專利名稱：電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計電路裝置，特別是涉及具有介由絕緣層層積的多個配線層的電路裝置。
背景技術(shù)：
參照圖17說明現(xiàn)有的混合集成電路裝置100的結(jié)構(gòu)(例如參照專利文獻1)。圖17(A)是混合集成電路裝置100的立體圖，圖17(B)是圖17(A)的X-X’線的剖面圖。
現(xiàn)有的混合集成電路裝置100具有矩形的襯底106和設(shè)于襯底106表面的絕緣層107。在該絕緣層107上構(gòu)圖配線層108。另外，在配線層108上固定有電路元件104，電路元件104和配線層108通過金屬線15電連接。和配線層108電連接的引線101導(dǎo)出到外部。另外，混合集成電路裝置100的整體被密封樹脂102密封。作為利用密封樹脂102密封的方法有使用熱塑性樹脂的注入模模制和使用熱硬性樹脂的傳遞模模制。
專利文獻1特開平6-177295號公報但是，在上述的混合集成電路裝置100中，為提高散熱性，而采用由金屬構(gòu)成的襯底106，但由于形成于襯底106表面的絕緣層107的熱電阻大，故難于將內(nèi)部產(chǎn)生的熱有效地排出到外部。作為提高絕緣層107的散熱性的方法，有在絕緣層107中混入無機填充物的方法。但是，和銅等金屬相比，存在混入有無機填充物的絕緣層107的散熱性不足的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題點而開發(fā)的，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種電路裝置，通過形成仿真圖案，提高散熱性。
本發(fā)明提供一種電路裝置，其具有介由絕緣層層積多層的多個配線層，其特征在于，包括所述絕緣層由與內(nèi)裝的電路元件電連接構(gòu)成電路的一部分的導(dǎo)電圖案、和與所述電路電氣獨立的仿真圖案。
另外，本發(fā)明提供一種電路裝置，其具有介由絕緣層多層層積的多個配線層，其特征在于，包括所述配線層由與內(nèi)裝的電路元件電連接使電信號通過的導(dǎo)電圖案、和不通過所述電信號的仿真圖案。
另外，在本發(fā)明的電路裝置中，其特征在于，在各所述配線層上設(shè)置所述仿真圖案。
在本發(fā)明的電路裝置中，其特征在于，在未形成所述導(dǎo)電圖案的幾乎所有區(qū)域設(shè)置所述仿真圖案。
在本發(fā)明的電路裝置中，其特征在于，矩形形狀相等大小的所述仿真圖案等間隔地排列。
在本發(fā)明的電路裝置中，其特征在于，設(shè)于所述各配線層的所述仿真圖案相互之間通過貫通所述絕緣層的連接部熱接合。
在本發(fā)明的電路裝置中，其特征在于，所述連接部由從位于所述絕緣層下層的所述配線層向上方凸?fàn)钛由斓牡谝贿B接部和從位于絕緣層上層的配線層向下方凸?fàn)钛由斓牡诙B接部構(gòu)成，所述第一連接部和所述第二連接部在所述絕緣層的厚度方向的中間部接觸。
在本發(fā)明的電路裝置中，其特征在于，所述第一連接部通過蝕刻加工一張銅箔形成，所述第二連接部由鍍膜構(gòu)成。
在本發(fā)明的電路裝置中，其特征在于，在表面被絕緣處理的電路襯底的表面形成所述第一配線層及所述第二配線層。
根據(jù)本發(fā)明的電路裝置，通過設(shè)置不通過電信號的仿真圖案，可介由仿真圖案進行熱傳導(dǎo)，將內(nèi)部產(chǎn)生的熱順暢地排出導(dǎo)外部。另外，通過利用連接部將設(shè)于多層配線的各層的仿真圖案連接，可進一步實現(xiàn)散熱性的提高。


圖1是說明本發(fā)明電路裝置的立體圖(A)、剖面圖(B)、剖面圖(C)；圖2是說明本發(fā)明電路裝置的剖面圖(A)、剖面圖(B)、立體圖(C)；圖3(A)-(C)是說明本發(fā)明電路裝置的剖面圖；圖4(A)-(C)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖5(A)-(D)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖6是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖(A)、剖面圖(B)、平面圖(C)；
圖7(A)-(C)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖8(A)-(C)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖9是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖(A)、剖面圖(B)；圖10(A)-(C)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖11(A)、(B)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖12是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖13(A)、(B)是說明本發(fā)明電路裝置的剖面圖；圖14(A)-(E)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖15(A)-(E)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖16(A)、(B)是說明本發(fā)明電路裝置制造方法的剖面圖；圖17是說明現(xiàn)有的電路裝置的立體圖(A)、剖面圖(B)。
具體實施例方式
第一實施形態(tài)在本形態(tài)中，作為電路裝置之一例，以圖1等所示的混合集成電路裝置為例進行說明。但是，下述的本形態(tài)也可以適用于其它種類的電路裝置。
參照圖1說明本發(fā)明的混合集成電路裝置10的結(jié)構(gòu)。圖1(A)是混合集成電路裝置10的立體圖，圖1(B)是圖1(A)的X-X’平面的剖面圖。
在混合集成電路裝置10中，參照圖1(A)及圖1(B)，在作為支承襯底起作用的電路襯底16表面形成有由配線層18及電路元件14構(gòu)成的電路。另外，形成于電路襯底16表面的電路利用密封樹脂12密封。在電路襯底16的周邊部，引線11被固定在最上層的配線層18上，引線11的端部從密封樹脂12導(dǎo)出到外部。在本形態(tài)中，配線層18具有多層配線結(jié)構(gòu)，在此，實現(xiàn)由第一配線層18A及第二配線層18B構(gòu)成的兩層配線結(jié)構(gòu)。各配線層18介由絕緣層層積。另外，在第一配線層上形成有第一仿真圖案D1，在第二配線層上形成有第二仿真圖案D2。在此，第一仿真圖案D1及第二仿真圖案D2介由連接部25熱接合。而且，半導(dǎo)體元件14A搭載于多個第二仿真圖案D2的上方。下面將詳細(xì)說明具有這種概略結(jié)構(gòu)的混合集成電路裝置10。
電路襯底16是由金屬或陶瓷等構(gòu)成的襯底，這從散熱的意義上來說是理想的。另外，作為電路襯底16的材料，作為金屬可采用Al、Cu或Fe等，作為陶瓷可采用Al2O3、AlN。除此之外，也可以采用機械強度或散熱性優(yōu)良的其他材料作為電路襯底16的材料。
另外，電路襯底16可采用撓性襯底、印刷線路板、玻璃環(huán)氧樹脂襯底等。
在本形態(tài)中，在由鋁構(gòu)成的電路襯底16的表面形成絕緣層17，在絕緣層17表面形成配線層18。另外，在本形態(tài)中，也可以采用以銅為主體的金屬作為電路襯底16的材料。由于銅是導(dǎo)熱性優(yōu)良的材料，故可提高裝置整體的散熱性。另外，在采用Al時，考慮機械強度，至少可以在表面形成氧化鋁。
第一絕緣層17A在電路襯底16的表面形成，覆蓋電路襯底16的實質(zhì)上整個區(qū)域。第一絕緣層17A可采用填充有填充物的樹脂。在此，填充物例如可采用鋁化合物、鈣化合物、砷化合物、鎂化合物或硅化合物。另外，為提高裝置整體的散熱性，而在第一絕緣層17A中含有比其它絕緣層多量的填充物，其重量填充率例如為60％～80％。另外，通過在第一絕緣層17A中混入直徑50μm或其以上的大徑填充物，也可以提高散熱性。第一絕緣層17A的厚度根據(jù)要求的耐壓而變化，但優(yōu)選約50μm～數(shù)百μm程度。
第一配線層18A由銅等金屬構(gòu)成，在第一絕緣層17A表面進行構(gòu)圖。該第一配線層18A和上層的第二配線層18B電連接，具有主要回繞設(shè)置圖案的功能。
第二絕緣層17B在電路襯底16表面形成，覆蓋第一配線層18A。而且，在第二絕緣層17B上貫通形成電連接第一配線層18A和第二配線層18B的連接部25。因此，第二絕緣層17B為了容易形成連接部25，故和第一絕緣層17A相比較可以混入少量的填充物。這意味著填充物的含有率小。另外，根據(jù)相同的理由，第二絕緣層17B中含有的填充物的平均粒徑也可以比第一絕緣層17A中含有的填充物的平均粒徑小。
第二配線層18B形成于第二絕緣層17B的表面。第二配線層18B形成載置電路元件14的接合面、和電路元件上的電極連接的焊盤、電連接該焊盤的配線部、及固定引線11的焊盤等。另外，第二配線層18B和第一配線層18A可平面交叉地形成。因此，即使在半導(dǎo)體元件14A具有多個電極的情況下，也可以利用本申請的多層配線結(jié)構(gòu)進行交叉，可自由地進行圖案的盤繞設(shè)置。該第二配線層18B和上述的第一配線層18A介由連接部25在所希望的位置連接。當(dāng)然，也可以根據(jù)半導(dǎo)體元件的電極數(shù)量、元件的安裝密度增加到3層、4層、5層或5層以上。
連接部25是貫通第二絕緣層17B將第一配線層18A和第二配線層18B電連接的部位。在本形態(tài)中，連接部25由從第一配線層18A連續(xù)延伸的第一連接部25A和從第二配線層18B連續(xù)延伸的第二連接部25B構(gòu)成。
電路元件14固定于第二配線層18B上，由電路元件14和配線層18構(gòu)成規(guī)定的電路。電路元件14采用晶體管、二極管、IC或系統(tǒng)LSI等有源元件，或電容、電阻等無源元件。另外，功率類半導(dǎo)體元件等發(fā)熱量大的元件也可以介由由金屬構(gòu)成的散熱片固定在電路襯底16上。在此，半導(dǎo)體元件14A是面朝上型，故介由金屬細(xì)線15和第二配線層18B電連接。但也可以通過面朝下結(jié)合法安裝。
半導(dǎo)體元件14A是在其表面具有數(shù)十個～數(shù)百個焊盤的半導(dǎo)體元件。另外，也可以采用所謂的系統(tǒng)LSI作為半導(dǎo)體元件14A。在此，系統(tǒng)LSI是指具有模擬運算電路、數(shù)字運算電路或存儲部等，且由一個LSI實現(xiàn)系統(tǒng)功能的大規(guī)模的元件。因此，和現(xiàn)有的LSI相比，系統(tǒng)LSI伴隨大量的發(fā)熱而動作。
在半導(dǎo)體元件14A的背面和接地電位連接時，半導(dǎo)體元件14A的背面利用焊料或?qū)щ姼嗟裙潭āＴ诎雽?dǎo)體元件14A的背面浮置時，使用絕緣性粘結(jié)劑固定半導(dǎo)體元件14A的背面。另外，在半導(dǎo)體元件14A通過面朝下結(jié)合法安裝時，介由由焊錫等構(gòu)成的補片電極安裝。
可采用控制大電流的功率類晶體管、例如功率功率管理操作系統(tǒng)、GTBT、IGBT、半導(dǎo)體開關(guān)元件等作為半導(dǎo)體元件14A。也可以采用功率類IC作為半導(dǎo)體元件14A。
近年來，由于芯片尺寸小且薄型高功能化，故如圖1所示，從裝置整體、或模塊整體來看，產(chǎn)生的熱量逐年增大。例如，控制計算機的CPU就是其一例。另一方面，Si芯片本身更薄、更小型化。因此，每單位面積的熱的產(chǎn)生量逐年增加。而且，由于安裝多個這種IC或晶體管，故作為裝置整體產(chǎn)生的熱大幅度增大了。
引線11在電路襯底16的周邊部固定在第二配線層18B上，具有例如和外部進行輸入·輸出的作用。在此，在一邊上設(shè)有多個引線11，但也可以配置于對向的兩個邊、四個邊。引線11和圖案的粘接介由焊錫等焊料19進行。
密封樹脂12通過使用熱硬性樹脂的傳遞模模制或使用熱塑性樹脂的注入模模制形成。在此，形成密封樹脂12，使其密封電路襯底16及形成于其表面的電路，電路襯底16的背面從密封樹脂12露出。另外，模制以外的密封方法例如可使用罐封進行的密封、殼體件進行的密封等眾所周知的密封方法。參照圖1(B)，為使從載置于電路襯底16表面的電路元件14產(chǎn)生的熱順暢地排出到外部，電路襯底16的背面從密封樹脂12露出到外部。另外，為提高裝置整體的耐濕性，也可以利用密封樹脂12密封也含有電路襯底16背面的整體。
在本形態(tài)中，通過在各配線層上形成仿真圖案，在仿真圖案上固定半導(dǎo)體元件14A，實現(xiàn)散熱性的提高。另外，通過介由連接部25將形成于各配線層的仿真圖案連接，實現(xiàn)散熱性的進一步提高。另外，通過使仿真圖案與電路獨立，可保護半導(dǎo)體元件14A不受電噪聲干擾。下面詳細(xì)敘述本形態(tài)的仿真圖案。
本形態(tài)的各配線層18由和內(nèi)裝的電路元件電連接且通過電信號的導(dǎo)電圖案和不通過電信號的仿真圖案構(gòu)成。在此，仿真圖案可考慮兩個形態(tài)。第一仿真圖案的形態(tài)是物理分離形成的圖案，其和導(dǎo)電圖案不導(dǎo)通。另一種仿真圖案是雖然和電信號通過的導(dǎo)電圖案導(dǎo)通但不能通過電信號的圖案。電信號通過的導(dǎo)電圖案其兩端與電路元件14或引線11等連接。與此相對，這里的仿真圖案一側(cè)端部雖然與導(dǎo)電圖案連接，但另一側(cè)端部不和其它電路元件等連接，形成終端。
第一仿真圖案D1是由第一配線層18A的一部分構(gòu)成的導(dǎo)電圖案。在此，在LSI元件即半導(dǎo)體元件14A的下方形成有多個第一仿真圖案D1。在此，相同程度大小的第一仿真圖案D1等間隔地形成。具體地說，可以間隔100μm程度配置例如300μm左右見方的大小的正方形第一仿真圖案D1。即，這里，在半導(dǎo)體元件14A下方的區(qū)域具有未形成和電路元件14電連接而構(gòu)成電路的圖案的部分。而且，在該部分形成有第一仿真圖案D1。由此，介由仿真圖案D1可將從半導(dǎo)體裝置14A產(chǎn)生的熱有效地傳遞到電路襯底16上。
第二仿真圖案D2是由第二配線層18B的一部分構(gòu)成的圖案，其詳細(xì)情況和上述的第一仿真圖案D1相同。第一仿真圖案D1和第二仿真圖案D2介由貫通第二絕緣層17B形成的連接部25連接。該連接部25由從下層的第一仿真圖案D1向上方突出的第一連接部25A和從上層的第二絕緣層17B向下方突出的第二連接部25B構(gòu)成。而且，第一連接部25A和第二連接部25B在第二絕緣層17B的厚度部分的中間部接觸。由此，可提高連接部25相對于熱應(yīng)力的可靠性。
在半導(dǎo)體元件14A的背面不和外部電連接而浮置時，第一仿真圖案D1及第二仿真圖案D2最好和接地電位連接。這是由于，考慮使兩個仿真圖案電獨立時，在使用狀況下，兩個仿真圖案的電位變化，有可能導(dǎo)致半導(dǎo)體元件14A誤動作。
另外，在紙面上，第一仿真圖案D1及第二仿真圖案D2位于半導(dǎo)體元件14A的下方，但可以在半導(dǎo)體元件14A的一部分的下方形成這些仿真圖案。在半導(dǎo)體元件14A的表面具有局部產(chǎn)生大的熱量的位置(發(fā)熱點)。具體地說，從外部輸入時鐘脈沖的部分多產(chǎn)生大量的熱。因此，通過在對應(yīng)這樣的發(fā)熱點的下方的區(qū)域配置本形態(tài)的仿真圖案，可提高散熱性。另外，也可以在半導(dǎo)體元件14A下方之外的區(qū)域形成仿真圖案。
在各配線層18上，本形態(tài)的仿真圖案最好埋入未設(shè)置構(gòu)成電路的導(dǎo)電圖案的位置。由此，可在各配線層18的實質(zhì)整個區(qū)域配置由導(dǎo)熱性優(yōu)良的金屬構(gòu)成的圖案，故可極大地提高裝置整體的散熱性。另外，在配置伴隨發(fā)熱而動作的電路元件14的區(qū)域配置仿真圖案后，也可以將電信號通過的導(dǎo)電圖案配置在其余的區(qū)域。由此，可實現(xiàn)最大限度考慮了散熱性的圖案的布置。
參照圖1(C)，在此，形成于各配線層18上的仿真圖案未通過連接部25連接。即使是這種結(jié)構(gòu)的仿真圖案，也可以可靠地提高裝置整體的散熱性。
參照圖2(A)及圖2(B)，詳細(xì)說明將各配線層18相互連接的連接部25。
參照圖2(A)，在此，在第一配線層18A上設(shè)有與其連續(xù)而向上方突出的第一連接部25A。另外，在第二配線層18B上形成有與其連續(xù)的向下方突出的第二連接部25B。通過使第一連接部25A和第二連接部25B在第二絕緣層17B的厚度方向的中間部接觸，形成連接部25。這樣，通過使兩者在第二絕緣層17B的中間部接觸，可提高連接強度。特別是在本形態(tài)的仿真圖案上大量的熱通過，但即使在這種情況下，也可以確保連接部25相對于熱應(yīng)力的連接可靠性。
參照圖2(B)，在此，形成有從第二配線層18B連續(xù)向下方延伸的連接部25。即使是該圖所示的結(jié)構(gòu)的連接部25，也可以將形成于各配線層18的仿真圖案熱接合。
參照圖2(C)的立體圖說明形成于電路襯底16表面的第二配線層18B的具體形狀之一例。在同圖的圖示中，省略了密封整體的樹脂。
參照同圖，第二配線層18B構(gòu)成安裝電路元件14的接合焊盤的部分和固定引線11的焊盤26等。另外，在半導(dǎo)體元件14A的周邊部形成多個引線接合金屬細(xì)線15的焊盤。在載置有具有多個接合焊盤的半導(dǎo)體元件14A的情況下，僅通過第二配線層18B構(gòu)成的單層的圖案，由于受配線密度限制，故有可能不能充分的回繞設(shè)置。在本形態(tài)中，通過在電路襯底16的表面構(gòu)筑多層配線結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了復(fù)雜的圖案的回繞設(shè)置。
參照圖3說明其它形態(tài)的電路裝置的結(jié)構(gòu)。
首先，參照圖3(A)，在此，第一仿真圖案D1介由連接部25和電路襯底16熱連接。因此，可將從半導(dǎo)體元件14A產(chǎn)生的熱迅速地導(dǎo)向電路襯底16，可提高散熱性。在此，將設(shè)于各配線層18的仿真圖案介由連接部25沿厚度方向連接。另外，最下層的第一仿真圖案D1介由連接部25和電路襯底16連接。因此，具有即使在形成有多層配線結(jié)構(gòu)的情況下，也可以介由形成于各層的仿真圖案將熱良好地傳遞到電路襯底16的優(yōu)點。
參照圖3(B)，在此構(gòu)成四層配線，在各配線層上形成有分割成多個的仿真圖案組。另外，在第一配線層18A形成有第一仿真圖案D1。在第二配線層18B形成有第二仿真圖案D2。在第三配線層18C上形成有第三仿真圖案D3。在第四配線層18D上形成有第四仿真圖案D4。而且，形成于各配線層的仿真圖案通過連接部25電連接，但和在裝置內(nèi)部構(gòu)成的電路電氣上獨立。
在此，通過將形成于各配線層的仿真圖案配置在搭載半導(dǎo)體元件14A的區(qū)域的正下方，可縮短熱的傳導(dǎo)距離，提高散熱性。
參照圖3(C)，在此，在載置焊盤數(shù)量多的半導(dǎo)體元件14A的區(qū)域的電路襯底16表面形成有多層配線結(jié)構(gòu)，在固定電路元件14B的區(qū)域的電路襯底16表面形成有單層的配線結(jié)構(gòu)。
另外，多層形成的部分的第二導(dǎo)電圖案18B和單層形成的部分的第一導(dǎo)電圖案18A介由金屬細(xì)線15電連接。
電路元件14B例如是功率類半導(dǎo)體元件，是伴隨大量發(fā)熱的開關(guān)元件。形成由第一導(dǎo)電圖案18A構(gòu)成的單層配線結(jié)構(gòu)的部分的電路襯底16比其它區(qū)域的散熱效果大。因此，如電路元件14B那樣發(fā)熱量大的分立的晶體管最好直接固定在構(gòu)成單層配線的第一導(dǎo)電圖案18A上。
在此，半導(dǎo)體元件14A是伴隨大量發(fā)熱而動作的元件。因此，通過將半導(dǎo)體元件14A固定在第二仿真圖案D2上，提高散熱性。具體的散熱經(jīng)路是第二仿真圖案D2→第一仿真圖案D1→第一絕緣層17A→電路襯底16→外部。在本形態(tài)中，在第二仿真圖案D2的正下方形成第一仿真圖案D1。因此，可將產(chǎn)生的熱以最短距離排出到外部，提高散熱性。另外，在本形態(tài)中，第一仿真圖案D1和第二仿真圖案D2熱連接。因此，可將從半導(dǎo)體元件14A產(chǎn)生的熱迅速地向外部排出。另外，第一仿真圖案D1和第二仿真圖案D2與電路電氣獨立。因此，電噪聲產(chǎn)生的影響不會施加在半導(dǎo)體元件14A上，故可實現(xiàn)可靠性高的電路裝置。
其次，作為電路裝置之一例，以混合集成電路裝置為例進行制造方法的說明。但是，下述的本形態(tài)的制造方法也可以適用于其它種類的電路裝置的制造方法。
首先，參照圖4(A)，在電路襯底16的表面涂敷第一絕緣層17A，層積第一導(dǎo)電膜28A。電路襯底16可采用厚度1.5mm程度的金屬板。另外，作為第一導(dǎo)電膜28A，可采用以銅為主材料的材料、以Fe-Ni或Al為主材料的材料。第一導(dǎo)電膜28A的厚度需要為將予定形成的配線層18A的厚度和第一連接部25A的高度相加的厚度或其以上。具體地說，第一導(dǎo)電膜28A的厚度為例如20μm～150μm程度的范圍?？刮g劑29覆蓋預(yù)定形成第一連接部25A的區(qū)域的第一導(dǎo)電膜28A的表面。在利用抗蝕劑29覆蓋的狀態(tài)下，進行蝕刻，另外，第一絕緣層17A可采用在環(huán)氧樹脂等絕緣性樹脂中混入了無機填充物的物質(zhì)。在此，混入的無機填充物為SiO2、Al2O3、SiC、AlN等。
圖4(B)表示進行蝕刻后的狀態(tài)的剖面。在此，由抗蝕劑29覆蓋的區(qū)域凸?fàn)畹赝怀觥＠迷撏範(fàn)钔怀龅牟课恍纬傻谝贿B接部25A。而且，在表面露出的狀態(tài)下進行蝕刻的區(qū)域的第一導(dǎo)電膜28A的厚度同樣變薄。在本工序結(jié)束后，將抗蝕劑29剝離。在此，第一連接部25A突出的高度被調(diào)整為數(shù)十μm程度。圖4(C)表示剝離抗蝕劑29后的狀態(tài)的第一連接部25A。
其次，參照圖5(A)～圖5(C)，利用抗蝕劑29覆蓋也含有第一連接部25A上面的第一導(dǎo)電膜28A。選擇地形成抗蝕劑29。然后，進行介由抗蝕劑29的蝕刻，進行第一配線層18A的構(gòu)圖。在第一配線層18A的蝕刻結(jié)束后，將抗蝕劑29剝離。
參照圖5(D)，其次，介由覆蓋第一配線層18A的第二絕緣層17B層積第二導(dǎo)電膜28B。該方法考慮以下三個方法。第一個方法是覆蓋第一配線層18A形成第二絕緣層17B，然后，在第二絕緣層17B的表面形成由鍍膜構(gòu)成的第二導(dǎo)電膜28B的方法。第二個方法是在進行第二絕緣層17B的形成后，將由軋制銅箔等構(gòu)成的第二導(dǎo)電膜28B壓裝在第二絕緣層17B的表面的方法。根據(jù)該第二個方法，使第二絕緣層17B和第二導(dǎo)電膜28B粘接的強度提高。第三個方法是層積背面附著有第二絕緣層17B的第二導(dǎo)電膜28B，使其覆蓋第一配線層18A的方法。該第三個方法，也可以提高第二絕緣層17B和第二導(dǎo)電膜28B粘接的強度。
另外，第一連接部25A的側(cè)面構(gòu)成圓錐形狀，由此，具有容易地對第二樹脂層17B埋入第一連接部25A的優(yōu)點。
參照圖6，其次，部分地除去形成連接部25的位置的第二絕緣層17B及第二導(dǎo)電膜28B，形成通孔。首先，參照圖6(A)，部分地除去對應(yīng)形成通孔32的予定區(qū)域的第二導(dǎo)電膜28B。具體地說，除形成通孔32的予定區(qū)域外，在第二導(dǎo)電膜28B的表面形成抗蝕劑29，然后，進行蝕刻。由此，部分地除去第二導(dǎo)電膜28B，形成通孔32。另外，通過除去其下方的第二絕緣層17B，加深通孔32。然后，使第一配線層18A的表面在通孔32的下面露出。在此，使設(shè)于第一配線層18A的第一連接部25A的上面在通孔32的下面露出。
參照圖6(B)進一步詳細(xì)敘述通孔32的形成方法。在本形態(tài)中，通過埋入第一連接部25A，減薄通孔32下方的第二絕緣層17B。而且，通過使用激光等除去變薄的區(qū)域的第二絕緣層17B，在通孔32的下部露出第一連接部25A。在大部分的區(qū)域，第二絕緣層17B的厚度T2為例如50μm程度。與此相對，對應(yīng)通孔32下方的區(qū)域的第二絕緣層17B的厚度T1例如薄至10μm～25μm程度。
因此，在假定利用激光形成相同寬高比的通孔32的情況下，根據(jù)本形態(tài)，可形成直徑小的通孔32。在上述這樣的條件下，由于可將通孔的直徑形成一半左右，故可將通孔32占有的面積減小到1/4程度。這有利于裝置整體的小型化。另外，為確保散熱性，在第二絕緣層17B中混入無機填充物，由此，利用激光形成通孔稍有困難。在這種情況下，為形成通孔32，減薄形成通孔32的區(qū)域的第二絕緣層17A也是有意義的。
參照圖6(C)詳細(xì)說明形成通孔32的上述工序。該圖表示形成于第一配線層18A上的第一仿真圖案D1和通孔32的平面位置關(guān)系。在此，正方形形狀的仿真圖案D1等間隔地配置成矩陣狀。各仿真圖案D1的大小例如為一個邊的長度為300μm四方的正方形。仿真圖案D1相互之間例如相互間隔100μm程度而配置。
激光的照射區(qū)域A1是圓形區(qū)域，其直徑為250μm程度。而且，通孔32位于照射區(qū)域A1的區(qū)域內(nèi)部。通孔32也具有圓形形狀，其直徑例如為150μm程度。即，在本形態(tài)中，將具有比照射區(qū)域A1小若干的尺寸的通孔32的第二導(dǎo)電膜28B作為掩膜使用，利用激光進行除去。這種工序稱為保形通路。另外，本形態(tài)的第一仿真圖案D1成為比激光的照射區(qū)域A1大一些尺寸的矩形。
圖7(A)表示利用上述方法形成通孔32后的剖面。第一連接部25A的上面從各通孔32的下面露出。而且，混入第二絕緣層17B中的填充物從利用激光處理形成的通孔32的側(cè)壁露出。為提高散熱性，在本形態(tài)的第二絕緣層17B中混入有多種直徑的填充物。因此，通孔32的側(cè)壁形成具有凹凸的形狀。作為這些填充物，代表性的是Al2O3、AlN等。另外，在上述的激光處理使通孔32的底部殘存殘渣時，要進行用于清除該殘渣的清洗。
第一連接部25A的平面大小比形成于其上方的通孔32大。換句話說，由于通孔32及第一連接部25A的平面的形狀是圓形，故第一連接部25A的直徑形成的比通孔32的直徑大。列舉一例，在通孔32的直徑W1為100μm程度時，第一連接部25A的直徑W2為150μm～200μm程度。另外，在通孔32的直徑W1為30μm～50μm程度時，第一連接部25A的直徑W2調(diào)整為50μm～70μm程度。這樣，通過使第一連接部25A的平面大小比通孔32的大，即使在多少伴隨位置偏差而形成通孔32時，也可以使通孔32位于第一連接部25A的上方。因此，可防止該位置偏差造成的連接可靠性降低。另外，也可以采用圓形之外的形狀作為第一連接部25A的平面形狀。
參照圖7(B)，在此，通過在第一連接部25A的上面照射激光，設(shè)置凹部20。該凹部20的形成可通過在從通孔32的底部露出第一連接部25A的上面后連續(xù)照射激光來進行。另外，在本形態(tài)中，可利用二氧化碳激光或YAG激光進行上述利用激光的除去。在考慮凹部29的形成時，最好使用YAG激光。采用YAG激光的波長帶的激光是由于作為第一連接部25A的材料的銅的反射率小，可容易地形成凹部。
通過設(shè)置上述凹部20，可提高之后的工序中形成于通孔32內(nèi)壁的鍍膜和第一連接部25A接合的強度。因此，可提高連接各配線層相互之間的連接部25的連接可靠性。埋入凹部20的部分的鍍膜相對于來自橫向的龜裂具有強的抵抗性。
參照圖7(C)，通過上述工序，在各通孔32的下部使第一連接部25A的上面露出。在上述的說明中，在層積第二導(dǎo)電箔28B后，形成通孔32，但也可以在形成通孔32后，層積第二導(dǎo)電箔28B。
另外，為在以下的工序進行鍍敷處理，進行作為前處理的鋅酸鹽處理。在此，鋅酸鹽處理是通過使用含有Zn離子的堿溶液進行無電解鍍敷處理使鍍敷處理容易的處理。
參照圖8及圖9，其次，說明通過在通孔32中形成鍍膜，形成第二連接部25B，使第一配線層18A和第二導(dǎo)電膜28B導(dǎo)通的工序。該鍍膜的形成考慮兩個方法，第一方法是在利用無電解鍍敷形成鍍膜后，利用電解鍍敷再次形成鍍膜的方法。第二個方法是僅通過電解鍍敷處理形成鍍膜的方法。
參照圖8說明形成鍍膜的上述第一方法。首先，參圖8(A)，在也含有通孔32側(cè)壁的第二導(dǎo)電膜28B的表面通過無電解鍍敷處理形成鍍膜34。該鍍膜34的厚度為3μm～5μm程度即可。
其次，參照圖8(B)，在鍍膜34的上面利用電解鍍敷法形成新的鍍膜35。具體地說，將形成鍍膜34的第二導(dǎo)電膜28B作為陰極電極，利用電解鍍敷法形成鍍膜35。利用上述的無電解鍍敷法在通孔32的內(nèi)壁形成鍍膜34。因此，這里形成的鍍膜35包括通孔32的內(nèi)壁也形成一樣的厚度。由此，形成由鍍膜構(gòu)成的第二連接部25B。具體的鍍膜35的厚度例如為20μm程度。上述的鍍膜34及鍍膜35的材料可采用和第二導(dǎo)電膜28B相同的材料即銅。另外，也可以采用銅以外的金屬作為鍍膜34及鍍膜35的材料。
參照圖8(C)，在此，通過進行填充鍍敷，利用鍍膜35埋入通孔32。通過進行該填充鍍敷，可提高第二連接部25B的機械強度。
其次，參照圖9說明使用電解鍍敷法形成第二連接部25B的方法。
參照圖9(A)，首先，使含有金屬離子的溶液接觸通孔32。在此，鍍膜的材料可采用銅、金、銀、鈀等。而且，當(dāng)以第二導(dǎo)電膜28B作為陰極電極流過電流時，金屬在作為陰極電極的第二導(dǎo)電膜28B上析出，形成鍍膜。在此，由36A、36B表示鍍膜成長的狀況。在電解鍍敷法中，在電場強的位置優(yōu)先形成鍍膜。在本形態(tài)中，該電場在面向通孔32周邊部的部分的第二導(dǎo)電膜28B增強。因此，如該圖所示，從面向通孔32周邊部的部分的第二導(dǎo)電膜28B優(yōu)先成長鍍膜。在形成的鍍膜與第一連接部25A接觸的時刻，第一配線層18A和第二導(dǎo)電膜28B導(dǎo)通。然后，同樣在通孔32內(nèi)部形成鍍膜。由此，在通孔32的內(nèi)部形成和第二導(dǎo)電膜28B一體化的第二連接部25B。
參照圖9(B)，其次說明形成第二連接部25B的另一方法。在此，通過在通孔32的周邊部設(shè)置遮檐13，容易利用電解鍍敷法形成第二連接部25B。在此，遮檐是指，覆蓋通孔32周邊部由突出的第二導(dǎo)電膜28B構(gòu)成的部位。遮檐13的具體的制造方法在利用激光形成通孔32時，可通過增大該激光的功率進行。通過增大激光的功率，使基于激光的第二導(dǎo)電膜28B的除去沿橫向進行，由此，遮檐13下方區(qū)域的樹脂被除去。通過利用上述條件進行以第二導(dǎo)電膜28B為陰極電極的電解鍍敷處理，從遮檐13的部分優(yōu)先成長鍍膜。通過從遮檐13成長鍍膜，與圖9(A)的情況相比，可優(yōu)先向下方成長鍍膜。因此，可可靠地進行基于鍍膜的通孔32的埋入。
如上所述，本形態(tài)的通孔32的側(cè)壁構(gòu)成具有凹凸的形狀。另外，在通孔32的側(cè)壁露出混入第二絕緣層17B中的無機填充物。由此，難于在通孔32的側(cè)壁形成鍍膜。通常，在作為無機物的填充物表面難于附著鍍膜，特別是在AlN在通孔32的側(cè)壁露出時，難于形成鍍膜。因此，在本形態(tài)中，通過使用上述電解鍍敷法的方法形成第二連接部25B。
在本形態(tài)中，通過在通孔32中形成鍍膜，必然也在第二導(dǎo)電膜28B的表面形成鍍膜，其厚度增厚。但是，在本形態(tài)中，如上所述，由于在10μm程度的淺的通孔32中形成鍍膜，故可減薄形成的鍍膜的總厚度。因此，由于鍍膜附著帶來的第二導(dǎo)電膜28B的厚度的增加量小，故可將第二導(dǎo)電膜28B保持在薄的狀態(tài)下。因此，可微細(xì)地形成由第二導(dǎo)電膜28B形成的第二配線層18B。
另外，即使在通過施行填充鍍敷，埋入通孔32時，如上所述，由于通孔32較淺地形成，因此，可容易地進行填充鍍敷。
參照圖10(A)，通過形成第二連接部25B，形成由第一連接部25A及第二連接部25B構(gòu)成的連接部25。另外，參照圖10(B)，通過進行使用抗蝕劑29的選擇性蝕刻，形成第二配線層18B。進一步參照圖10(C)，在此，形成由第一配線層18A、第二配線層18B、第三配線層18C構(gòu)成的三層的多層配線。此時，在第二配線層18B上，在上面及下面兩面形成凸?fàn)钔怀龅倪B接部25。
參照圖11(A)，其次，介由焊錫或?qū)щ姼嗟葘㈦娐吩?4固定在第二配線層18B(島)上。在此，利用面朝上接合法安裝半導(dǎo)體元件，但也可以根據(jù)需要利用面朝下接合法進行。另外，參照圖11(B)，介由金屬細(xì)線15進行電路元件14和第二配線層18B的電連接。
在上述工序結(jié)束后，進行各單元24的分離。各單元24的分離可通過使用沖壓機的沖切、切割、折曲等進行。另外，在通過切割或折曲進行分割時，可通過在各單元24的分界設(shè)置槽而使分離容易進行。然后，在各單元24的電路襯底16上固定引線11。
參照圖12，其次，進行各電路襯底16的樹脂密封。在此，通過使用熱硬性樹脂的傳遞模模制進行密封。即，在由上模型30A及下模型30B構(gòu)成的模型30中收納電路襯底16，然后，通過將兩模型咬合，進行引線11的固定。然后，通過向模腔31中封入樹脂，進行樹脂密封的工序。利用以上的工序制造例如圖1所示結(jié)構(gòu)的混合集成電路裝置。
第二實施形態(tài)參照圖13說明本發(fā)明電路裝置的結(jié)構(gòu)。在本形態(tài)中，說明圖13所示的極薄型的具有多層配線的電路裝置的結(jié)構(gòu)及其制造方法。在這種多層配線中，也可以通過在第二仿真圖案D2上進行固定，得到和上述的電路裝置相同的效果。
首先，參照圖13(A)，本形態(tài)的電路裝置具有由第一配線層40A、第二配線層40B、將上述第一配線層40A和上述第二配線層40B粘接成片狀的絕緣層41構(gòu)成的多層配線。另外，在第二配線層40B上固定有半導(dǎo)體元件14A及電路元件14。第一配線層40A和第二配線層40B在所希望的位置利用連接部25接合。另外，第一配線層40A含有和電路獨立的第一仿真圖案D1。第二配線層40B含有和電路獨立的第二仿真圖案D2。另外，第二仿真圖案D2形成于第一仿真圖案D1的正下方，和第一仿真圖案D1電連接。
在此，半導(dǎo)體元件14A是伴隨大量發(fā)熱而動作的元件。因此，通過將半導(dǎo)體元件14A固定在第二仿真圖案D2上，提高散熱性。具體的散熱經(jīng)路是第二仿真圖案D2→第一仿真圖案D1→外部。在本形態(tài)中，在第二仿真圖案D2的正下方形成第一仿真圖案D1。因此，可將產(chǎn)生的熱以最短距離排出向外部，提高散熱性。另外，在本形態(tài)中，第一仿真圖案D1和第二仿真圖案D2電連接。因此，可將從半導(dǎo)體元件14A產(chǎn)生的熱迅速地排出向外部。另外，第一仿真圖案D1和第二仿真圖案D2與電路電氣獨立。因此，由于不會將電噪聲產(chǎn)生的影響給予半導(dǎo)體元件14A，故可實現(xiàn)可靠性高的電路裝置。另外，通過在第一仿真圖案D1上形成外部電極，并和安裝襯底連接，可進一步提高散熱性。
參照圖13(B)說明本形態(tài)的電路裝置的另一結(jié)構(gòu)?；镜慕Y(jié)構(gòu)和使用圖13(A)說明的電路裝置相同。在此，配線層形成4層，在各配線層上設(shè)有分割成多個的仿真圖案組。在第一配線層40A上形成有第一仿真圖案D1。在第二配線層40B上形成有第二仿真圖案D2。在第三配線層40C上形成有第三仿真圖案D3。在第四配線層40D上形成有第四仿真圖案D4。而且，形成于各配線層的仿真圖案通過連接部25電連接，但和電路電氣獨立。
即使這樣的多層配線結(jié)構(gòu)，也可以通過將半導(dǎo)體元件14A固定在第四仿真圖案D4上，得到和上述第一實施例相同的效果。
其次，參照圖14～圖16說明本形態(tài)的電路裝置的制造方法。但是，下述的本形態(tài)的制造方法也可以適用于其它種類的電路裝置的制造方法。
首先，參照圖14(A)，準(zhǔn)備第一導(dǎo)電片50A，在其表面構(gòu)圖抗蝕劑29。在此，抗蝕劑29覆蓋較厚地形成的予定位置。另外，第一導(dǎo)電片50A的材料可優(yōu)選采用以Cu為主材料的材料或公知的引線架的材料。第一導(dǎo)電片50A的厚度根據(jù)形成的配線層的厚度不同而不同。如予定形成的導(dǎo)電圖案的厚度為數(shù)百μm程度，則采用該厚度或其以上的膜厚的第一導(dǎo)電片50A。
參照圖14(B)，以抗蝕劑29為蝕刻掩膜，進行濕式蝕刻，進行不形成抗蝕劑29的主面的蝕刻。通過該蝕刻未由抗蝕劑29覆蓋的區(qū)域的第一導(dǎo)電片50A的表面被蝕刻，形成第一連接部25A。
參照圖14(C)，在通過蝕刻在第一導(dǎo)電片50A上形成第一連接部25A后，將抗蝕劑29剝離。
參照圖14(D)，在第一導(dǎo)電片50A上粘附絕緣層52。此時，第一連接部25A被埋入絕緣層52。當(dāng)由真空壓力機進行該粘附時，可防止第一導(dǎo)電片50A和絕緣層52之間的空氣產(chǎn)生的空隙。另外，通過各向同性蝕刻形成的第一連接部25A的側(cè)面構(gòu)成圓滑的曲面。因此，在將第一導(dǎo)電片50A壓入絕緣層52時，沿該曲面浸入樹脂，消除未填充部。因此，利用這樣的第一連接部25A的側(cè)面形狀也可抑制空隙的產(chǎn)生。另外，通過將第一連接部25A埋入絕緣層52，可提高第一導(dǎo)電片50A和絕緣層52的粘附強度。
參照圖14(E)，將第二導(dǎo)電片50B粘附在絕緣層52上。另外，通過利用上述的真空壓力機進行粘附，可防止第二導(dǎo)電片50B和絕緣層52之間的空氣產(chǎn)生的空隙。
參照圖15(A)，由抗蝕劑29進行覆蓋，僅露出形成第二導(dǎo)電片50B的通孔32的部分。其次，介由抗蝕劑29蝕刻第二導(dǎo)電片50B。第二導(dǎo)電片50B是以Cu為主材料的片，故蝕刻液使用氯化鐵或氯化銅進行化學(xué)蝕刻。另外，在進行該蝕刻時，第二導(dǎo)電片50B由粘接性的片等覆蓋，以保護其不受蝕刻液侵蝕。但是，如第二導(dǎo)電片50B本身十分厚，為在蝕刻后也可以維持平坦性的膜厚，則稍微被蝕刻也沒關(guān)系。
參照圖15(B)，在去除抗蝕劑29后，以第二導(dǎo)電片50B為掩膜，利用激光去除通孔32正下方的絕緣層52，使第一導(dǎo)電片50A的背面在通孔32的底部露出。激光最好使用二氧化碳激光。另外，在利用激光蒸發(fā)絕緣樹脂后，在開口部的底部存在殘渣時，利用過錳酸鈉或過硫酸銨等進行濕式蝕刻，去除該殘渣。
參照圖15(C)，在包括通孔32的第二導(dǎo)電片50B的整個面上形成鍍膜，由此，形成將第一導(dǎo)電片50A和第二導(dǎo)電片50B電連接的第二連接部25B。該鍍膜通過無電解鍍敷或電解鍍敷及無電解鍍敷和電解鍍敷的組合形成。
參照圖15(D)，在第一導(dǎo)電片50A和第二導(dǎo)電片50B上重新涂敷抗蝕劑29。其次，在第一導(dǎo)電片50A上構(gòu)圖抗蝕劑29，使其形成第一配線層40A。同樣，也構(gòu)圖涂敷于第二導(dǎo)電片50B的抗蝕劑29。
參照圖15(E)，通過介由如上形成的抗蝕劑29蝕刻第一導(dǎo)電片50A及第二導(dǎo)電片50B，形成第一配線層40A及第二配線層40B。在蝕刻結(jié)束后，將抗蝕劑29剝離。
參照圖16(A)，介由焊錫或?qū)щ姼嗟葘雽?dǎo)體元件14A及電路元件14固定在第二配線層40B(島)上。然后，介由金屬細(xì)線15將電路元件14和導(dǎo)電圖案電連接。在此，半導(dǎo)體元件14A被固定在第二仿真圖案D2上。另外，第二仿真圖案D2和半導(dǎo)體元件14A沒有電連接。
參照圖16(B)，進行電路元件14、金屬細(xì)線15及第二配線層40B的樹脂密封。樹脂密封的方法可采用傳遞模模制、注入模模制、或浸漬。作為樹脂材料，環(huán)氧樹脂等熱硬性樹脂可通過傳遞模模制實現(xiàn)，聚酰亞胺樹脂、硫化聚苯等熱塑性樹脂可通過注入模模制實現(xiàn)。在進行樹脂密封后，利用絕緣性樹脂覆蓋第一配線層40A，設(shè)置外部電極45，由此完成電路裝置。
權(quán)利要求
1.一種電路裝置，具有介由絕緣層多層層積的多個配線層，其特征在于，所述絕緣層包括與內(nèi)裝的電路元件電連接且構(gòu)成電路的一部分的導(dǎo)電圖案、和與所述電路電氣獨立的仿真圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，對各所述配線層設(shè)置所述仿真圖案。
3.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，在未形成所述導(dǎo)電圖案的大部分區(qū)域設(shè)置所述仿真圖案。
4.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，矩形形狀的相等大小的所述仿真圖案等間隔地排列。
5.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，設(shè)于所述各配線層的所述仿真圖案相互之間利用貫通所述絕緣層的連接部熱接合。
6.如權(quán)利要求5所述的電路裝置，其特征在于，所述連接部由從位于所述絕緣層下方的所述配線層向上方凸?fàn)钛由斓牡谝贿B接部和從位于絕緣層上層的配線層向下方凸?fàn)钛由斓牡诙B接部構(gòu)成，所述第一連接部和所述第二連接部在所述絕緣層的厚度方向的中間部接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的電路裝置，其特征在于，所述第一連接部通過蝕刻加工一張銅箔而形成，所述第二連接部由鍍膜構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，在表面被絕緣處理的電路襯底的表面形成所述第一配線層及所述第二配線層。
9.一種電路裝置，具有介由絕緣層多層層積的多個配線層，其特征在于，所述配線層包括與內(nèi)裝的電路元件電連接、且通過電信號的導(dǎo)電圖案和不通過上述電信號的仿真圖案。
10.如權(quán)利要求9所述的電路裝置，其特征在于，在各所述配線層上設(shè)置所述仿真圖案。
11.如權(quán)利要求9所述的電路裝置，其特征在于，在未形成所述導(dǎo)電圖案的區(qū)域的大部分設(shè)置所述仿真圖案。
12.如權(quán)利要求9所述的電路裝置，其特征在于，矩形形狀的相等大小的所述仿真圖案等間隔地排列。
13.如權(quán)利要求9所述的電路裝置，其特征在于，設(shè)于所述各配線層的所述仿真圖案相互之間利用貫通所述絕緣層的連接部熱接合。
14.如權(quán)利要求13所述的電路裝置，其特征在于，所述連接部由從位于所述絕緣層下層的所述配線層向上方凸?fàn)钛由斓牡谝贿B接部和從位于絕緣層上層的配線層向下方凸?fàn)钛由斓牡诙B接部構(gòu)成，所述第一連接部和所述第二連接部在所述絕緣層的厚度方向的中間部接觸。
15.如權(quán)利要求14所述的電路裝置，其特征在于，所述第一連接部通過蝕刻加工一張銅箔而形成，所述第二連接部由鍍膜構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求9所述的電路裝置，其特征在于，在表面被絕緣處理的電路襯底的表面形成所述第一配線層及所述第二配線層。
全文摘要
一種電路裝置，提高了散熱性。本發(fā)明混合集成電路裝置(10)的制造方法中，在第一配線層(18A)上設(shè)有仿真圖案(D1)。另外，在第二配線層(18B)上設(shè)有第二仿真圖案(D2)。而且，第一仿真圖案D1和第二仿真圖案D2通過貫通絕緣層17的連接部25連接。因此，可主動地介由仿真圖案散熱。另外，即使在構(gòu)成多層配線時，也可以確保散熱性。
文檔編號H05K3/46GK1705107SQ200510074718
公開日2005年12月7日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者井上恭典, 臼井良輔, 小原泰浩, 高草木宣久, 中村岳史 申請人:三洋電機株式會社