JP6570924B2 - 電子部品装置及びその製造方法 - Google Patents

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功一 田中
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    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16238Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area protruding from the surface of the item
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Description

本発明は、電子部品装置及びその製造方法に関する。
近年の電子機器の発達に伴い、電子機器に使用される電子部品装置の配線基板は、小型化及び高性能化などが要求されている。これに対応するため、配線基板内に電子部品が内蔵された電子部品内蔵基板が実用化されている。
そのような電子部品内蔵基板の一例では、半導体チップが搭載された下側配線基板の上にはんだボールを介して上側配線基板が積層され、下側配線基板と上側配線基板との間に半導体チップを封止する封止樹脂が充填される。
特開2003−347722号公報
後述する予備的事項で説明するように、半導体チップが搭載された下側配線基板の上に、導電性ボールを介して上側配線基板が積層された電子部品装置がある。そのような電子部品装置では、下側配線基板と上側配線基板との接続部位の狭ピッチ化に対応するため、導電性ボールの直径を小さくする要求がある。
導電性ボールの直径が小さくなると、半導体チップと上側配線基板との間の隙間が狭くなる。このため、下側配線基板と上側配線基板との間に封止樹脂を流し込む際に、封止樹脂を上手く充填できない課題がある。
電子部品が搭載された下側配線基板の上にバンプ導体を介して上側配線基板が積層された電子部品装置において、バンプ導体の配置が狭ピッチ化されても、電子部品と上側配線基板の間隔を十分に確保できる新規な構造を提供することを目的とする。
以下の開示の一観点によれば、下側配線基板と、前記下側配線基板上に接続された電子部品と、前記下側配線基板及び電子部品の上方に配置された上側配線基板と、前記下側配線基板と前記上側配線基板とを接続するバンプ導体と、前記下側配線基板と前記上側配線基板との間に充填され、前記電子部品を封止する封止樹脂とを有し、前記上側配線基板は、部品対応領域と、前記部品対応領域の周縁部と、が設けられた下面を有する第1絶縁層と、前記第1絶縁層の下面に設けられた第1パッドを有する第1配線層と、前記第1配線層を被覆して前記第1絶縁層の下面に設けられ、且つ、前記第1パッドを露出する開口部が設けられた第1ソルダレジスト層と、を有し、前記第1パッドに前記バンプ導体が接続され、前記部品対応領域の周縁部に前記第1配線層と前記第1ソルダレジスト層とが設けられ、前記部品対応領域の全体が前記第1配線層及び前記第1ソルダレジスト層から露出し、前記部品対応領域が前記電子部品の上面と対向している電子部品装置が提供される。
また、その開示の他の観点によれば、下側配線基板上に電子部品を接続する工程と、上側配線基板を用意する工程と、上側配線基板を前記電子部品の上方に配置し、バンプ導体を介して前記下側配線基板と前記上側配線基板とを接続する工程と、前記下側配線基板と前記上側配線基板との間に、前記電子部品を封止する封止樹脂を充填する工程とを有し、前記上側配線基板は、部品対応領域と、前記部品対応領域の周縁部と、が設けられた下面を有する第1絶縁層と、前記第1絶縁層の下面に設けられた第1パッドを有する第1配線層と、前記第1配線層を被覆して前記第1絶縁層の下面に設けられ、且つ、前記第1パッドを露出する開口部が設けられた第1ソルダレジスト層と、を有し、前記バンプ導体は前記第1パッドに接続し、前記部品対応領域の周縁部に前記第1配線層と前記第1ソルダレジスト層とを設け、前記部品対応領域の全体を前記第1配線層及び前記第1ソルダレジスト層から露出させ、前記部品対応領域を前記電子部品の上面と対向させる電子部品装置の製造方法が提供される。
以下の開示によれば、電子部品装置では、電子部品が搭載された下側配線基板の上方に上側配線基板が配置されている。上側配線基板は、下面に、第1配線層と、第1配線層上に開口部が配置された第1絶縁層とを備えている。
上側配線基板の第1配線層の下に配置されるバンプ導体を介して、下側配線基板と上側配線基板とが接続されている。そして、電子部品に対応する上側配線基板の下面の領域には、第1配線層及び第1絶縁層が形成されていない。
これにより、下側配線基板と上側配線基板とを接続するバンプ導体の直径を小さくして狭ピッチ化しても、電子部品と上側配線基板との間隔を第1配線層と第1絶縁層とのトータルの厚み分だけ広くすることができる。
このため、バンプ導体の配置の狭ピッチ化を図りつつ、電子部品と上側配線基板との間隔を十分に確保することができる。よって、下側配線基板と上側配線基板との間に封止樹脂を信頼性よく充填することができる。
図1は予備的事項に係る電子部品装置の課題を説明するための断面図である。 図2(a)及び(b)は実施形態の電子部品装置で使用される下側配線基板の製造方法を示す断面図(その1)である。 図3(a)及び(b)は実施形態の電子部品装置で使用される下側配線基板の製造方法を示す断面図(その2)である。 図4は実施形態の電子部品装置で使用される下側配線基板の製造方法を示す断面図(その3)である。 図5(a)及び(b)は実施形態の電子部品装置で使用される下側配線基板を示す断面図である。 図6は図5の下側配線基板に半導体チップを搭載する様子を示す断面図である。 図7は図5の下側配線基板に半導体チップが搭載された半導体モジュールを示す断面図である。 図8は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その1)である。 図9は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その2)である。 図10(a)及び(b)は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その3)である。 図11は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その4)である。 図12は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その5)である。 図13は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その6)である。 図14(a)及び(b)は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その7)である。 図15は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その8)である。 図16は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その9)である。 図17(a)及び(b)は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図及び平面図(その10)である。 図18(a)及び(b)は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法を示す断面図(その11)である。 図19は実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板を示す断面図である。 図20は実施形態の電子部品装置の製造方法を示す断面図(その1)である。 図21は実施形態の電子部品装置の製造方法を示す断面図(その2)である。 図22は実施形態の電子部品装置の製造方法を示す断面図(その3)である。 図23は実施形態の電子部品装置の一部を示す断面図である。 図24は実施形態の電子部品装置の全体の様子を示す断面図である。 図25は実施形態の変形例の電子部品装置を示す断面図である。
以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。予備的事項の記載は、発明者の個人的な検討内容であり、公知技術ではない。
図1に示すように、予備的事項に係る電子部品装置は、最下に下側配線基板100を備えている。下側配線基板100では、絶縁基板120の両面側に配線層140がそれぞれ形成されている。両面側の配線層140は絶縁基板120に形成された貫通導体(不図示)を介して相互接続されている。
また、絶縁基板120の両面側に、配線層140の接続部上に開口部160aが設けられたソルダレジスト層160がそれぞれ形成されている。
そして、下側配線基板100の上面側の配線層140に、半導体チップ200の端子220がフリップチップ接続されている。半導体チップ200の下側にアンダーフィル樹脂240が充填されている。
さらに、下側配線基板100及び半導体チップ200の上に、導電性ボール400を介して上側配線基板300が配置されている。導電性ボール400は、銅ボール400aの外面にはんだ層400bが被覆されて形成される。
上側配線基板300では、絶縁基板320の両面側に配線層340がそれぞれ形成されている。両面側の配線層340は絶縁基板320に形成された貫通導体(不図示)を介して相互接続されている。
また、絶縁基板320の両面側に、配線層340の接続部上に開口部360aが設けられたソルダレジスト層360がそれぞれ形成されている。
下側配線基板100の上面側の配線層140と、上側配線基板300の下面側の配線層340とが導電性ボール400を介して電気的に接続されている。
このようにして、下側配線基板100と上側配線基板300との間の領域に半導体チップ200が収容されている。
近年では、半導体チップ200の高性能化及び高集積化に伴って信号量が増大してきている。このため、下側配線基板100及び上側配線基板300の各接続部位の配置ピッチを狭くして接続経路の数を増加させる必要がある。
これに対応するためには、図1の電子部品装置の構造では、導電性ボール400の直径を小さくしてその数を増やして配置することにより、接続部位の狭ピッチ化を行う必要がある。
ここで、導電性ボール400の配置ピッチAが200μmの設計ルールの場合を検討してみる。この場合、導電性ボール400をショートしないようにマージンをもって配列するには、導電性ボール400のはんだ層400bを含む直径が160μmに設定され、導電性ボール400の間隔C1は40μmに設定される。
実際には、導電性ボール400のはんだ層400bが下側配線基板100と上側配線基板300との間で押圧されて溶融するため、導電性ボール400の上下方向の実質的な直径は130μm程度となる。
このため、上側配線基板300の配線層340上のソルダレジスト層360の厚みを15μmとすると、下側配線基板100の配線層140の上面から上側配線基板300のソルダレジスト層360の下面までの高さH1は115μm(130μm−15μm)となる。
また、半導体チップ200の厚みTが75μmであり、半導体チップ200の端子220の高さが25μmである。この場合、下側配線基板100の配線層140の上面からの半導体チップ200の高さH2は100μm(75μm+25μm)となる。
以上の設計の場合は、半導体チップ200の上面と上側配線基板300のソルダレジスト層360の下面との隙間C2が15μm(115μm−100μm)とかなり狭くなる。
このため、下側配線基板100と上側配線基板300との間に封止樹脂を流し込んで半導体チップ200を封止する際に、半導体チップ200の上の隙間C2が狭いため、封止樹脂を上手く充填できない課題がある。
この対策として、半導体チップ200の厚みを薄くすることが考えられるが、半導体チップ200の厚みを薄くすることは限界があり、これ以上の薄型化は困難を極める。また、導電性ボール400の直径を大きして間隔C2を広げる手法では、設計ルールが決まっているため、導電性ボール400同士がショートしやすくなり、製造歩留りが低下する。
以下に説明する実施形態の電子部品装置及びその製造方法では、前述した課題を解決することができる。
(実施形態)
図2〜図22は実施形態の電子部品装置の製造方法を説明するための図、図23〜25は実施形態の電子部品装置を示す図である。以下、電子部品装置の製造方法を説明しながら、電子部品装置の構造について説明する。
実施形態の電子部品装置の製造方法では、下側配線基板と上側配線基板とが使用される。最初に、下側配線基板の製造方法について説明する。まず、図2(a)に示すようなコア配線基板2aを用意する。コア配線基板2aはガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料から形成されるコア基板10を備えている。
コア基板10の両面側に銅などからなる第1配線層21がそれぞれ形成されている。コア基板10には厚み方向に貫通するスルーホールTHが形成されている。スルーホールTHの内壁にはスルーホールめっき層12が形成されており、スルーホールTHの残りの孔には樹脂体Rが充填されている。コア基板10の両面側の第1配線層21はスルーホールめっき層12を介して相互接続されている。
あるいは、コア基板10のスルーホールTHの全体にめっきによる貫通導体が充填された構造を採用してもよい。
次いで、図2(b)に示すように、コア基板10の両面側に未硬化の樹脂フィルムを貼付し、加熱処理して硬化させることにより、第1絶縁層31をそれぞれ形成する。第1絶縁層31は、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などから形成される。液状樹脂を塗布することにより、第1絶縁層31を形成してもよい。
その後に、両面側の第1絶縁層31をレーザで加工することにより、両面側の第1配線層21の接続部に到達する第1ビアホールVH1をそれぞれ形成する。
続いて、図3(a)に示すように、両面側の第1絶縁層31の上に、第1ビアホールVH1内のビア導体を介して第1配線層21に接続される第2配線層22をそれぞれ形成する。
第2配線層22はセミアディティブ法によって形成される。詳しく説明すると、第1絶縁層31上及び第1ビアホールVH1の内面に無電解めっき又はスパッタ法により、銅などからなるシード層(不図示)を形成する。次いで、第2配線層22が配置される部分に開口部が設けられためっきレジスト層(不図示)を形成する。
続いて、シード層をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、めっきレジスト層の開口部に銅などからなる金属めっき層を形成する。その後に、めっきレジスト層が除去される。
さらに、金属めっき層をマスクにしてシード層をウェットエッチングにより除去する。これにより、シード層及び金属めっき層から第2配線層22が形成される。
次いで、図3(b)に示すように、前述した図2(b)の工程と同様な方法により、コア基板10上面側の第1絶縁層31の上に、第2配線層22の接続部上に第2ビアホールVH2が配置された第2絶縁層32を形成する。
さらに、同じく図3(b)に示すように、前述した図3(a)の工程と同様な方法により、第2絶縁層32の上に、第2ビアホールVH2内のビア導体を介して第2配線層22に接続される第3配線層23を形成する。
続いて、図4に示すように、前述した図3(b)の工程を繰り返すことにより、コア基板10の上面側の第2絶縁層32の上に、第3配線層23の接続部上に第3ビアホールVH3が配置された第3絶縁層33を形成する。さらに、同じく図4に示すように、第3絶縁層33の上に、第3ビアホールVH3内のビア導体を介して第3配線層23に接続される第4配線層24を形成する。
次いで、図5(a)に示すように、コア基板10の上面側の第3絶縁層33の上に、第4配線層24のパッドP上に開口部34aが配置されたソルダレジスト層34を形成する。さらに、コア基板10の下面側の第1絶縁層31の上に、第2配線層22の接続部上に開口部35aが配置されたソルダレジスト層35を形成する。
コア基板10の上面側には電子部品が搭載される部品搭載領域Mが画定されている。図5(a)の例では、部品搭載領域Mにソルダレジスト層34が形成されていないが、部品搭載領域Mにも同様にソルダレジスト層を配置してもよい。
部品搭載領域Mにソルダレジスト層34がないと、半導体チップの搭載高さを低くすることができるため、半導体チップの上面と後述する上側配線基板4の下面との間隔をより広く確保することができる。
以上により、図5(a)に示すように、実施形態の電子部品装置で使用される下側配線基板2が製造される。
下側配線基板2は、多面取り用の基板であり、部品搭載領域Mをそれぞれ含む複数の製品領域が画定されている。図5(a)では、下側配線基板2の1つの製品領域の一部が部分的に示されている。
図5(b)の縮小平面図に、下側配線基板2の上面側の一つの製品領域の全体の様子が模式的に示されている。図5(a)の断面図は図5(b)の縮小平面図のI−Iに沿った断面に相当する。
図5(a)に示すように、実施形態の電子部品装置で使用される下側配線基板2は、前述した図2(a)で説明したコア配線基板2aを内部に備えている。そして、コア配線基板2aの両面側に第1配線層21の接続部上に第1ビアホールVH1が配置された第1絶縁層31がそれぞれ形成されている。
両面側の第1絶縁層31の上には、第1ビアホールVH1内のビア導体を介して第1配線層21に接続される第2配線層22がそれぞれ形成されている。
コア配線基板2aの上面側の第1絶縁層31の上には、第2配線層22の接続部上に第2ビアホールVH2が配置された第2絶縁層32が形成されている。さらに、第2絶縁層32の上には、第2ビアホールVH2内のビア導体を介して第2配線層22に接続される第3配線層23が形成されている。
また同様に、第2絶縁層32の上には、第3配線層23の接続部上に第3ビアホールVH3が配置された第3絶縁層33が形成されている。また同様に、第3絶縁層33の上には、第3ビアホールVH3内のビア導体を介して第3配線層23に接続される第4配線層24が形成されている。
また、第3絶縁層33の上には、第4配線層24のパッドP上に開口部34aが配置されたソルダレジスト層34が形成されている。さらに、コア配線基板2aの下面側の第1絶縁層31の上に第2配線層22の接続部上に開口部35aが配置されたソルダレジスト層35が形成されている。
図5(b)の縮小平面図を加えて参照すると、第4配線層24のパッドPは製品領域の周縁部に配置されている。また、パッドP上に開口部34aが配置されたソルダレジスト層34が製品領域の周縁部に形成されている。そして、製品領域の中央部に部品搭載領域Mが配置されている。図5(b)の縮小平面図では、第4配線層24が透視的に描かれている。
次に、図5(a)の下側配線基板2に電子部品を搭載する方法について説明する。図6に示すように、第1半導体チップ40及び第2半導体チップ42を用意する。第1半導体チップ40は素子形成面側にバンプ状の端子40aを備えている。また同様に、第2半導体チップ42は素子形成面側にバンプ状の端子42aを備えている。
第1、第2半導体チップ40、42の各端子40a,42aは、例えば、銅などの金属ポストからなり、その先端にはんだが形成されている。第1、第2半導体チップ40,42は、電子部品の一例であり、例えば、シリコン基板を使用するCPUチップ、又はメモリチップである。
この例では、複数の半導体チップを搭載するが、一つの半導体チップを搭載してもよい。
そして、図7に示すように、第1半導体チップ40の端子40aを下側配線基板2の部品搭載領域Mの第4配線層24にはんだによってフリップチップ接続する。また同様に、第2半導体チップ42の端子42aを下側配線基板2の部品搭載領域Mの第4配線層24にはんだによってフリップチップ接続する。
さらに、同じく図7に示すように、第1半導体チップ40及び第2半導体チップ42と、下側配線基板2との隙間にエポキシ樹脂などのアンダーフィル樹脂44を充填する。アンダーフィル樹脂44は第1半導体チップ40及び第2半導体チップ42の各側面を被覆して形成される。
あるいは、下側配線基板2の部品搭載領域Mの上に先封止用の樹脂材を配置し、その樹脂材を介して第1半導体チップ40及び第2半導体チップ42の各端子40a,42aをフリップチップ接続してもよい。この場合、先封止用の樹脂材がアンダーフィル樹脂となる。
また、半導体チップの他に、キャパシタ素子、抵抗素子及びインダクタ素子などから選択される各種の電子部品を搭載することができる。
以上により、図7に示すように、下側配線基板2の上に第1、第2半導体チップ40,42が搭載された半導体モジュール3が得られる。
次に、実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板の製造方法について説明する。まず、図8に示すような支持体5を用意する。支持体5は、プリプレグ50aとその両面にそれぞれ接着されたキャリア付銅箔6とから形成される。
キャリア付銅箔6は、キャリアとして機能する第1銅箔52と薄膜の第2銅箔54とから形成される。プリプレグ50aは、ガラス繊維、炭素繊維、又はアラミド繊維などの補強繊維に、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの樹脂材を含浸させた半硬化の複合材料である。
例えば、支持体5のプリプレグ50aの厚みは30μm〜500μmである。また、キャリア付銅箔6の第1銅箔52の厚みは12μm〜70μmであり、第2銅箔54の厚みは2μm〜5μmである。
キャリア付銅箔6の第1銅箔52と第2銅箔54との間に離型剤(不図示)が形成されており、第1銅箔52と第2銅箔54との界面で容易に剥離できるようになっている。離型剤としては、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、又はそれらの離型剤の成分中に金属成分を含む粒子が配合された離型剤などが使用される。
さらに、プリプレグ60aと銅箔61aとを用意する。プリプレグ60aの一方の面に銅箔61aが接着された銅箔付プリプレグを用意してもよい。支持体5のプリプレグ50a及びプリプレグ60aの各面積は、キャリア付銅箔6の面積より一回り大きく設定されている。プリプレグ60aは、支持体5のプリプレグ50aと同様の材料から形成される。
そして、プリプレグ60aを支持体5の上下の第2銅箔54にそれぞれ積層する。その後に、上下のプリプレグ60aの外面に銅箔61aをそれぞれ積層する。さらに、加熱した状態で加圧してプリプレグ60a及び銅箔61aを貼付する。
これにより、図9に示すように、支持体5のプリプレグ50a及び両面側のプリプレグ60aが溶融した状態で硬化して、プリプレグ絶縁層50,60となる。
このとき、キャリア付銅箔6の外側のプリプレグ50a,60aの部分が溶融することにより、キャリア付銅箔6の外周側面がプリプレグ絶縁層50,60で被覆された状態となる。
キャリア付銅箔6の剥離界面が露出していると、後の製造工程でキャリア付銅箔6の剥離界面に薬液が侵入するなどして剥離が発生する場合がある。
しかし、本実施形態では、キャリア付銅箔6の剥離界面がプリプレグ絶縁層50,60で保護されるため、剥離を実行する前の製造工程で第1銅箔52と第2銅箔54との界面で剥離が発生することが防止される。
続いて、図10(a)に示すように、図9の構造体の周縁部の出っ張りを切断して側面をストレート形状に整える。さらに、同じく図10(a)に示すように、両面側の銅箔61aの上にレジスト層14をフォトリソグラフィに基づいてそれぞれパターニングする。さらに、レジスト層14をマスクにして両面側の銅箔61aをそれぞれウェットエッチングする。その後に、レジスト層14が除去される。
これにより、図10(b)に示すように、両面側の銅箔61aがパターニングされて、両面側に第1配線層61がそれぞれ形成される。
次いで、図11に示すように、キャリアとして機能する第1銅箔2と薄膜の第2銅箔4とから形成されるキャリア付銅箔6aと、プリプレグ70aとを用意する。プリプレグ70aは、支持体5のプリプレグ50aと同様な材料から形成される。キャリア付銅箔6aとプリプレグ70aとが接着された積層基材を使用してもよい。
前述した図8で説明した支持体5のキャリア付銅箔6と同様に、キャリア付銅箔6aにおいても、第1銅箔2と第2銅箔4との界面で容易に剥離できるようになっている。
そして、前述した図10(b)の構造体の上下面にプリプレグ70aをそれぞれ積層する。その後に、上下のプリプレグ70aの外面にキャリア付銅箔6aの第2銅箔74の面をそれぞれ積層する。さらに、加熱した状態で加圧してプリプレグ70a及びキャリア付銅箔6aを貼付する。
これにより、図12に示すように、プリプレグ70aが硬化してプリプレグ絶縁層70となる。支持体5の両面側の第1配線層61がプリプレグ絶縁層70の中に埋設された状態となる。
さらに、同じく図12に示すように、支持体5(図8)の第1銅箔52及び第2銅箔54の周縁部に対応する部分で、図12の構造体を上面から下面まで切断する。これにより、上下側のキャリア付銅箔6aの各剥離界面、及び支持体5(図8)の両面側のキャリア付銅箔6の各剥離界面が露出した状態となる。
そして、図13に示すように、上下側の第1銅箔2と第2銅箔4との界面で剥離して、第1銅箔2を第2銅箔4からそれぞれ分離する。さらに、支持体5(図8)の両面側の第2銅箔54と第1銅箔52との界面で剥離して、第1銅箔52を第2銅箔54からそれぞれ分離する。
これにより、支持体5(図8)の両面側から配線部材9がそれぞれ得られる。支持体5の上側から得られる配線部材9は、下から順に、第2銅箔54、プリプレグ絶縁層60、第1配線層61、プリプレグ絶縁層70、及び第2銅箔74が積層されて形成される。支持体5の下側から得られる配線部材9においても、上下反転させると同一の構造である。
以下、支持体5の上側から得られる配線部材9を使用して説明する。図14(a)に示すように、上面側の第2銅箔74及びプリプレグ絶縁層70をレーザによって加工することにより、第1配線層61の上面に到達する第1ビアホールVH1を形成する。
また同様に、下面側の第2銅箔54及びプリプレグ絶縁層60をレーザによって加工することにより、第1配線層61の下面に到達する第2ビアホールVH2を形成する。
このとき、第2銅箔74,54をレーザで直接加工するため、第1、第2ビアホールVH1,VH2の開口端に銅箔バリBが発生する。
このため、図14(b)に示すように、銅のウェットエッチング液により、銅箔バリBをエッチングして除去する。さらに、過マンガン酸法などによって第1、第2ビアホールVH1,VH2内をデスミア処理することにより、樹脂スミアを除去してクリーニングする。
次いで、図15に示すように、上面側の第1ビアホールVH1の内面及び第2銅箔74の上に、無電解めっきにより銅などからなるシード層62aを形成する。また同様に、下面側の第2ビアホールVH2の内面及び第2銅箔54の上に銅などからなるシード層63aを形成する。
続いて、両面側において、シード層62a,63aをめっき給電経路に利用するする電解めっきにより、第1、第2ビアホールVH1,VH2内からシード層62a,63aの上に銅などからなる金属めっき層62b,63bをそれぞれ形成する。
このとき、両面側の金属めっき層62b、63bが第1、第2ビアホールVH1,VH2内に充填される。
続いて、図16に示すように、図15の両面側の金属めっき層62b、63bの上にレジスト層(不図示)をフォトリソグラフィに基づいてそれぞれパターニングする。さらに、レジスト層をマスクにして両面側の金属めっき層62b,63b及びシード層62a,63aをそれぞれウェットエッチングする。
これにより、プリプレグ絶縁層70の上に、第1ビアホールVH1内のビア導体を介して第1配線層61の上面に接続される第2配線層62が形成される。第2配線層62は、下から順に、第2銅箔74、シード層62a及び金属めっき層62b(図15)から形成される。
また、プリプレグ絶縁層60の下に、第2ビアホールVH2内のビア導体を介して第1配線層61の下面に接続される第3配線層63が形成される。第3配線層63は、下から順に、第2銅箔54、シード層63a及び金属めっき層63b(図15)から形成される。
図15及び図16の例では、サブトラクティブ法により第2、第3配線層62,63を形成しているが、セミアディティブ法を使用してもよい。
本実施形態に係る上側配線基板では、前述した予備的事項の課題を解決するために、図7の第1、第2半導体チップ40,42に対応する部品対応領域Dに最終的に配線層及びソルダレジスト層を配置しないようにする。
しかし、図16の工程の時点では、図7の第1、第2半導体チップ40,42に対応する部品対応領域Dにも、第3配線層63と同一層から形成されるダミ配線層63が一時的に配置される。
次いで、図17(a)に示すように、プリプレグ絶縁層70の上に、第2配線層62のパッドP上に開口部72aが配置されたソルダレジスト層72を形成する。また同様に、プリプレグ絶縁層60の下に、第3配線層63のパッドP上に開口部74aが配置されたソルダレジスト層74を形成する。ソルダレジスト層72,74の厚みは、例えば、第2、第3配線層62,63上で15μm程度である。
ソルダレジスト層72,74は、感光性のエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂材を形成した後に、フォトリソグラフィに基づいて露光、現像を行うことにより形成される。樹脂材は、樹脂フィルムであってもよいし、液状樹脂であってよい。
図17(a)の断面図では一つの製品領域の一部が部分的に示されている。図17(b)の縮小平面図に、図17(a)の配線部材の下側の一つの製品領域の全体の様子が模式的に示されている。図17(a)の断面図は図17(b)の縮小平面図のII−IIに沿った断面に相当する。
図17(b)の縮小平面図では、第3配線層63及びダミー配線層63が透視的に描かれている。
図17(b)の縮小平面図に示すように、プリプレグ絶縁層60の製品領域の周縁部に、パッドPを含む第3配線層63が配置されている。また、プリプレグ絶縁層60の製品領域の周縁部に、第3配線層63のパッドP上に開口部74aが配置されたソルダレジスト層74が形成されている。
図7の第1、第2半導体チップ40,42に対応する部品対領域Dに、第3配線層63と同一層から形成されるダミ配線層63が配置されている。ダミ配線層63は部品対領域Dの全体にパターン化して配置される。
ここで、図17(b)の部品対応領域Dにダミー配線層63が配置されていないと、製品領域の中央部に大きな開口部が形成された段差構造となる。
このため、製品領域の周縁部に、第3配線層63のパッドP上に開口部74aが配置されたソルダレジスト層74を形成する際に、中央部の大きな開口部側にソルダレジスト層74が流動しやすい。その結果、製品領域の周縁部に配置されるソルダレジスト層74の厚みが部分的に薄くなる。
よって、後述する工程で、ソルダレジスト層74の開口部74aに導電性ボールを搭載する際に、導電性ボールがソルダレジスト層74の開口部74aから外れて接続不良が発生するおそれがある。
製品領域の部品対応領域Dにダミ配線層63を配置することにより、プリプレグ絶縁層60上の全面にわたってソルダレジスト層74を十分な厚みで均一に形成することができる。
また、銅層パターンを形成する電解めっきでは、めっきを施す面積が少ない場合は、基板内での厚みの均一性が悪くなる傾向があるため、ダミー配線層63を形成することにより厚みの均一性を向上させることができる。
その後に、図17(a)の構造体の下面側を保護シートなどで保護した状態で、上面側の第2配線層62のパッドPに電解めっきによって、下から順に、ニッケル(Ni)/金(Au)めっき層(不図示)をそれぞれ形成する。
次いで、図18(a)に示すように、図17(a)及び(b)の構造体の部品対応領域Dに配置されたダミー配線層63をウェットエッチングにより除去する。
図18(a)の断面図では、図17(a)と同様に、一つの製品領域の一部が部分的に示されている。図18(b)の縮小平面図に、図18(a)の配線部材の下側の一つの製品領域の全体の様子が模式的に示されている。図18(a)の断面図は図18(b)縮小平面図のIII−IIIに沿った断面に相当する。
図18(b)の縮小平面図に示すように、下面側の部品対応領域Dに配置されたダミー配線層63のパターン全体がウェットエッチングにより除去される。
この工程は、前述した図17(a)の電解めっきによってニッケル(Ni)/金(Au)めっき層(不図示)を形成する際に使用されためっき線をエッチバックによって除去する工程で同時に行われる。
また、この工程は、上面側の第2配線層62及び下面側の周縁部の第3配線層63がエッチングされないように、図17(a)の構造体の上面側及び下面側の周縁部を保護シートなどで保護した状態で行われる。
以上により、図7の第1、第2半導体チップ40,42に対応する部品対応領域Dに第3配線層63及びソルダレジスト層74が形成されない構造が得られる。
以上、ソルダレジスト層74が第1絶縁層の一例であり、プリプレグ絶縁層60が第2絶縁層の一例である。プリプレグ絶縁層60の上面には第1配線層61が形成され、プリプレグ絶縁層60には第1配線層61に到達する第2ビアホールVH2が形成されている。
そして、プリプレグ絶縁層60の下面の全体に第2ビアホールVH2を介して第1配線層61に接続される第3配線層63を形成する。さらに、プリプレグ絶縁層60の下面の周縁部にソルダレジスト層74を形成する。その後に、部品対応領域Dにダミー配線層63として形成された第3配線層63をウェットエッチングにより除去する。
次いで、図19に示すように、下面側の第3配線層63のパッドPに導電性ボール64を搭載する。導電性ボール64がバンプ導体の一例である。導電性ボール64は、銅ボール64aの外面にはんだ層64bが被覆されて形成される。銅以外の金属ボールを使用してもよい。導電性ボール64のはんだ層64bが加熱によって溶融して第3配線層63のパッドPに接続される。
このとき、前述したように、ソルダレジスト層74の厚みは十分に確保されているため、ソルダレジスト層74の開口部74aから導電性ボール64が外れることなく、信頼性よく導電性ボール64を搭載することができる。
あるいは、導電性ボール64として、樹脂ボールの外面にはんだ層が形成されたものを使用してもよい。また、下側配線基板2と上側配線基板4との間隔の設計スペックが緩く、多少変動してもよい場合は、全体にわたってはんだからなるはんだボールを使用してもよい。
以上により、図19に示すように、実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板4が製造される。
図19に示すように、実施形態の電子部品装置で使用される上側配線基板4では、プリプレグ絶縁層60の上に第1配線層61が形成されている。また、プリプレグ絶縁層60の上には、第1配線層61の上面に到達する第1ビアホールVH1が配置されたプリプレグ絶縁層70が形成されている。
さらに、プリプレグ絶縁層70の上には、第1ビアホールVH1内のビア導体を介して第1配線層61の上面に接続される第2配線層62が形成されている。第1ビアホールVH1は、プリプレグ絶縁層70の上面から第1配線層61側になるにつれて直径が小さくなる順テーパー形状で形成される。
プリプレグ絶縁層70の上には、第2配線層62のパッドP上に開口部72aが配置されたソルダレジスト層72が形成されている。
また、プリプレグ絶縁層60には第1配線層61の下面に到達する第2ビアホールVH2が形成されている。そして、プリプレグ絶縁層60の下には、第2ビアホールVH2内のビア導体を介して第1配線層61の下面に接続される第3配線層63が形成されている。
第2ビアホールVH2はプリプレグ絶縁層60の下面から第1配線層61側になるにつれて直径が小さくなる逆テーパー形状で形成される。第2ビアホールVH2は、第1ビアホールVH1に対して逆のテーパー形状で形成される。
プリプレグ絶縁層60の下面の周縁部には、第3配線層63のパッドP上に開口部74aが配置されたソルダレジスト層74が形成されている。第3配線層63のパッドPに導電性ボール64が搭載されている。
ソルダレジスト層74が第1絶縁層の一例であり、プリプレグ絶縁層60が第2絶縁層の一例である。
前述した図18(b)の縮小平面図で説明したように、パッドPを含む第3配線層63及びソルダレジスト層74は製品領域の周縁部に配置されている。そして、製品領域の中央部の部品対応領域Dには第3配線層63及びソルダレジスト層74が形成されていない。
これは、後述するように、電子部品装置を構築する際に、下側配線基板上に搭載された電子部品の上に、上側配線基板4の部品対応領域Dが配置される。上側配線基板4の部品対応領域Dに第3配線層63及びソルダレジスト層74が形成されていないため、電子部品の上面と上側配線基板の下面との間隔を広くすることができる。
本実施形態と違って、上側配線基板4の部品対応領域Dにダミー配線層を一体的なパターンで形成した後に、ルーターでダミー配線層に開口部を形成してダミー配線層を除去するする手法がある。この手法の場合は、上側配線基板4に凹状の大きな反りが発生しやすい。
しかし、本実施形態では、上側配線基板4の部品対応領域Dにダミー配線層63をパターン化して形成した後に、ダミー配線層63をウェットエッチングにより全て除去している。このため、上側配線基板4に軽微な凹状の反りが発生するだけであり、反りの発生を抑制することができる。
しかも、本実施形態では、上側配線基板4に発生する反りは軽微であり、上側配線基板4の厚みも薄いため、真空吸着、又は100℃程度の加熱処理によって反りを容易に矯正することができる。
また、本実施形態では、前述したように、支持体5の上に形成された配線部材9を支持体5から分離し、その配線部材9を加工することに基づいて上側配線基板4が製造される。これにより、上側配線基板4は、コア基板を有さないコアレスタイプの配線基板として製造される。
このため、多層配線構造を構築するとしても、全体の厚みを薄型化することができる。図19の例では、第1配線層61及び第2配線層62で配線の引き回しを行い、第3配線層63にパッドPを配置している。上側配線基板4の多層配線層の積層数は任意に設定することができる。
さらには、本実施形態に係る上側配線基板4は、コアレスタイプの配線基板の製造方法によって製造され、歩留りが低下するような特別な工程を遂行する必要がない。このため、予備的事項で説明した一般的な上側配線基板と同程度の製造歩留りで信頼性よく製造することができる。よって、上側配線基板4を下側配線基板2に接続する際に、歩留りが低下することなく、信頼性よく接続することができる。
また、図19に示すように、本実施形態に係る上側配線基板4では、ダミー配線層63が除去されて露出するプリプレグ絶縁層60には第1配線層61が埋め込まれておらず、第1配線層61は上側のプリプレグ絶縁層70に埋め込まれている。
このため、上側配線基板4では、部品対応領域Dの面となるプリプレグ絶縁層60の下面は平坦性が確保されている。よって、後述するように、半導体チップが搭載された下側配線基板2と上側配線基板4との間に封止樹脂を充填する際に、スムーズに充填することができる。
次に、図19の上側配線基板4を前述した図7の半導体モジュール3の上に搭載する方法について説明する。
図20に示すように、まず、前述した図7の半導体モジュール3と、図19の上側配線基板4とを用意する。そして、上側配線基板4の上面をボンディングツール(不図示)に吸着させ、上側配線基板4の導電性ボール64を半導体モジュールの第4配線層24のパッドP上に位置合わせして配置する。
さらに、図21を加えて参照すると、ボンディングツールによって上側配線基板4を熱圧着することにより、上側配線基板4の導電性ボール64のはんだ層64bを半導体モジュール3の第4配線層24のパッドPに接続する。
上側配線基板4の第3配線層63のパッドP(図18(b)の縮小平面図)は、半導体モジュール3の第4配線層24のパッドP(図5(b)の縮小平面図)に対応するように製品領域の周縁部に並んで配置されている。このため、上側配線基板4は傾くことなく、導電性ボール64を介して半導体モジュール3の上に配置される。
このとき、前述したように、上側配線基板4のプリプレグ絶縁層60の下面の部品対応領域Dには、第3配線層63及びソルダレジスト層74が形成されていない。このため、第3配線層63及びソルダレジスト層74の厚み分だけ、第1、第2半導体チップ40,42の上面と、上側配線基板4の下面との間隔Cを広く確保することができる。
例えば、上側配線基板4のソルダレジスト層74の厚みは15μmで、第3配線層63の厚みは10μmである場合は、25μm分だけ間隔Cを広くすることができる。
また、前述した予備的事項の図1と同じ設計ルールを採用する場合は、第1、第2半導体チップ40,42の上面と、上側配線基板4の下面との間隔Cは、15μmから40μm(15μm+25μm)に広く設定することができる。
次いで、図22に示すように、半導体モジュール3と上側配線基板4との間にエポキシ樹脂などの封止樹脂76を充填する。これにより、第1半導体チップ40、第2半導体チップ42及び導電性ボール64が封止樹脂76によって封止される。
このとき、第1、第2半導体チップ40,42の上面と、上側配線基板4の下面との間隔Cを40μm以上に十分に広く確保できている。このため、半導体モジュール3と上側配線基板4との間に封止樹脂76を信頼性よく充填することができる。
また、前述したように、上側配線基板4の部品対応領域D(図21)の面は平坦であるため、封止樹脂76をスムーズに充填することができる。
さらに、図23に示すように、下側配線基板2の下面側の第2配線層22の接続部にはんだボールを搭載するなどして外部接続端子Tを形成する。その後に、個々の製品領域が得られるように、上側配線基板4及び下側配線基板2の所要部分を切断する。
以上により、図23に示すように、実施形態の電子部品装置1が得られる。
図23に示すように、実施形態の電子部品装置1では、前述した図5で説明した下側配線基板2の部品搭載領域Mの第4配線層24の接続部に、第1、第2半導体チップ40,42の各端子40a,42aがそれぞれフリップチップ接続されている。第1、第2半導体チップ40,42の下側にアンダーフィル樹脂44が充填されている。
下側配線基板2の上に第1、第2半導体チップ40,42が搭載されて半導体モジュール3が構築される。
また、下側配線基板2の上には、導電性ボール64を介して前述した図19で説明した上側配線基板4が配置されている。下側配線基板2の周縁部の第4配線層24のパッドPと、上側配線基板4の周縁部の第3配線層63のパッドPとの間に導電性ボール64が配置されている。
下側配線基板2の第4配線層24のパッドPと、上側配線基板4の第3配線層63のパッドPとが導電性ボール64を介して電気的に接続されている。導電性ボール64は銅ボール64aの外面にはんだ層64bが被覆されて形成される。
このようにして、第1、第2半導体チップ40,42が下側配線基板2と上側配線基板4との間の領域に収容されている。
また、下側配線基板2及び第1、第2半導体チップ40,42と、上側配線基板4との間に封止樹脂76が充填されている。第1、第2半導体チップ40,42及び導電性ボール64が封止樹脂76で封止されている。下側配線基板2の下面側の第2配線層22に外部接続端子Tが設けられている。
前述したように、実施形態の電子部品装置1では、下側配線基板2の上に搭載された第1、第2半導体チップ40,42に対応する上側配線基板4の下面側の部品対応領域Dに第3配線層63及びソルダレジスト層74が形成されていない。
これにより、上側配線基板4の第3配線層63及びソルダレジスト層74のトータルの厚み分だけ、第1、第2半導体チップ40,42と上側配線基板4との間隔Cを広くすることができる。
このため、下側配線基板2と上側配線基板4との間に第1、第2半導体チップ40,42を封止する封止樹脂を信頼よく充填することができる。
このように、第1、第2半導体チップ40,42の厚みを薄くすることなく、第1、第2半導体チップ40,42と上側配線基板4との間隔Cを十分に確保することができる。また、導電性ボール64の直径を大きくすることなく、第1、第2半導体チップ40,42と上側配線基板4との間隔Cを十分に確保することができる。
以上のように、導電性ボール64の配置の狭ピッチ化を図りつつ、第1、第2半導体チップ40,42と上側配線基板4との間隔C2を十分に確保することができる。
前述したように、予備的事項の図1の構造では、導電性ボールの配置ピッチが200μmで、半導体チップの厚みが端子を含めて100μmの場合は、半導体チップ上の隙間を十分に確保できない。
しかし、本実施形態の構造を採用することにより、予備的事項で説明した設計ルールの電子部品装置を信頼性よく構築することができる。
図24には、実施形態の電子部品装置1の全体の様子が示されている。図24に示すように、電子部品装置1の下側配線基板2の中央部に第1、第2半導体チップ40,42が搭載されている。図24では、下側配線基板2の内部の配線構造が省略されて描かれている。
電子部品装置1の上側配線基板4の下面の中央部が第1、第2半導体チップ40,42に対応する部品対応領域Dとなっている。上側配線基板4は、プリプレグ絶縁層60を有している。プリプレグ絶縁層60の下面の周縁部に第3配線層63が形成されている。
また、プリプレグ絶縁層60の下面の周縁部には、第3配線層63の接続部上に開口部74aが配置された状態で第3配線層63を被覆するソルダレジスト層74が形成されている。
そして、プリプレグ絶縁層60の下面の中央部の部品対応領域Dには第3配線層63及びソルダレジスト層74が形成されておらず、第3配線層63及びソルダレジスト層74から部品対応領域Dが露出している。
図25には実施形態の変形例の電子部品装置1aが示されている。上記した図23及び図24の電子部品装置1では、導電性ボール64を介して上側配線基板4を下側配線基板2に接続している。
図25の変形例の電子部品装置1aのように、上側配線基板4の第3配線層63のパッドPに銅などからなる金属ポスト66を形成し、はんだ67を介して下側配線基板2の第4配線層24のパッドPに接続してもよい。このように、バンプ導体として金属ポスト66を使用してもよい。
金属ポスト66を使用することにより、導電性ボール64を使用する場合よりも配置ピッチを狭くすることができる。
金属ポスト66の形成方法の一例としては、まず、前述した図18(a)の構造体の下面の全体にシード層を形成する。次いで、第3配線層63のパッドP上に開口部が配置されためっきレジスト層を形成する。
続いて、電解めっきにより、めっきレジスト層の開口部に柱状の銅などの金属めっき層を形成した後に、めっきレジスト層を除去する。さらに、金属めっき層をマスクにしてシード層をエッチングして除去する。これにより、シード層及び柱状の金属めっき層により、金属ポスト66が得られる。あるいは、細長状の金属部品をはんだなどで接合して金属ポストを形成してもよい。
図25の他の要素は図23と同一であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
1,1a…電子部品装置、2…下側配線基板、2a…コア配線基板、3…半導体モジュール、4…上側配線基板、5…支持体、6,6a…キャリア付銅箔、9…配線部材、10…コア基板、12…スルーホールめっき層、14…レジスト層、21,61…第1配線層、22,62…第2配線層、23,63…第3配線層、24…第4配線層、31…第1絶縁層、32…第2絶縁層、33…第3絶縁層、34,35,72,74…ソルダレジスト、34a35a,72a,74a…開口部、40…第1半導体チップ、40a,42a…端子、42…第2半導体チップ、44…アンダーフィル樹脂、50,60,70…プリプレグ絶縁層、50a,60a,70a…プリプレグ、52,2…第1銅箔、54,4…第2銅箔、61a…銅箔、62a,63a…シード層、62b,63b…金属めっき層、64…導電性ボール、64a…銅ボール、64b…はんだ層、66…金属ポスト、67…はんだ、76…封止樹脂、B…銅箔バリ、C…間隔、D…部品対応領域、M…部品搭載領域、R…樹脂体、T…外部接続端子、TH…スルーホール、VH1…第1ビアホール、VH2…第2ビアホール、VH3…第3ビアホール。

Claims (10)

  1. 下側配線基板と、
    前記下側配線基板上に接続された電子部品と、
    前記下側配線基板及び電子部品の上方に配置された上側配線基板と
    記下側配線基板と前記上側配線基板とを接続するバンプ導体と、
    前記下側配線基板と前記上側配線基板との間に充填され、前記電子部品を封止する封止樹脂と
    を有し、
    前記上側配線基板は、
    部品対応領域と、前記部品対応領域の周縁部と、が設けられた下面を有する第1絶縁層と、
    前記第1絶縁層の下面に設けられた第1パッドを有する第1配線層と、
    前記第1配線層を被覆して前記第1絶縁層の下面に設けられ、且つ、前記第1パッドを露出する開口部が設けられた第1ソルダレジスト層と、
    を有し、
    前記第1パッドに前記バンプ導体が接続され、
    前記部品対応領域の周縁部に前記第1配線層と前記第1ソルダレジスト層とが設けられ、
    前記部品対応領域の全体が前記第1配線層及び前記第1ソルダレジスト層から露出し、
    前記部品対応領域が前記電子部品の上面と対向していることを特徴とする電子部品装置。
  2. 前記上側配線基板は
    記第絶縁層の上面に形成された第2配線層と、前記第絶縁層に形成され、前記第2配線層に到達するビアホールとを含み、
    前記上側配線基板の第1配線層は、前記ビアホールを介して前記第2配線層に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品装置。
  3. 前記バンプ導体は、導電性ボール又は金属ポストであることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品装置。
  4. 前記下側配線基板は、
    部品搭載領域と、前記部品搭載領域の周縁部と、が設けられた上面を有する第2絶縁層と、
    前記第2絶縁層の上面に設けられた第2パッドを有する第3配線層と、
    前記第3配線層を被覆して前記第2絶縁層の上面に設けられ、且つ、前記第2パッドを露出する開口部が設けられた第2ソルダレジスト層と、
    を有し、
    前記第2パッドに前記バンプ導体が接続され、
    前記部品搭載領域の周縁部に前記第3配線層と前記第2ソルダレジスト層とが設けられ、
    前記部品搭載領域に前記第3配線層が設けられ、
    前記部品対応領域の全体と前記部品搭載領域に設けられた前記第3配線層の全体とが前記第2ソルダレジスト層から露出し、
    前記部品搭載領域に設けられた前記第3配線層に前記電子部品が接続され、
    前記部品搭載領域が前記部品対応領域と対向していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子部品装置。
  5. 前記第1ソルダレジスト層が感光性樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電子部品装置。
  6. 下側配線基板上に電子部品を接続する工程と
    側配線基板を用意する工程と、
    上側配線基板を前記電子部品の上方に配置し、バンプ導体を介して前記下側配線基板と前記上側配線基板とを接続する工程と、
    前記下側配線基板と前記上側配線基板との間に、前記電子部品を封止する封止樹脂を充填する工程と
    を有し、
    前記上側配線基板は、
    部品対応領域と、前記部品対応領域の周縁部と、が設けられた下面を有する第1絶縁層と、
    前記第1絶縁層の下面に設けられた第1パッドを有する第1配線層と、
    前記第1配線層を被覆して前記第1絶縁層の下面に設けられ、且つ、前記第1パッドを露出する開口部が設けられた第1ソルダレジスト層と、
    を有し、
    前記バンプ導体は前記第1パッドに接続し、
    前記部品対応領域の周縁部に前記第1配線層と前記第1ソルダレジスト層とを設け、
    前記部品対応領域の全体を前記第1配線層及び前記第1ソルダレジスト層から露出させ、
    前記部品対応領域を前記電子部品の上面と対向させることを特徴とする電子部品装置の製造方法。
  7. 前記上側配線基板を用意する工程は、
    前記絶縁層の下面の全体に前記第1配線層を形成する工程と、
    前記第絶縁層の下面の全体に前記第1配線層を被覆する前記第1ソルダレジスト層を形成する工程と、
    フォトリソグラフィにより、前記第1ソルダレジスト層に前記開口部を形成すると共に、前記第1ソルダレジスト層から前記部品対応領域の全体と前記部品対応領域に配置された前記第1配線層とを露出させる工程と、
    ウェットエッチングにより、前記部品対応領域に配置された前記第1配線層を除去する工程と
    を含むことを特徴とする請求項6に記載の電子部品装置の製造方法。
  8. 前記上側配線基板を用意する工程は、
    前記第1絶縁層の下面の前記周縁部に前記第1配線層を形成する工程と、
    前記第1絶縁層の下面の全体に前記第1配線層を被覆する前記第1ソルダレジスト層を形成する工程と、
    フォトリソグラフィにより、前記第1ソルダレジスト層に前記開口部を形成すると共に、前記第1ソルダレジスト層から前記部品対応領域の全体を露出させる工程と、
    を含むことを特徴とする請求項6に記載の電子部品装置の製造方法。
  9. 前記上側配線基板を用意する工程において、
    前記第絶縁層の上面に第2配線層が形成され、前記第絶縁層に前記第2配線層に到達するビアホールが形成されており、
    前記第1配線層は前記ビアホールを介して前記第2配線層に接続されることを特徴とする請求項7又は8に記載の電子部品装置の製造方法。
  10. 前記下側配線基板上に前記電子部品を接続する工程の前に、前記下側配線基板を用意する工程を有し、
    前記下側配線基板を用意する工程は、
    部品搭載領域と、前記部品搭載領域の周縁部と、が設けられた上面を有する第2絶縁層を形成する工程と、
    第2パッドを有する第3配線層を前記第2絶縁層の上面に設ける工程と、
    前記第3配線層を被覆し、且つ、前記第2パッドを露出する開口部が設けられた第2ソルダレジスト層を前記第2絶縁層の上面に設ける工程と、
    を有し、
    前記第2パッドに前記バンプ導体を接続し、
    前記部品搭載領域と前記部品搭載領域の周縁部とに前記第3配線層を設け、
    前記部品搭載領域に前記第2ソルダレジスト層を設け、
    前記部品対応領域の全体と前記部品搭載領域に設けられた前記第3配線層とを前記第2ソルダレジスト層から露出させ、
    前記部品搭載領域に設けられた前記第3配線層に前記電子部品を接続し、
    前記部品搭載領域を前記部品対応領域と対向させることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項に記載の電子部品装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10373888B2 (en) * 2016-12-30 2019-08-06 Intel Corporation Electronic package assembly with compact die placement
KR102393219B1 (ko) * 2017-07-03 2022-05-02 삼성전기주식회사 다층 인쇄회로기판
US10957672B2 (en) * 2017-11-13 2021-03-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Package structure and method of manufacturing the same
WO2020153331A1 (ja) * 2019-01-24 2020-07-30 株式会社村田製作所 モジュール
KR102471275B1 (ko) * 2019-01-24 2022-11-28 삼성전자주식회사 칩 온 필름(cof) 및 이의 제조방법
US11139262B2 (en) * 2019-02-07 2021-10-05 Micron Technology, Inc. Use of pre-channeled materials for anisotropic conductors

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003347722A (ja) 2002-05-23 2003-12-05 Ibiden Co Ltd 多層電子部品搭載用基板及びその製造方法
JP4901458B2 (ja) * 2006-12-26 2012-03-21 新光電気工業株式会社 電子部品内蔵基板
JP4842167B2 (ja) * 2007-02-07 2011-12-21 新光電気工業株式会社 多層配線基板の製造方法
JP5230997B2 (ja) * 2007-11-26 2013-07-10 新光電気工業株式会社 半導体装置
JP2010147153A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP5993248B2 (ja) * 2012-08-27 2016-09-14 新光電気工業株式会社 電子部品内蔵基板及びその製造方法
JP6076653B2 (ja) * 2012-08-29 2017-02-08 新光電気工業株式会社 電子部品内蔵基板及び電子部品内蔵基板の製造方法
JP2014154800A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Shinko Electric Ind Co Ltd 配線基板及びその製造方法
JP6358887B2 (ja) * 2014-07-31 2018-07-18 新光電気工業株式会社 支持体、配線基板及びその製造方法、半導体パッケージの製造方法

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