之表面電路保護及難燃性而形成。材料由環氧系、丙烯酸系、胺酯系、聚醯亞胺系有機材料構成，視需要也可添加無機材料或有機材料之填料。又，半導體裝置12也可不設置抗焊層24。從配線C(23)之抗焊層24開口之表面，也可由選自金、銀、銅、錫及焊料構成之族群中至少1種金屬或合金形成。本實施形態中，係於配線C(23)之表面依序疊層厚度3μm之鎳及0.5μm之金。
藉由採用本實施形態，能將窄間距、多接腳之半導體元件內建，以良好效率製作具多數層之半導體裝置12。又，半導體裝置12隨著層數増加，配線剖面形狀、介層孔剖面形狀加大，絕緣層增厚，藉由因應於此選擇適當裝置、處理、絕緣材，可達成高產量、高可靠性之半導體裝置12。
[實施形態8]
圖9及圖10顯示本發明之實施形態8之半導體裝置之製造方法之步驟圖。如圖9(a)～(f)及圖10(g)～(i)所示製造方法，可製造實施形態4(圖4)之半導體裝置。
首先如圖9(a)所示，準備支持體25。支持體25可為樹脂、金屬、玻璃、矽等任一材料或該等之組合。支持體25上，宜設置用於裝載半導體元件13之位置標記。位置標記，只要能以高精度辨識即可，且發揮作為位置標記之功能，即使支持體25上使金屬析出，仍能以濕式蝕刻或機械加工設置凹部。本實施形態中，支持體25為厚度0.5mm之銅板，係於支持體25上以電解電鍍鎳(5μm)作為位置標記。
其次，於圖9(b)上形成配線D(33)。
其次，如圖9(c)所示，於設有位置標記之支持體25上，以面朝上的狀態裝載半導體元件13，使得電極端子14為頂面。裝載之半導體元件13之電極端子14上設有金屬柱30。金屬柱30於後步驟發揮作為介層孔之功能。本實施形態中，係內建之半導體元件13之接墊間距為20～150μm、接腳數為1000～2000接腳之窄間距、多接腳之半導體元件13。金屬柱為銅柱，口直徑為30μm、高度15μm。
其次，如圖9(d)所示，疊層絕緣層A(15)，使半導體元件13之電極端子14面及側面同時被覆蓋。
絕緣層A(15)例如由感光性或非感光性有機材料形成，有機材料例如使用環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等，或玻璃布或芳醯胺纖維等形成之織布或不織布含浸環氧樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺酯丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、BCB(苯并環丁烯，benzocyclobutene)、PBO(聚苯并唑，polybenzoxazole)、聚降莰烯樹脂等的材料。又，各絕緣層，在上述有機材料以外，也可使用氮化矽、鈦酸鋇、氮化硼、鈦酸鋯酸鉛、碳化矽、塊滑石、氧化鋅等氧化物系、氫氧化物系、碳化物系、碳酸鹽系、氮化物系、鹵化物系、磷酸鹽系之陶瓷及上述陶瓷或玻璃等含於充填料之複合材料，或奈米碳管、類鑽碳、聚對二甲苯基(parylene)等材料。
疊層方法，以傳遞模塑法、壓縮形成模塑法、印刷法、真空擠製、真空疊合、旋轉塗佈法、模塗法、簾塗法等設置。本實施形態中，環氧樹脂以真空疊合形成。
又，實施形態8亦為，利用已於實施形態7說明之方法為同樣方法，可於半導體元件13之金屬柱形成面與側面使用材質不同的絕緣材。
其次，如圖9(e)所示，為了連接半導體元件13之表背面，形成介層孔D(32)。
其次，如圖9(f)所示，將絕緣層A(15)除去直到露出半導體元件13之金屬柱30。除去方法，使用研磨、研削、濕式蝕刻、乾式蝕刻、拋光研磨等。本實施形態使用研削裝置。
其次，如圖10(g)所示，為了將半導體元件13上之金屬柱30與外部連接端子電連接，形成配線A(17)。如此，藉由使金屬柱30之表面從絕緣層A(15)露出，不必於絕緣層A(15)進行要求位置精度之微細孔加工，而設置連接電極端子14與配線A(17)的介層孔。藉此，可提升內建窄間距接墊間距之半導體元件13的處理的產量。
配線A(17)，利用減去法、半加成法或全加成法等方法形成。減去法，係於基板上設置之銅箔上形成所望圖案之防鍍層，蝕刻不要銅箔後，將防鍍層剝離，得到所望圖案之方法。半加成法，係以無電解電鍍法、濺鍍法、CVD(chemical vapor deposition)法等形成供電層後，形成於所望圖案開口之防鍍層，於防鍍層開口部內利用電解電鍍法使金屬析出，除去防鍍層後，蝕刻供電層，得所望配線圖案之方法。全加成法係於基板上使無電解電鍍觸媒吸附後，以防鍍層形成圖案，使該防鍍層殘留作為絕緣膜，將觸媒活化，利用無電解電鍍法於絕緣膜之開口部使金屬析出，藉此得所望配線圖案之方法。配線A(17)，使用選自例如銅、銀、金、鎳、鋁、及鈀構成之族群中至少1種金屬或以該等為主成分之合金。尤其，從電阻值及成本之觀點，希望由銅形成。
其次，如圖10(h)所示，除去支持體25。
其次，如圖10(i)所示，於半導體元件13之表背面依照絕緣層、配線、介層孔形成之步驟形成電路基板。此時，希望疊層之層之配線剖面形狀、介層孔剖面形狀、絕緣層厚緩慢加大或增厚。又，於小直徑介層孔或微細配線為必要之層中，希望介層孔形成使用紫外線照射得到光介層孔或使用UV雷射，配線形成使用半加成法，大直徑介層孔或寬鬆寬度、寬鬆間距之配線能因應之層中，希望介層孔形成使用CO2 雷射，配線形成使用減去法。如此，依照配線剖面形狀、介層孔剖面形狀、絕緣層厚之變化，分別選用裝置、處理、絕緣材，能達成多層化之產量提升，及低成本。本實施形態中，如圖10(i)所示，表背面的層數各為3層，但不限於此，層設置於半導體元件13之表背面即可。又，本實施形態中，於半導體元件之最近接層(第1層)的介層孔形成、配線形成，使用UV雷射及半加成法，以下之層(第2層以下)使用CO2 雷射及減去法。第1層之介層孔直徑，頂直徑25μm、底直徑15μm、L/S為10μm/10μm。第2層以下之介層孔直徑為頂直徑80μm、底直徑70μm、L/S為50μm/50μm。又，絕緣層厚，第1層為約20μm，第2層以下為50μm。
其次，於最上層配線C(23)上形成抗焊層24之圖案。抗焊層24，係為了展現半導體裝置12之表面電路保護及難燃性而形成。材料，由環氧系、丙烯酸系、胺酯系、聚醯亞胺系有機材料構成，視需要也可添加無機材料或有機材料之填料。又，半導體裝置12也可不設置抗焊層24。配線C(23)從抗焊層24開口之表面，可以由選自金、銀、銅、錫及焊料構成之族群中至少1種金屬或合金形成。本實施形態中，於配線C(23)之表面依序疊層厚度3μm之鎳及0.5μm之金。
藉由採用本實施形態，能內建窄間距、多接腳之半導體元件，有效率地製作具多數層之半導體裝置12。又，半導體裝置12伴隨層數增加，配線剖面形狀、介層孔剖面形狀加大，絕緣層厚增厚，藉由因應於此選擇適當裝置、處理、絕緣材，可達成高產量、高可靠性之半導體裝置12。又，由於在半導體元件13上設置作為介層孔功能的金屬柱30，因此，配線A(17)與電極端子14之連接可靠性提升，二次構裝可靠性提升。
以上，係依照實施例說明本發明，但本發明不僅限於上述實施例之構成，當然包含該技術領域中具通常知識者可得於本發明之範圍的各種變形、修正。
本發明之所有揭示(含申請專利範圍)之範疇內，或依據其基本技術思想，可改變、調整實施形態、實施例。又，在本發明之申請專利範圍之範疇內，可有各種揭示要素之多樣組合或選擇。即，本發明當然包含為該技術領域中具通常知識者可依照含申請專利範圍在內的所有揭示、技術思想得到各種變形、修正。
11、11A．．．無核心層配線基板
12．．．半導體裝置
13．．．半導體元件
14．．．電極端子
15．．．絕緣層
16．．．介層孔
17．．．配線A(配線層)
18、18A．．．絕緣層
19、19A．．．介層孔
20、20A．．．配線B(配線層)
21、21A．．．絕緣層
22、22A．．．介層孔C
23、23A．．．配線C(配線層、外部連接端子、第2電極端子)
24．．．抗焊層
25．．．支持體
26．．．接著層
30．．．金屬柱(介層孔)
31．．．電路基板
32．．．介層孔
33．．．配線、配線層
41．．．焊球
42．．．底填樹脂
115．．．電元件連接用接墊
117．．．端子接墊
圖1顯示本發明之一實施形態之無核心層配線基板之剖面圖。
圖2顯示本發明之一實施形態之半導體裝置之剖面圖。
圖3顯示本發明之另一實施形態之半導體裝置之剖面圖。
圖4顯示本發明之又另一實施形態之半導體裝置之剖面圖。
圖5(a)~(d)顯示本發明之一實施形態之無核心層配線基板之製造方法之步驟圖。
圖6(a)~(e)顯示本發明之一實施形態之半導體裝置之製造方法之步驟圖。
圖7(a)~(e)顯示本發明之另一實施形態之半導體裝置之製造方法之步驟圖之前半。
圖8(f)~(g)顯示圖7所示步驟圖之後半。
圖9(a)~(f)顯示本發明之又另一實施形態之半導體裝置之製造方法之步驟圖之前半。
圖10(g)~(i)顯示圖9所示步驟圖之後半。
圖11顯示習知之多層配線基板之剖面圖。
圖12顯示習知之電子零件內建型多層基板之剖面圖。
圖13顯示本發明之實施形態1之變形例1之無核心層配線基板之剖面圖。
圖14顯示本發明之實施形態1之變形例2之無核心層配線基板之剖面圖。
圖15顯示本發明之實施形態1之變形例3之無核心層配線基板之剖面圖。
11．．．無核心層配線基板
14．．．電極端子
15．．．絕緣層
16．．．介層孔
17．．．配線A(配線層)
18．．．絕緣層
19．．．介層孔
20．．．配線B(配線層)
21．．．絕緣層
22．．．介層孔C
23．．．配線C(配線層、外部連接端子、第2電極端子)

Claims (33)

  1. 一種無核心層配線基板，包含：經疊層之多數配線層及絕緣層；設置於該配線層之配線；設置於該絕緣層且將該絕緣層上下之該配線電連接之介層孔；於該配線基板的第1表面設置有第1電極端子，於該第1表面之相反面設置有第2電極端子；該第1電極端子之接墊間距比該第2電極端子之接墊間距為窄間距；其特徵在於：該第1電極端子與該第2電極端子介由該配線或該介層孔之至少其中之一而電導通；該介層孔或該配線至少其中之一，具有與設置於其他絕緣層或配線層之介層孔或配線為不同之剖面形狀；該介層孔之直徑及高度，從該第1電極端子之最近接著層朝向該第2電極端子側之層依梯級式加大。
  2. 如申請專利範圍第1項之無核心層配線基板，其中，從與該第1表面相接之絕緣層朝向與該第2表面相接之絕緣層，該介層孔之剖面形狀保持大致相似形狀逐層加大。
  3. 如申請專利範圍第1項之無核心層配線基板，其中，該配線之厚度於該第1電極端子之最近接著層為最小。
  4. 如申請專利範圍第1項之無核心層配線基板，其中，該配線之厚度，從該第1電極端子之最近接著層朝向該第2電極端子側之層，依梯級式加大。
  5. 如申請專利範圍第1項之無核心層配線基板，其中，該介層孔，係該第2電極端子側之直徑較該第1電極端子側之直徑為大之介層孔。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之無核心層配線基板，其中，該多數絕緣層之中，具有絕緣材料與其他絕緣層不同的絕緣層。
  7. 如申請專利範圍第6項之無核心層配線基板，其中，該絕緣層 之彈性率，從該第1電極端子之最近接著層朝向該第2電極端子側之層成梯級式的增高。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之無核心層配線基板，其中，該第1電極端子之接墊間距為5μm以上200μm以下。
  9. 一種半導體裝置，包含：申請專利範圍第1至5項中任一項之無核心層配線基板；及連接於該無核心層配線基板之該第1電極端子的至少1個半導體元件。
  10. 如申請專利範圍第9項之半導體裝置，其中，該半導體元件利用低熔點金屬或導電性樹脂其中任一材料，覆晶接合於該配線基板。
  11. 如申請專利範圍第9項之半導體裝置，其中，該半導體元件，利用主要為金之材料的金屬線，以線接合方式連接於該配線基板。
  12. 一種半導體裝置，包含：1個以上之半導體元件，於其表面具有電極端子；及無核心層配線基板，係內建該半導體元件，其具有：經疊層之多數配線層及絕緣層；設置於該配線層之配線；及設置於該絕緣層且將該絕緣層上下之該配線電連接之介層孔；於該無核心層配線基板之表面設有外部連接端子；其特徵在於：該半導體元件埋設於該絕緣層，該外部連接端子與該電極端子，介由該配線或該介層孔至少其中之一而電導通，該絕緣層與該配線層疊層於該半導體元件之表背面，該介層孔或該配線至少其中之一，具有與設於其他絕緣層或配線層之介層孔或配線為不同之剖面形狀。
  13. 如申請專利範圍第12項之半導體裝置，其中，該介層孔之剖面形狀於該電極端子之最近接著層為最小。
  14. 如申請專利範圍第12項之半導體裝置，其中，該介層孔之剖面形狀，從該電極端子之最近接著層朝向表背面之該外部連接 端子側之層依梯級式加大。
  15. 如申請專利範圍第14項之半導體裝置，其中，從該電極端子之最近接著層朝向該外部連接端子側之層，該介層孔之剖面形狀保持大致相似形狀逐層加大。
  16. 如申請專利範圍第12項之半導體裝置，其中，該配線之剖面形狀於該電極端子之最近接著層為最小。
  17. 如申請專利範圍第12項之半導體裝置，其中，該配線之剖面形狀，從該電極端子之最近接著層朝向表背面之該外部連接端子側之層依梯級式加大。
  18. 如申請專利範圍第12項之半導體裝置，其中，該電極端子之間距較該外部連接端子之間距為窄間距。
  19. 如申請專利範圍第12項之半導體裝置，其中，該介層孔，該外部連接端子側之直徑比起該電極端子側之直徑為較大。
  20. 如申請專利範圍第12至19項中任一項之半導體裝置，其中，該多數絕緣層之中，具有絕緣材料與其他絕緣層不同的絕緣層。
  21. 如申請專利範圍第12至19項中任一項之半導體裝置，其中，將該半導體元件之該電極端子之表面密封之絕緣層與將該半導體元件之側面密封之絕緣層不同。
  22. 如申請專利範圍第12至19項中任一項之半導體裝置，其中，該絕緣層之彈性率，從該電極端子之最近接著層朝向表背面之該外部連接端子側之層成梯級式的增高。
  23. 如申請專利範圍第12至19項中任一項之半導體裝置，其中，該電極端子之間距，為5μm以上200μm以下。
  24. 如申請專利範圍第12至19項中任一項之半導體裝置，其中，該半導體元件之該電極端子之表面設有金屬柱，該金屬柱係作為該介層孔之功能。
  25. 一種無核心層配線基板之製造方法，包含：第1配線體形成步驟，於支持體上形成由配線層、絕緣層及介層孔所構成之配線體；及第2配線體形成步驟，於 該配線體上進一步形成配線層、絕緣層及介層孔，且形成疊層之新配線體；及除去該支持體之步驟；其特徵為更包含下列步驟：重複該第2配線體形成步驟1次以上，其中至少1次第2配線體形成步驟，係形成不同配線厚度、介層孔高度的配線體之步驟；該步驟新形成之配線體的配線厚度或介層孔高度，與該步驟實施前之步驟所得到之配線體之配線厚度、介層孔高度為不同。
  26. 如申請專利範圍第25項之無核心層配線基板之製造方法，其中，重複該第2配線體形成步驟1次以上，且其中至少1次的第2配線體形成步驟，係形成不同配線厚度、介層孔高度的配線體之步驟；該步驟新形成之配線體的配線厚度，及介層孔高度，與由該步驟實施前之步驟得到配線體之配線厚度、介層孔高度為不同。
  27. 一種半導體裝置之製造方法，特徵在於具有以下步驟：於利用申請專利範圍第25或26項之無核心層配線基板之製造方法製造之無核心層配線基板，裝載半導體元件。
  28. 如申請專利範圍第27項之半導體裝置之製造方法，其中，該半導體元件與該無核心層配線基板間之連接為線接合。
  29. 如申請專利範圍第27項之半導體裝置之製造方法，其中，該半導體元件與該無核心層配線基板間之連接為覆晶接合。
  30. 一種半導體裝置之製造方法，包含以下步驟：將半導體元件以其電極端子形成面為表面，而裝載於支持體上，；形成覆蓋該半導體元件之絕緣層；形成用以將該電極端子與外部連接端子電連接之介層孔與配線層；除去該支持體並形成內建半導體元件之配線基板；及於該內建有半導體元件之配線基板之表背面，形成包含配線層之無核心層電路基板。
  31. 如申請專利範圍第30項之半導體裝置之製造方法，其中，該半導體元件具有設置於該電極端子之表面的金屬柱，形成用於將該電極端子與外部連接端子電連接之介層孔與配線層的步驟，包含：將該絕緣層的一部分除去，使得該金屬柱之表面露出的步驟，及於該露出之金屬柱與該絕緣層之表面，形成配線層之步驟；該金屬柱係作為介層孔之功能。
  32. 如申請專利範圍第30項之半導體裝置之製造方法，其中，於該除去支持體並形成內建半導體元件之配線基板的步驟之前，更包含形成夾隔著該半導體元件將表背面連接之介層孔的步驟。
  33. 如申請專利範圍第30至32項中任一項之半導體裝置之製造方法，其中，更包含於該支持體上形成配線層之步驟；且於該支持體上裝載半導體元件之步驟，係於形成有該配線層之支持體上裝載半導體元件。
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