專利名稱：電子器件模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使半導體芯片等電子器件與布線基板一體化的電子器件模塊。
背景技術(shù)：
為了便攜式信息儀器等的高性能化，需要用于將電子器件高密度集成的小型輕量、薄型的封裝或模塊。例如在半導體封裝中，作為半導體芯片端子為窄間距情況下的理想的連接法，TAB連接或倒裝連接等正在被實用。
圖8示出按照以往的倒裝芯片連接的封裝結(jié)構(gòu)。在半導體芯片1、布線基板2的任意一方或兩方的端子電極上預先形成Au或者焊錫構(gòu)成的凸點4。配置半導體芯片1，使其端子焊盤向下并與布線基板2上面位置對合，一旦通過加熱、壓接而使端子間連接，則形成芯片固定。在芯片1和布線基板2之間，根據(jù)需要借助樹脂3進行密封。
在多孔質(zhì)薄板中按照通路孔或布線圖形的樣子填充導電性物質(zhì)從而形成多層布線基板的方法已經(jīng)由本發(fā)明人等提出(參照專利文件1)。
平紋編織纖維的多孔質(zhì)薄板的方案也已經(jīng)形成(例如參照專利文件2)。
特開2001-83347號公報[專利文件2]特開平10-321989號公報發(fā)明內(nèi)容由于半導體芯片和布線基板的熱膨脹系數(shù)有很大不同，在以往的倒裝芯片法中，半導體芯片和布線基板之間加有很大的應力，存在所謂半導體芯片的連接用凸點和布線基板的布線容易剝離、斷裂的問題。
此外，在以往的倒裝芯片法中，由于需要連接用凸點，不能使半導體芯片與布線基板貼緊，在薄型化方面存在限制。此外也需要在半導體芯片和布線基板之間形成防止剝離用的應力緩和層，使封裝的薄型化困難。
簡言之，用以往的倒裝芯片法制作的封裝存在薄型化困難，半導體芯片和布線基板的連接容易斷裂的問題。
此外以往的倒裝芯片法，與半導體芯片或布線基板連接用凸點的形成、加熱壓接工藝是不可缺少的，工藝的成本也高。而且，當半導體芯片的端子間距變得細微，例如成為50μm或以下的間距時，半導體芯片與封裝的位置對合變得困難，由于各種部件的制造限制、裝置的位置對合精度限制等，倒裝芯片的工藝本身也正在變得困難。
本發(fā)明目的在于提供一種電子器件模塊，該模塊具有半導體芯片和布線基板的連接難以斷裂，而且還可能薄型化的封裝結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了電子器件的小型安裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是一種具有布線基板和與該布線基板一體化的電子器件的模塊，其特征在于，上述布線基板具有多孔質(zhì)的絕緣性基板，以及由選擇性地導入該絕緣性基板的多孔質(zhì)組織內(nèi)的導電材料所形成的導體布線。
根據(jù)本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)這樣獲得優(yōu)選多孔質(zhì)絕緣性基板與電子器件的端子電極露出的面觸接配置，進行圖形曝光和無電解電鍍，在絕緣性基板內(nèi)形成導體布線，上述多孔質(zhì)絕緣性基板含有通過能量線照射離子交換性基生成或消失的感光性層。由此，布線基板和電子器件以導體布線的與電子器件端子電極相接的部分作為粘結(jié)層而直接連接。從而，使得不需要以往的倒裝芯片方式中那樣的連接用凸點，可獲得薄型、小型的模塊。
布線基板的導體布線最好形成為具有第1導體部，作為與電子器件的裝載面平行的布線部；第2導體部，貫通絕緣性基板。由此，電子器件的端子通過布線基板而在其底面導出，而且容易完成印制布線板等的連接。
在布線基板的導體布線中，構(gòu)成貫通布線的第2導體部的寬度被形成為，在第1和第2導體部的連接部中，在平行于布線基板的上述電子器件的裝載面的平面內(nèi)，第1導體部的長度方向的第2導體部的寬度比上述第1導體部的寬度方向的第2導體部的寬度長。更優(yōu)選，使第1導體部寬度方向的寬度和相同方向的第2導體部的寬度相同。即由于不形成以往那樣的焊接區(qū)而連接水平布線和貫通布線，所以即使在電子器件具有微小間距的端子電極排列的情況下，也可形成與該端子間距對應的微小間距的布線，實現(xiàn)模塊小型化。此外貫通布線具有與水平布線足夠的連接面積而被連接，所以可以形成可靠性高，電氣特性優(yōu)異的電子模塊。
絕緣性基板優(yōu)選具有與電子器件大致相等的熱膨脹系數(shù)。由此，防止由熱應力產(chǎn)生的電子器件和布線基板之間的剝離或破裂。此外，由于導體布線形成在絕緣性基板的多孔質(zhì)組織內(nèi)部，所以也沒有所謂的布線從基板的剝離，可獲得高的可靠性。此外同樣由于導體部在多孔質(zhì)組織內(nèi)部一體地形成，也不容易產(chǎn)生例如通路孔和布線的接合部的剝離等的導體部的斷裂。
按照如上上述的本發(fā)明，具有在薄型化、小型化方面理想的安裝構(gòu)造，可獲得電氣特性及可靠性優(yōu)異的電子器件模塊。


圖1是展示本發(fā)明實施方式的半導體芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2是展示同一實施方式的制造工藝的剖面圖。
圖3是同一實施方式的布線基板的平面圖及其I-I’剖面圖。
圖4是展示同一實施方式的半導體芯片裝載狀態(tài)的平面圖。
圖5是展示其他實施方式的半導體芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖6是展示其他實施方式的半導體芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖7是展示其他實施方式的半導體芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖8是展示以往的倒裝芯片安裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖9是展示其他實施方式的半導體芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖10是展示其他實施方式的半導體芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖11是展示半導體芯片封裝的制造工藝的1個例子的剖面圖。
圖12是展示其他實施方式的封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖13是展示其他實施方式的封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖14是展示其他實施方式的封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖15是展示其他實施方式的封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
符號說明11…半導體芯片、12…端子電極、20…布線基板、21…多孔質(zhì)絕緣性基板、22a，22b…布線導體、30…光掩模、31…玻璃基板、32a…完全遮蔽掩模部、32b…部分遮蔽掩模部、40…模制樹脂、51…封裝基座具體實施方式
以下參照

本發(fā)明的實施方式。在以下的實施方式中舉出半導體封裝作為電子器件模塊。
圖1展示了根據(jù)一種實施方式的半導體封裝的剖面結(jié)構(gòu)。半導體芯片11的端子電極12不通過凸點，而直接連接在布線基板20的導體布線22上。
布線基板20在多孔質(zhì)絕緣性基板21的多孔質(zhì)組織內(nèi)形成有導體布線22。導體布線22由平行于基本面的構(gòu)成布線的導體部22a和貫通上下面間的導體部22b構(gòu)成。這些導體部22a、22b詳細情況在后面敘述，可以通過在使半導體芯片11與絕緣性基板21觸接的狀態(tài)下進行圖形曝光和無電解電鍍來形成。此時導體部22b含有從半導體芯片11的端子電極12的面成長的電鍍層，因此導體部22b與端子電極12相接的部分成為半導體芯片11與布線基板20之間的粘結(jié)層，形成半導體芯片11與布線基板20之間的電性及機械性連接。在多孔質(zhì)絕緣性基板21中，優(yōu)選將熱固性樹脂等的浸漬樹脂浸漬在多孔質(zhì)組織內(nèi)，進行固化，使得布線基板20的機械性強度和可靠性提高，同時將布線基板20與半導體芯片11粘結(jié)，使之一體化。
圖2(a)到(c)是展示根據(jù)本實施方式的半導體封裝的制造工藝的剖面圖。如圖2(a)所示，在形成有半導體芯片11的端子電極12的面上配置后來成為布線基板20的多孔質(zhì)絕緣性基板21。令絕緣性基板21含有可通過能量線照射使得離子交換性基生成或消失的感光性層。為使芯片11和絕緣性基板21之間暫時粘結(jié)固定，在絕緣性基板21上形成預粘著層，或使用有粘著性的基板材料。
之后，在絕緣性基板21與半導體芯片11相反的一側(cè)上，配置光掩模30，并對布線導體圖形進行曝光。如果使含于絕緣性基板21中的感光性層通過光照射生成離子交換性基，則光掩模30使用在玻璃基板31中，形成有對作為要形成的布線部進行光照射的兩重掩模材料32a、32b的掩模。一方面掩模材料32a為完全遮蔽不形成布線導體的部分的掩模。另一方面掩模材料32b為部分遮蔽掩模，與圖1所示的布線導體中的平行于基板21的導體部22a對應地形成。透過部對應于同樣在圖1所示出的布線導體中的貫通基板21的導體部22b。
使用這樣的光掩模30進行曝光時，曝光量和曝光深度隨掩模圖形位置而不同，離子交換性基的生成深度受到控制。具體地說，在部分遮蔽的掩模材料32b的部分中，僅在基板21的表面部形成離子交換性基，在透過部，通過充分的曝光量，在貫通基板21的深度的范圍內(nèi)形成離子交換性基。該離子交換性基的分布成為導體布線的潛像。
此后，當對絕緣性基板21進行無電解電鍍時，在多孔質(zhì)組織內(nèi)的離子交換性基中吸附金屬離子或金屬膠體。由此，如圖2(b)所示，形成根據(jù)曝光圖形及其各部分的曝光量而深度不同的布線導體22。即，布線導體22由在曝光側(cè)表面部中平行于基板21而形成的導體部22a，和貫通基板21、到達基板21的背面而導引該導體部22a的導體部(貫通導體)22b構(gòu)成。
此外，在電鍍工藝中，優(yōu)選用適當?shù)谋Ｗo層覆蓋半導體芯片11的表面，使之不形成電鍍。
在電鍍工藝中形成的導體部22b，如上述那樣也成為相對于與半導體芯片11的端子電極12的粘結(jié)層，與端子電極12直接、機械地且電性地連接。此后，根據(jù)需要，如圖2(c)所示，使樹脂浸漬在絕緣性基板21中。
更具體地來說明。多孔質(zhì)的絕緣性基板21可使用有機材料、無機材料，只要是內(nèi)部有空孔的就可以。例如作為有機絕緣性基板，可使用作為印制布線基板以往所使用的材料的環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂、PEEK樹脂、丁二烯樹脂等。使用這些印制材料，可通過延伸法、相轉(zhuǎn)移法等作成多孔質(zhì)基板(薄板)。
作為無機絕緣性基板，可使用陶瓷材料。例如，二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、鈦酸鉀等的金屬氧化物，或碳化硅、氮化硅、氮化鋁等。通過溶膠-凝膠法、乳液模板法等，可由這些陶瓷材料形成多孔質(zhì)基板。
作為絕緣性基板21，也可使用無機材料和有機材料的復合材料。例如，可舉出使二氧化硅、氧化鋁等陶瓷填充物分散在聚酰亞胺或聚酰胺等聚合物中的材料。
絕緣性基板的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)選三維網(wǎng)目狀多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在基板內(nèi)部均勻地形成了在基板外部具有開口端的分支的連續(xù)空孔。在具有三維網(wǎng)目狀的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的絕緣性基板中，由于在其內(nèi)部浸漬、填充的導電性物質(zhì)也在基板內(nèi)三維地連續(xù)，因而被良好地保持、固定。此外，由于填充了導電性物質(zhì)的空孔不僅在基板的膜厚方向而且在水平方向也連續(xù)，所以除了可形成貫通或非貫通的導體部以外，也可獲得良好的導電率。
此外，在不具有三維連續(xù)空孔的蜂窩狀多孔質(zhì)薄板或平紋編織纖維等網(wǎng)格狀薄板等的情況下，不能期待這樣的效果。例如，在專利文件2(特開平10-321989號公報)中所揭示的那樣的平紋編織的網(wǎng)格狀薄板中，雖然可向若干水平方向?qū)?，但必須在薄板的上下確保大部分的水平方向的導電性。因此，在導電性圖形部分和非導電部分形成了凹凸。因此，由于難以層疊等，層間的絕緣層厚度不定，使得高頻特性差。此外，在通路孔或布線微細化的情況下，由于導電圖形尺寸和纖維粗度成為同一水平，難以形成小直徑的通路孔。而且，由于布線寬度不一定，高頻特性顯著惡化。此外，在無紡織布的情況下，由于一般的無紡織布由10μm左右或以上的纖維形成，存在與蜂窩狀多孔質(zhì)薄板或網(wǎng)格狀薄板同樣的問題。特別是形成由通路孔和布線形成的立體化微細布線結(jié)構(gòu)非常困難。
通過使用具有與導體部的圖形尺寸相比足夠小的、最好10分之一或以下的空孔直徑的三維連續(xù)空孔的多孔質(zhì)絕緣性基板，可消除這樣的問題。
絕緣性基板的多孔質(zhì)組織的空孔率優(yōu)選為45-95％，更優(yōu)選為50-85％。在空孔率過大的情況下，絕緣性基板的機械性強度和尺寸穩(wěn)定性不夠。另一方面，如果過小則難以填充導電性物質(zhì)，確保充分的導電率變得困難?？湛茁士山柚娮语@微鏡觀察等來測定。此外也可以通過求出絕緣性基板的比重算出來。
另外，絕緣性基板的多孔質(zhì)組織的空孔的平均空孔徑優(yōu)選是0.05-5μm，更優(yōu)選是0.1-0.5μm。在空孔徑過大時，形成細微的導體部變得困難。特別是在通過上述那樣的曝光形成導體部的情況下，由于引起大的散射而不能對細微的圖形進行曝光。另一方面，如果空孔徑過小則難以填充導電性物質(zhì)。此外與空孔徑同時，空孔的間距大小也是重要的。如果存在間距大的部分即無孔部分，則在這里引起大的光散射，難以一邊控制達到絕緣性基板內(nèi)部的形狀一邊進行曝光。無孔部分的旋轉(zhuǎn)半徑優(yōu)選在10μm或以下，更優(yōu)選在5μm或以下。此外，優(yōu)選無孔部分不局部性地存在，而是均勻地分散。平均空孔徑和無孔部分的旋轉(zhuǎn)半徑等可通過光散射法和X射線散射法等進行測定。
絕緣性基板的薄板厚度采用平均空孔徑的10倍或以上，優(yōu)選50倍或以上。如果相對于空孔徑，余下的薄板厚度過薄，則所形成的導體部在厚度方向上的形狀容易亂，使導體部的電氣特性劣化。導體部由在空孔中填充的導電物質(zhì)累積而形成。如果相對于薄板厚度空孔徑太大，則難以析像清晰度良好地形成導體部厚度方向的形狀。特別是在貫通薄板的導體部和非貫通的導體部形成在一片薄板中的情況下，空孔徑相對于薄板的厚度需要足夠小。
此外，如果空孔徑相對于薄板的厚度過大，則缺乏厚度方向的伸縮性，對于電子器件表面凹凸的隨動性不足。
多孔質(zhì)絕緣性基板的優(yōu)選薄板厚度根據(jù)與上述空孔徑的關(guān)系，以及在一片薄板中形成的布線層數(shù)來適當?shù)卮_定。在一片薄板中形成沿厚度方向貫通的導體部的情況下，薄板厚度優(yōu)選為5-30μm。在薄板過薄時操作困難，并且不能充分確保布線層間的絕緣性。另一方面，如果太厚則貫通薄板厚度方向形成導體部變得困難。在將布線層以及用于將該布線層連接到電極的通路孔制作到一片薄板上的情況下，絕緣性基板的厚度優(yōu)選為10-200μm，更優(yōu)選為40-100μm。
此外，作為絕緣性基板21，優(yōu)選使用熱膨脹系數(shù)與半導體芯片11大致相等的，低熱膨脹系數(shù)的材料。由此，可防止因熱應力造成的半導體芯片11與布線基板20之間的剝離，或布線基板和芯片中發(fā)生破裂的情況。導體布線22由于形成在絕緣性基板21的多孔質(zhì)組織內(nèi)部，所以沒有所謂的從基板剝離。
形成在絕緣性基板21的內(nèi)部的感光性層，只要是具有借助能量性照射而使離子交換性基生成或消失的感光性基就可以。作為由能量線照射而生成離子交換性基的分子，可列舉例如，羧酸、磺酸或硅烷醇的鄰-硝基芐基酯衍生物、對-硝基芐基酯衍生物等。由能量線照射而使離子交換性基消失的感光性基，在照射前具有離子交換性基，由于能量線照射而使離子交換性基脫離，或變化成疏水性基，可列舉例如，通過脫碳酸反應而分解的羧基衍生物基。
形成在絕緣性基板21的內(nèi)部的感光性層，優(yōu)選使用預先具有感光性基的聚合物材料形成，也可通過使感光材料溶液浸漬之后進行干燥的方法來形成。
在形成與在絕緣性基板21內(nèi)通過曝光而形成的離子交換性基的潛像對應的導體布線時，在離子交換性基的圖形中吸附金屬離子，根據(jù)需要將該金屬離子還原成金屬粒子，并進行無電解電鍍。此時如果電鍍液通過絕緣性基板21處于與半導體芯片11的端子電極12的面接觸的狀態(tài)，則在端子電極12為銅、金、銀、鈀、鎳等的情況下，從端子電極面也析出電鍍。這與在絕緣性基板21內(nèi)部析出的電鍍成一體化，使成為貫通布線的導體部22b與端子電極12電氣地以及機械性良好地連接。特別是通過使布線導體22與半導體芯片11的端子電極12為相同的金屬例如銅，在連接界面中不插入異種金屬，使強固的連接成為可能。
按照該實施方式，與倒裝芯片方式不同，可以不使用凸點而在布線基板上搭載半導體芯片。因此，封裝薄型化成為可能。此外，在半導體芯片和布線基板之間不需要倒裝芯片方式那樣意義上的位置對合，而通過使它們重合的狀態(tài)下的曝光工藝，決定在布線基板中形成的布線導體與半導體芯片的端子電極的連接狀態(tài)。因此，即使在半導體芯片的端子電極按微小的間距排列的情況下也不需要以往那樣的困難的位置對合。
此外在該實施方式的情況下，如上上述，與布線導體22的布線基板20平行地形成的導體部22a，和引導該導體部22a貫通基板20到達基板20的背面的導體部(貫通導體)22b可以一起形成。因此從原理上來說22a和22b位置不會偏移。因此在導體部22a和22b的連接部，不需要設置比通常層間連接所需要的布線寬度更寬面積的焊接區(qū)，作為相對于位置偏移的余量。
具體地說，圖3(a)(b)展示了按照該實施方式形成的布線基板20的布線導體22部的平面圖及其I-I’剖面圖。構(gòu)成橫方向布線的導體部22a的布線寬度(寬度方向的寬度)一直到構(gòu)成貫通布線的導體部22b都保持一定，在導體部22b不需要制作焊接區(qū)。此外，由于在光掩模30的透過部和部分遮光部的交界部，曝光量在基板內(nèi)部連續(xù)地變化，因此在電鍍工藝中實際形成的導體部22b，如圖3(b)所示，在基板厚度內(nèi)的寬度變?yōu)閮H在布線的長度方向變化的狀態(tài)。
即，在導體部22a和22b的接合部中，導體部22a的長度方向的導體部22b的寬度比導體部22a的寬度方向的導體部22b的寬度形成得長。這是因為，如圖3(c)所示，對導體部22a進行曝光的泄漏光以及對導體部22b進行曝光的泄漏光協(xié)同作用，使得導體部22b只沿導體部22a的長度方向引出末端形成。泄漏光在圖3(C)中用箭頭表示。因此可以不形成對布線寬度進行闊寬那樣的無用的焊接區(qū)，獲得導體部22a和22b足夠的接合面積，并且可以平滑的曲面進行連接。因此，在導體部22a和22b的接合部中不斷裂的可靠性高，并且電氣特性方面也優(yōu)異。
這樣的導體部22b與22a的接合部的形狀最好形成為導體部22a的長度方向的導體部22b的寬度L1，比導體部22a的寬度方向的導體部22b的寬度L2長。L1與L2的比率L1/L2的值優(yōu)選是1.2或以上，進一步優(yōu)選1.5或以上。L1/L2的值如果太小，則上述那樣的可靠性或電氣特性不充分。至于L1/L2的值的上限則沒有特別的限制，但最好L1/L2的值在3.5或以下，進一步優(yōu)選在2.5或以下。L1/L2的值如果過大，則阻抗匹配變得困難。
圖4是展示按照該實施方式在布線基板20上裝載具有微細間距的多個端子電極的半導體芯片11的情況的平面圖。由于上述那樣的布線導體22不設置焊接區(qū)而是按照一定的寬度形成，因此容易按照與半導體芯片的端子間距對合的微細間距來形成，因而可獲得小型的封裝。
而且，作為布線基板20，通過使用與半導體芯片11相同程度的低熱膨脹系數(shù)材料，可獲得不發(fā)生因熱應力造成的芯片剝離的可靠性高的封裝。由于布線導體形成在絕緣性基板內(nèi)部，因此不僅布線導體與基板的貼緊性良好，而且也不發(fā)生布線的剝離。
圖5與圖1對應地展示根據(jù)本發(fā)明另外的實施方式的封裝結(jié)構(gòu)。與圖1的實施方式的不同點是在布線基板20的導體布線22中，作為平行于基板表面的布線部的導體部22a被埋入到基板21的厚度的中程處。除曝光工藝外與前面的實施方式同樣地進行來獲得該結(jié)構(gòu)。
在曝光工藝中，例如與前面實施方式中的部分遮光掩模32b相當?shù)牟糠值钠毓猓褂猛哥R進行使得聚光在絕緣性基板21的厚度方向中程處的掃描曝光。由此，可以形成在絕緣性基板21的內(nèi)部埋設狀態(tài)的導體部22a。
圖6是又一個另外的實施方式，以圖1的封裝結(jié)構(gòu)為基礎，用模制樹脂40覆蓋半導體芯片11。
到此為止的實施方式是以布線基板20作為封裝基座的。因此，在實際的用途中，例如在布線基板20的與半導體芯片11相反側(cè)的表面中露出的貫通導體部22b的端面再設置凸點，變成通過該凸點與印制基板等的布線相連接。
與此相對照，圖7是按照另一個實施方式的模塊結(jié)構(gòu)。半導體芯片11在圖示的情況下為2個，但布線基板20被預先裝載在另外準備的封裝基座50上。具體地說，封裝基座50形成有用于裝載半導體芯片11的凹部51，以在該凹部51中埋入的形式裝載半導體芯片11。
這樣在將半導體芯片11以端子電極12向上埋入封裝基座50中的狀態(tài)下，配置多孔質(zhì)絕緣性基板21，以便與前面的實施方式同樣地與半導體芯片11的端子電極12觸接，進行圖形曝光和無電解電鍍。由此，可以形成作為橫方向布線的導體部22a，和將其與半導體芯片11的端子電極12以及封裝基座50的端子電極52連接的貫通導體部22b。
至此，作為電子器件，僅說明了半導體芯片的情況，但本發(fā)明不限于此，例如在含有片狀電容器或電阻、線圈等其他芯片狀器件，將各種電子器件進行封裝或模塊化的情況下也是有效的。
以下詳述上述那樣的電子模塊的具體結(jié)構(gòu)例子。圖9是展示根據(jù)本發(fā)明的半導體封裝的一個例子的構(gòu)成的剖面圖。多孔質(zhì)絕緣性基板21貼緊在半導體芯片11上，在絕緣性基板上形成有與半導體芯片11的端子電極12連接的導體部22b(通路孔)和導體部22a(布線)。導體部22a在絕緣性基板21外也一部分漲起22c，降低布線電阻。通過浸漬在絕緣性基板21中的固化性樹脂等將半導體芯片11和絕緣性基板21粘結(jié)。
此外，浸漬樹脂的一部分在絕緣性基板21上形成焊料抗蝕劑層52。而且，導體部22a和22c連接到設置在焊料抗蝕劑層52上的凸點53上。
在這樣構(gòu)成的半導體封裝中，由于導體部22b(通路孔)和導體部22a及22c(布線)與絕緣性基板21一體化，難以引起由于起因于半導體芯片11和絕緣性基板21的熱膨脹率不同的應力帶來的破損。特別是，不僅導體部22b(通路孔)和端子電極12的界面，而且導體部22b(通路孔)和導體部22a及22c(布線)的界面都可以良好地連接。而且由于焊料抗蝕劑層52與浸漬在絕緣性基板21中的樹脂一體化，因此焊料抗蝕劑層52與絕緣性基板21的界面難以剝離，可靠性高。在圖9中雖然絕緣性基板21比半導體芯片11大，但如圖10所示的半導體芯片11與絕緣性基板21同樣大小的芯片尺寸封裝也可以。
圖11中示出了圖9或圖10所示的半導體封裝的制造工藝。首先，使用記述過的方法，準備貼緊在半導體芯片11上，并且形成了與電極12接合的導體部22b(通路孔)和導體部22a及22c(布線)的多孔質(zhì)絕緣性基板21(參照圖11(a))。
其次，使固化性樹脂等浸漬在絕緣生基板21中。使樹脂固化，將半導體芯11與絕緣性基板21粘結(jié)。在浸漬時，樹脂堆積到絕緣性基板21上面，形成焊料抗蝕劑層52(參照圖11(b))。用激光等除去焊料抗蝕劑層52的規(guī)定區(qū)域，形成形成有焊錫凸點的開口部54(參照圖11(c))。在開口部54中進行Ni-Au電鍍等后，形成凸點53，作為半導體封裝(參照圖11(d))。
在使用半導體芯片時，既可以在單片化的半導體芯片上進行上述工藝，也可以在晶片水平上進行上述工藝。即，在形成了電路的晶片上貼附絕緣性基板，進行上述工藝。然后，也可以進行切分，成為芯片尺寸的封裝。
接著在圖12中示出連接了多個電子器件的模塊，及其制造工藝。
首先，在圖12(a)中所示的絕緣性基板21上載置多個電子器件55后(參照圖12(b))，通過在絕緣性基板上形成將這些電子器件55的電極56相互連接的布線57，可獲得模塊57(參照圖12(c))。
圖13(a)、(b)、(C)示出了半導體封裝的結(jié)構(gòu)的例子。在圖13中，例示了水平方向的布線層為1層的，但布線層是2層或2層以上也可以。此外例示了凸點是形成了焊錫凸點的凸點，但不用說即使是焊錫以外的凸點也可以。
圖14中展示了層疊用封裝58(圖14(a))，和層疊了該封裝的層疊封裝59(圖14(b))的一個例子。封裝58在下表面具有焊錫凸點53，在上表面形成了用于接合焊錫凸點的上部焊盤60。通過將該封裝58的焊錫凸點與下一個封裝的上部焊盤60接合，形成層疊封裝59。
此外，作為其他層疊封裝的例子，圖15那樣的也可以。首先，如圖15(a)所示，在半導體芯片11上貼附多孔質(zhì)絕緣性基板21。然后，如圖15(b)所示，在形成與半導體芯片的端子電極(圖中未示出)連接的導體部61后，如圖15(c)所示，彎折絕緣性基板21，到達半導體芯片的上表面，形成層疊用封裝62。在將浸漬樹脂浸漬在絕緣性基板21上后，對層疊用封裝62進行多層層疊，如圖15(d)所示，形成層疊封裝63。由于絕緣性基板為多孔質(zhì)，將層疊用封裝彼此粘結(jié)的浸漬樹脂由于是成一體地固化，因此不容易發(fā)生封裝間的剝離等，可靠性非常優(yōu)異。
也可以在將預先形成了導體部潛像的絕緣性基板21彎折后進行電鍍，形成從最初就是彎折狀態(tài)的導體部64。彎折之后進行電鍍的方法可以防止因彎折而造成的導體部61的損傷等。
(實施例)以下具體說明本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明不僅限于這些實施例。
作為電子器件，使用厚50μm，焊盤直徑100μm，焊盤間距200μm的半導體芯片。焊盤表面為銅，使用通過鈀置換電鍍進行了活性化的焊盤。此外半導體芯片的背面和側(cè)面利用硅烷偶合劑進行了疏水化處理。
作為用于形成封裝布線的多孔質(zhì)薄板，準備親水化處理過的PTFE多孔質(zhì)薄板(平均空孔徑0.1μm，膜厚60μm)，從其單面涂敷丙烯酸系粘合劑溶液，進行干燥。作為丙烯酸系粘合劑溶液，使用在由2-乙基己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸構(gòu)成的共聚物中添加了異氰酸酯系交聯(lián)劑和萜烯系賦予粘著性的樹脂的混合溶液。涂敷干燥后，利用異氰酸酯系交聯(lián)劑將共聚物進行交聯(lián)，給PTFE多孔質(zhì)薄板提供粘著性。此外，在丙酮中溶解作為有機感光性組合物的含有萘醌二疊氮基的酚醛樹脂(萘醌二疊氮基含有率為33當量mo1％)，調(diào)制1wt％的丙酮溶液。用浸漬法將所獲得的溶液涂敷到上述的多孔質(zhì)薄板的全表面上。在室溫下干燥30分鐘，用含有萘醌二疊氮基的酚醛樹脂涂敷空孔內(nèi)表面，獲得感光性以及粘著性的多孔質(zhì)薄板。
在該多孔質(zhì)薄板上載置半導體芯片，使其與形成了焊盤的面相接，以10g/cm2的壓力加壓，通過粘合進行貼附。貼附后，借助CANON PLA501，通過線寬20μm、間隔30μm的布線圖形掩模，在曝光量200mJ/cm2(波長436nm)的條件下進行曝光，在感光性層中形成由茚羧酸構(gòu)成的布線圖形的潛像。進一步，通過50μm通路孔徑的通路孔圖形的掩模，在曝光量2000mJ/cm2(波長436nm)的條件下進行曝光，形成通路孔圖形的潛像。
布線圖形和通路孔圖形的潛像形成后，在貼附半導體芯片的狀態(tài)下，在硼氫化鈉為5mM的水溶液中浸漬10分鐘后，重復3次利用蒸餾水進行的清洗。接著在調(diào)整為50mM的醋酸銅水溶液中浸漬30分鐘后，用蒸餾水洗凈。接著，在硼氫化鈉為30mM的水溶液中浸漬1小時后，用蒸餾水清洗。進一步，通過在無電解電鍍液PS-503(荏原ユ-ジライト社制)中浸漬3小時，實施銅電解，形成布線及通路孔構(gòu)成的封裝布線。
結(jié)果在PTFE多孔質(zhì)薄板的表面上形成線寬25μm、間隔25μm，深度20μm的表面布線。此外，沿薄板厚度方向貫通該PTFE多孔質(zhì)薄板，形成55μm直徑的無焊接區(qū)的通路孔。此外表面布線和通路孔的接合部分用順滑的曲面連接。此外，接合部分中通路孔的長度方向與寬度方向的比(L1/L2)為1.5。
另一方面，調(diào)制在氰酸酯樹脂(旭チバ株式會社制)100重量份中添加了2重量份的鋁螯合物催化劑的樹脂液作為浸漬在多孔質(zhì)薄板中的浸漬樹脂。將該樹脂液浸漬在形成了上述的導電部的多孔質(zhì)薄板后，在150℃下加熱5小時，使之固化。使浸漬樹脂不僅浸漬在多孔質(zhì)薄板中，而且漲到多孔質(zhì)薄板上面，形成厚度10μm的焊料抗蝕劑層。
固化后，借助激光鉆孔除去覆蓋封裝布線的焊盤部分的樹脂，進行開口。對露出的焊盤表面進行無電解鎳電鍍后，進行置換金電鍍。接著加載焊錫球形成焊錫凸點，做成半導體封裝。作為浸漬樹脂，即使替代氰酸酯樹脂，使用環(huán)氧樹脂或苯并環(huán)丁烯樹脂，也同樣可以制作半導體封裝。
此外，代替對布線和通路孔分兩次進行曝光，除了使用半色調(diào)(ハ-フト-ン)掩模，使對布線進行曝光的部分的透過量為對通路孔進行曝光的部分的透過量的10％，在曝光量2000mJ/cm2(波長436nm)的條件下進行曝光以外，利用同樣的工藝也可以制作半導體封裝。
而且，除了在多孔質(zhì)薄板上貼附2個半導體芯片以外，用同樣的工藝，可以制作由2個半導體芯片和與之相互連接的封裝布線構(gòu)成的半導體模塊。
此外，作為比較例，調(diào)整通路孔和布線連接部分的曝光量，將接合部分的通路孔的長度方向與寬度方向的比(L1/L2)調(diào)整到1及1.2，制作半導體封裝。對于這些半導體封裝進行布線電阻和熱循環(huán)試驗，L1/L2＝1時布線電阻最高，可靠性差，L1/L2＝1.5時最好。
此外，作為其他的制作方法，在形成通路孔和布線之后制作貼附在半導體芯片上的半導體封裝。首先，不與半導體芯片貼附，制作形成有同樣的通路孔和表面布線的PTFE多孔質(zhì)薄板，使同樣的氰酸酯樹脂液浸漬之后，將該薄板壓接在半導體芯片上，進行粘結(jié)。將該半導體封裝與前面在半導體芯片上貼附多孔質(zhì)薄板后進行電鍍而制作的半導體封裝進行比較，則在半導體芯片上貼附多孔質(zhì)薄板后進行電鍍的半導體封裝，半導體芯片端子電極與通路孔之間的電阻低，而且進行熱循環(huán)試驗時，電極和通路孔之間的界面不容易剝離，可靠性優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種電子器件模塊，具有布線基板和與該布線基板一體化的電子器件，其特征在于，上述布線基板具備多孔質(zhì)絕緣性基板，以及由選擇性地導入該絕緣性基板的多孔質(zhì)組織內(nèi)的導電材料所形成的導體布線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件模塊，其特征在于，布線基板的導體布線具有作為與上述電子器件的裝載面平行的布線部的第1導體部；和貫通上述多孔質(zhì)絕緣性基板的第2導體部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子器件模塊，其特征在于，上述第2導體部的寬度，在第1和第2導體部的連接部中，在平行于上述布線基板的上述電子器件的裝載面的面內(nèi)，上述第1導體部的長度方向的上述第2導體部的寬度比上述第1導體部的寬度方向的上述第2導體部的寬度長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件模塊，其特征在于，上述布線基板和電子器件以上述導體布線的與上述電子器件端子電極相接的部分作為粘結(jié)層而直接連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的電子器件模塊，其特征在于，上述絕緣性基板具有與上述電子器件大致相等的熱膨脹系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的電子器件模塊，其特征在于，上述電子器件是半導體芯片，上述布線基板是裝載上述半導體芯片的封裝基座。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項的電子器件模塊，其特征在于，上述電子器件是端子電極向上地裝載在封裝基座上的半導體芯片，上述布線基板在直接連接上述半導體芯片的端子電極的狀態(tài)下載置在上述半導體芯片上面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)了電子器件的小型安裝結(jié)構(gòu)的電子器件模塊。在具有布線基板和與該布線基板一體化的電子器件的模塊中，布線基板具有多孔質(zhì)絕緣性基板，以及由選擇性地導入該絕緣性基板的多孔質(zhì)組織內(nèi)的導電材料所形成的導體布線。
文檔編號H01L23/14GK1489202SQ0315634
公開日2004年4月14日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月5日
發(fā)明者遠藤光芳, 平岡俊郎, 郎, 之, 堀田康之, 夫, 青木秀夫, 向田秀子, 子, 山口直子 申請人:株式會社東芝