(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に複数のパッドが形成されてフリップチップ実装された半導体素子と、
繊維状充填材が混入された第１樹脂層から成る絶縁基材と、
前記第１樹脂層から前記半導体素子側に突出して前記半導体素子の前記パッドと接続された接続部と、
前記半導体素子と前記第１樹脂層との間に充填された第２樹脂層とを具備し、
前記繊維状充填材は、前記第２樹脂層よりも熱膨張係数が小さく、前記繊維状充填材を構成する繊維どうしの間に前記第２樹脂層が入り込んでいることを特徴とする回路装置。
【請求項２】
前記第１樹脂層から外部に突出する前記繊維状充填材の少なくとも一部は切断された状態であることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
【請求項３】
前記第１樹脂層と前記第２樹脂層との界面の近傍に於いて前記第２樹脂層に前記繊維状充填材が含まれる割合は、前記第１樹脂層に前記繊維状充填材が含まれる割合よりも高いことを特徴とする請求項１又は２記載の回路装置。
【請求項４】
前記接続部は、前記絶縁基材を貫通して前記半導体素子側に突出することを特徴とする請求項１記載の回路装置。
【請求項５】
繊維状充填材が混入された第１樹脂層から成り、第１主面と前記第１主面に対向する第２主面とを有し、実装予定の半導体素子のパッドに対応する箇所に導電材料が埋設された絶縁基材を用意する第１の工程と、
前記第１樹脂層と前記繊維状充填材とでエッチングレートが相違するエッチャントを使用して、前記絶縁基材を前記第１主面からエッチングし、前記導電材料を外部に突出させて突出部とすると共に、前記第１樹脂層から前記繊維状充填材を外部に露出させる第２の工程と、
前記半導体素子をフリップチップ接続して、前記半導体素子の前記パッドを前記突出部に電気的に接続すると共に、前記第１樹脂層と前記半導体素子との間に第２樹脂層を充填させて、前記第１樹脂層から露出する前記充填材に前記第２樹脂層を接触させる第３の工
程と、
を具備し、
前記繊維状充填材は、前記第２樹脂層よりも熱膨張係数が小さく、前記第３の工程において前記繊維状充填材を構成する繊維どうしの間に前記第２樹脂層が入り込ませることを特徴とする回路装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２の工程では、
外部に露出した前記繊維状充填材により、エッチングされた前記第１樹脂層の表面が被覆されることを特徴とする請求項５記載の回路装置の製造方法。
【請求項７】
フリップチップ実装された半導体素子を具備する回路装置が搭載される携帯機器であり、
前記回路装置は、
一主面に複数のパッドが形成されてフリップチップ実装された半導体素子と、
繊維状充填材が混入された第１樹脂層から成る絶縁基材と、
前記第１樹脂層から前記半導体素子側に突出して前記半導体素子の前記パッドと接続された接続部と、
前記半導体素子と前記第１樹脂層との間に充填された第２樹脂層とを具備し、
前記繊維状充填材は、前記第２樹脂層よりも熱膨張係数が小さく、前記繊維状充填材を構成する繊維どうしの間に前記第２樹脂層が入り込んでいることを特徴とする携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路装置及びその製造方法、携帯機器に関する。特に、本発明は、回路装置を構成する基板と他の部材との密着強度を向上させた回路装置およびその製造方法に関する。更に本発明は、この様な回路装置が搭載された携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路装置及びその製造方法の一実施例として、図１３及び図１４を用いて説明する回路装置１６１及びその製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１３は、特許文献１に開示された回路装置１６１の断面図である。図１４（Ａ）〜（Ｅ）は、回路装置１６１の製造方法を説明するための断面図である。
【０００４】
図１３に示す如く、回路装置１６１では、樹脂材製の絶縁基板１６２上面に配線層１６３が形成される。配線層１６３上面を含む絶縁基板１６２上面には樹脂材製の保護層１６４が形成される。保護層１６４の開口部を介して配線層１６３の一部が突出し、突出部１６５、１６６は導電性バンプとして用いられる。
【０００５】
絶縁基板１６２上にはベアチップ１６７が実装される。このとき、導電性バンプとしての突出部１６５、１６６の先端とベアチップ１６７のパッド１６８、１６９とが接するように、絶縁基板１６２上にベアチップ１６７が実装される。そして、絶縁基板１６２とベアチップ１６７との間隙には、封止樹脂１７０が充填される。
【０００６】
一方、絶縁基板１６２の下面側にはビア孔１７１、１７２が形成され、ビア孔１７１、１７２から配線層１６３の一部が露出する。回路装置１６１は、ビア孔１７１、１７２から露出する配線層１６３を介して外部の実装基板等に実装される。
【０００７】
次に、図１４の各図を参照して、上記した回路装置１６１の製造方法を説明する。
【０００８】
図１４（Ａ）に示す如く、型板となるテンプレート１７３を準備する。テンプレート１７３には、突出部１６５、１６６（図１３参照）が配置される領域に凹部１７４、１７５が形成される。次に、テンプレート１７３上に後に行う電気めっき法の陰極となるシード層１７６を形成する。その後、シード層１７６にレジスト膜１７７を形成し、配線層１６３（図１４（Ｂ）参照）が形成される領域が開口するように、レジスト膜１７７を選択的に除去する。
【０００９】
図１４（Ｂ）に示す如く、シード層１７６を陰極として用い、電気めっき法により配線層１６３を形成する。このとき、凹部１７４、１７５内にも均一な膜厚の配線層１６３が形成される。次に、レジスト膜１７７（図１４（Ａ）参照）を除去する。
【００１０】
図１４（Ｃ）に示す如く、例えば、電着法等を用い、配線層１６３上を含むテンプレート１７３上に絶縁基板１６２を形成する。絶縁基板１６２としては、可撓性が高く屈曲性に優れたポリイミド樹脂等を用いる。次に、炭酸ガスレーザ等により絶縁基板１６２に直径１００（μｍ）程度のビア孔１７１、１７２を形成する。
【００１１】
図１４（Ｄ）に示す如く、テンプレート１７３（図１４（Ｃ）参照）から絶縁基板１６２を剥離する。このとき、テンプレート１７３とシード層１７６（図１４（Ａ）参照）の界面から剥離されるため、その後、ウェットエッチングによりシード層１７６（図１４（Ａ）参照）を除去する。次に、配線層１６３が形成されている側の絶縁基板１６２上面にエポキシ樹脂等から成る保護層１６４を形成する。このとき、保護層１６４は、ワニス状のエポキシ樹脂をカーテンコート法等で絶縁基板１６２全面に渡り塗布し、キュアを行い、重合・硬化させることで形成される。その後、導電性バンプとしての突出部１６５、１６６の先端に形成された樹脂を過マンガン酸カリウム水溶液等でウェットエッチングし、突出部１６５、１６６の先端を保護層１６４から露出させる。
【００１２】
図１４（Ｅ）に示す如く、フリップチップボンダ等を用い、導電性バンプとしての突出部１６５、１６６上にベアチップ１６７を実装する。このとき、ベアチップ１６７を実装する際に荷重を加えた状態で、全体を加熱することで、絶縁基板１６２とベアチップ１６７との間に配置された封止樹脂１７０は流動し、封止樹脂１７０は絶縁基板１６２とベアチップ１６７との間隙を充填する。
【００１３】
更に、特許文献２を参照すると、プリント基板と絶縁層との剥離を防止するための技術が開示されている。具体的には、特許文献２の図1及びその説明箇所を参照して、プリント基板に含まれるガラスクロスを、部分的にプリント基板の上面に露出させている。そして、ガラスクロスが露出するプリント基板の上面に絶縁層を形成している。係る構成により、プリント基板と絶縁層との密着力が向上される、と記載されている。
【特許文献１】特開２００２−７６１８５号公報（第４−６頁、第１−２図）
【特許文献２】特開平９−６４５３８号公報（第１図およびその説明箇所）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献１に記載された技術では、図１３を参照して、絶縁性基板１６２と封止樹脂１７０との密着力が十分ではなく、使用状況下の温度変化によって両部材が接触面から剥離してしまう問題があった。具体的には、フリップチップ実装によりベアチップ１６７を実装した場合、樹脂が主材料である封止樹脂１７０および絶縁性基板１６２と、シリコン等の半導体から成るベアチップ１６７では、熱膨張係数が大きく異なる。従って、ヒートサイクルが回路基板装置１６１に作用すると、封止樹脂１７０および絶縁性基板１６２とベアチップ１６７との間に、大きな熱ストレスが発生する。このことにより、封止樹脂１７０と絶縁性基板１６２とが、両者の界面から剥離してしまう恐れがある。
【００１５】
また、上記特許文献２に記載された技術は、単なる基板の構造およびその製造方法が開示されている。従って、特許文献２では、半導体素子から発生する熱に起因した熱ストレスの問題は全く考慮されていないので、この文献に開示された技術をそのままフリップチップ実装の回路装置に適用されることは困難であった。
【００１６】
本発明は、上述した問題を鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、半導体素子がフリップチップ実装される基板を構成する樹脂材料と、他の樹脂材料との密着強度が向上された回路装置及びその製造方法、携帯機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の回路装置は、一主面に複数のパッドが形成されてフリップチップ実装された半導体素子と、充填材が混入された第１樹脂層から成る絶縁基材と、前記第１樹脂層から前記半導体素子側に突出して前記半導体素子の前記パッドと接続された接続部と、前記半導体素子と前記第１樹脂層との間に充填された第２樹脂層とを具備し、前記第１樹脂層から露出する前記充填材に前記第２樹脂層が接触することを特徴とする。
【００１８】
本発明の回路装置の製造方法は、充填材が混入された第１樹脂層から成り、第１主面と前記第１主面に対向する第２主面とを有し、実装予定の半導体素子のパッドに対応する箇所に導電材料が埋設された絶縁基材を用意する工程と、前記第１樹脂層と前記充填材とでエッチングレートが相違するエッチャントを使用して、前記絶縁基材を前記第１主面からエッチングし、前記導電材料を外部に突出させて突出部とすると共に、前記第１樹脂層から前記充填材を外部に露出させる工程と、前記半導体素子をフリップチップ接続して、前記半導体素子の前記パッドを前記突出部に電気的に接続すると共に、前記第１樹脂層と前記半導体素子との間に第２樹脂層を充填させて、前記第１樹脂層から露出する前記充填材に前記第２樹脂層を接触させる工程と、を具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明の携帯機器は、フリップチップ実装された半導体素子を具備する回路装置が搭載される携帯機器であり、前記回路装置は、一主面に複数のパッドが形成されてフリップチップ実装された半導体素子と、充填材が混入された第１樹脂層から成る絶縁基材と、前記第１樹脂層から前記半導体素子側に突出して前記半導体素子の前記パッドと接続された接続部と、前記半導体素子と前記第１樹脂層との間に充填された第２樹脂層とを具備し、前記第１樹脂層から露出する前記充填材に前記第２樹脂層が接触することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の回路装置によれば、半導体素子がフリップチップ実装される基板（第１樹脂層）の主面から充填材を露出させ、この充填材にアンダーフィル（第２樹脂層）を接触させている。従って、第１樹脂層から露出する充填材により、第１樹脂層と第２樹脂層との密着性が向上され、半導体素子が動作することにより大きな温度変化が発生しても、第１樹脂層と第２樹脂層との剥離が防止されている。
【００２１】
更に本発明によれば、上記した充填材としてガラスクロス等の繊維状充填材を採用することにより、第１樹脂層と第２樹脂層との密着力が更に向上され、両者の剥離の恐れを回避できる。
【００２２】
更にまた、本発明によれば、基板を構成する第１樹脂層に含まれる充填材の一部が、第２樹脂層に含まれるので、第２樹脂層の熱膨張係数を小さくすることが可能となり、温度変化時に作用する熱ストレスを小さくすることもできる。
【００２３】
更に、製法上に於いては、第１樹脂層の主面をエッチングすることにより、第１樹脂層に埋設された導電材料を外部に突出させると共に、第１樹脂層に含有される充填材を外部に露出させることができる。そして、第１樹脂層から外部に露出する充填材が、第１樹脂層と第２樹脂層との密着性の向上に寄与する。
【００２４】
更にまた、電極となる導電材料を外部に突出させる工程が、充填材を露出させる工程を兼ねている。従って、工程数の増加を抑止して、第１樹脂層と第２樹脂層との密着性を向上させることができる。更には、基板を構成する第１樹脂層を均等に除去するエッチングにより上記工程が行われるので、突出部が突出する高さや、充填材が露出する程度を正確に制御できる利点もある。
【００２５】
また、本発明の携帯機器によれば、上述した構成の回路装置が組み込まれるので、その動作を安定なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
以下に、図１〜図５を参照し、本実施の形態の回路装置及びその製造方法を説明する。ここで、図１は、本形態の回路装置１の構造を示す図であり、図２から図５は回路装置１の製造方法を示す図である。
【００２７】
先ず、図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して回路装置１の構造を説明する。
【００２８】
図１に示す如く、回路装置１は、内蔵される半導体素子２よりも外形寸法が若干大きいサイズの樹脂封止型のＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）である。回路装置１の外観は直方体形状または立方体形状である。尚、本実施の形態では、ＣＳＰ型の回路装置について説明するが、この場合に限定するものではない。例えば、回路装置の外形寸法が、実装される半導体素子と、実質、同じサイズとなるＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｅ）となる場合でも良い。
【００２９】
素子搭載用基板３は、主に、絶縁基材４と、絶縁基材４に形成された配線層５と、絶縁基材４の裏面を被覆する被覆層６とから成る。ここで、絶縁基材４は、エポキシ樹脂等の樹脂材料から成る樹脂層３６（第１樹脂層）と、この樹脂層３６に充填された繊維状充填材３５（充填材）とから成る。更に、樹脂層３６に充填される充填材としては、繊維状充填材３５のみでも良いし、フィラーと称される粒状の充填材でも良いし、繊維状充填材と粒状充填材の両方が樹脂層３６に充填されても良い。尚、被覆層６は、絶縁基材４の裏面側に配置される場合でも、配置されない場合でも良い。
【００３０】
絶縁基材４は、ガラスクロスに代表される繊維状充填材３５にエポキシ樹脂が含浸されたガラスエポキシ等であり、樹脂材料を主体とするインターポーザーである。絶縁基材４は、その表面側に半導体素子２が実装され、その裏面側に配線層５が形成される。そして、絶縁基材４は、製造工程に於いて半導体素子２を機械的に支持する機能も有する。ここで、絶縁基材４全体に対して繊維状充填材３５が含まれる割合は、１５ｗｔ％〜５０ｗｔ％である。
【００３１】
繊維状充填材３５としては、樹脂層３６を構成する樹脂材料よりも熱膨張係数が小さい材料が採用される。具体的には、繊維状充填材３５としては、熱膨張係数が小さいガラスから成り、太さ（直径）が２μｍ〜１０μｍ（代表的には５μｍ）のガラスクロスが採用できる。ここで、樹脂層３６の材料であるエポキシ樹脂の熱膨張係数は６２×１０−６／℃程度である。一方、繊維状充填材３５としてガラスクロスが採用された場合、ガラスクロスの材料であるガラスの熱膨張係数は、８×１０−６／℃程度である。この様に、熱膨張係数が小さい材料を繊維状充填材３５の材料として採用することにより、繊維状充填材３５と樹脂層３６とから成る絶縁基材４の熱膨張係数を小さくして、回路装置１に内蔵される半導体素子２の熱膨張係数（２×１０−６／℃）に近似させることができる。このことにより、回路装置１に温度変化が作用した際の、絶縁基材４と半導体素子２との間に発生する熱ストレスが低減され、両者の接続部の接続信頼性が向上される。
【００３２】
更に、繊維状充填材３５としては、半導体素子２から発生する熱を、絶縁基材４を経由して良好に外部に放出させるために、樹脂層３６よりも熱伝導率に優れる材料が採用される。ここで、繊維状充填材３５の一例であるガラスクロスの熱伝導率は０．５５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、樹脂層３６の一例であるエポキシ樹脂の熱伝導率は０．１９（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。
【００３３】
更にまた、繊維状充填材３５としては、樹脂層３６とはエッチング特性が異なる材料が好適である。即ち、絶縁基材４をエッチングする工程にて使用されるエッチャントに対して、エッチングレートが樹脂層３６よりも低い材料が繊維状充填材３５として好ましい。この様にすることで、絶縁基材４を上面からエッチングする工程に於いて、樹脂層３６を所定の厚みになるまで除去すると共に、繊維状充填材３５を残存させて樹脂層３６の上面から露出させることができる。例えば、ガラスクロスはエッチングレートが小さいので、この観点からも繊維状充填材３５の材料として好適である。
【００３４】
ここで、繊維状充填材３５として、樹脂層３６（例えばエポキシ樹脂）とは物性（熱膨張係数、熱伝導率、エッチングレート）が異なるアラミド樹脂から成る繊維を不織布の状態で採用することもできる。ここで、アラミド樹脂の熱膨張係数は０．１×１０−６／℃〜１０×１０−６／℃（代表的には０．３５×１０−６／℃）である。また、アラミド樹脂の熱伝導率は、０．１（Ｗ／ｍ・Ｋ）〜０．２（Ｗ／ｍ・Ｋ）（代表的には０．１５（Ｗ／ｍ・Ｋ））である。更に、繊維状のアラミド樹脂の太さ（直径）は２μｍ〜１０μｍ（代表的には５μｍ）である。
【００３５】
繊維状のアラミド樹脂を繊維状充填材３５として採用することにより、次のような効果を奏することができる。先ず、アラミド樹脂は特に熱膨張係数が小さいので、半導体素子と絶縁基材４との熱膨張係数のミスマッチングを効果的に低減することができる。更に、不織布の状態のアラミド樹脂を繊維状充填材３５として採用することにより、絶縁基材４を主面からエッチングする工程にて、アラミド樹脂から成る繊維状充填材３５が基材の上面に堆積するので、セルフアラインでエッチングが終了する。このことにより、エッチングされた後の絶縁基材４の上面の均一性（平坦性）が向上される。この事項の詳細は、製造工程として後述する。
【００３６】
本実施の形態では、絶縁基材４を構成する樹脂層３６の上面から、繊維状充填材３５を部分的に外部に露出させている。そして、露出する繊維状充填材３５は、後述するアンダーフィル２９に接触している。更には、半導体素子２を被覆する封止樹脂３０にも接触している。繊維状充填材３５が樹脂層３６から露出する状態を詳述すると、繊維状充填材３５を構成する多数本の繊維が、樹脂層３６の上面から上方に突出している。従って、絶縁基材４を上面から被覆するアンダーフィル２９は、露出する繊維状充填材３５に接触すると共に包み込むことになる。更に、露出する部分の繊維状充填材３５の表面は、後述するエッチングの工程にて粗化されても良いし、部分的に切断されても良い。この事項は、後述する。
【００３７】
配線層５は、例えば、電解メッキ法等により形成されたＣｕメッキ層を選択的にエッチングすることで形成される。配線層５の膜厚は、例えば、２０〜５０（μｍ）程度である。配線層５は、絶縁基材４の裏面側にパターン配置される。そして、配線層５は、絶縁基材４に形成された貫通孔７、８、９、１０を介して絶縁基材４の表面側に突出する。
【００３８】
配線層５の突出部１１、１２、１３、１４は、貫通孔７、８、９、１０から上方に突出し、接続部として用いられる。尚、配線層５の突出部１１、１２、１３、１４は、絶縁基材４（樹脂層３６）の表面から１０〜３０（μｍ）程度突出するが、その突出高さは、用途に応じて任意に設計変更が可能である。また、絶縁基材４の表面側には配線層５はパターン配置されず、突出部１１、１２、１３、１４のみが形成される。
【００３９】
被覆層６は、絶縁基材４の裏面側を被覆し、外部電極１５、１６が形成される箇所の被覆層６には開口部が形成される。被覆層６は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはポリエチレン等の熱可塑性樹脂から成り、被覆層６が、配線層５の上面を被覆する厚みは、例えば、２０〜１００（μｍ）程度である。尚、被覆層６は、ソルダーレジストや、ＰＳＲ（Ｐｈｏｔｏ  ｓｏｌｄｅｒ  ｒｅｓｉｓｔ）とも称される。
【００４０】
外部電極１５、１６は、半田等の導電性材料から成り、絶縁基材４の裏面側にグリッド状に設けられるＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）である。そして、外部電極１５、１６は、回路装置１に内蔵される半導体素子２と配線層５を介して電気的に接続される。尚、回路装置としては、ＳＩＰ（Ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）等でも可能であることから、外部電極１５、１６の位置は、絶縁基材４の周囲にリング状に配置されても良いし、ランダムに配置されても良い。
【００４１】
半導体素子２（回路素子）は、絶縁基材４上に配線層５の突出部１１、１２、１３、１４を介して接続される。具体的には、半導体素子２のパッド１７、１８、１９、２０上には、例えば、Ａｕから成るバンプ電極２１、２２、２３、２４が形成される。そして、半導体素子２のバンプ電極２１、２２、２３、２４は、例えば、フリップチップボンディング技術により、配線層５の突出部１１、１２、１３、１４上に、導電性材料２５、２６、２７、２８を介して実装される。導電性材料２５、２６、２７、２８としては、ロウ材または導電性ペースト等が用いられる。
【００４２】
尚、本実施の形態では、半導体素子２側にバンプ電極２１、２２、２３、２４が形成されている場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、半導体素子２のパッド１７、１８、１９、２０と配線層５の突出部１１、１２、１３、１４とが、導電性材料２５、２６、２７、２８を介して、直接電気的に接続する場合でも良い。また、突出部１１、１２、１３、１４が配置された絶縁基材４上に液状樹脂やシート状樹脂を配置し、半導体素子２を実装する際に加圧し、それらの樹脂を硬化させて接続する樹脂接合の場合でも良い。
【００４３】
ここでは、回路装置１に内蔵される回路素子として半導体素子２が採用されているが、他の回路素子が採用されても良い。具体的には、ＩＣ、ＬＳＩ、ディスクリート型のトランジスタ、ダイオード等の能動素子が回路素子として採用されても良い。更には、チップ抵抗、チップコンデンサ、センサ等の受動素子が回路素子として採用されても良い。更に、受動素子と能動素子とを複数個組み合わせて内部接続されたシステムが、回路装置１の内部に構築されても良い。この場合、絶縁基材４の表面側には、配線層５の突出部が更に配置され、図１（Ａ）に示す半導体素子２の隣にチップ抵抗等の受動素子が配置される。
【００４４】
尚、この素子搭載用基板３は、回路素子をただ載せたモジュール、基板全体を封止した回路装置に適用可能である。更にこの基板や回路装置に載せられる回路素子として半導体チップや受動素子が考えられる。しかもこれらの回路素子は、３次元的または平面的に設けられる。つまり３次元としては、複数の半導体チップがスタックされても良い。更には複数の半導体素子が平面配置されも良い。どちらにしても複数の回路素子が設けられてシステムが構成されるものである。
【００４５】
アンダーフィル２９（第２樹脂層）は、半導体素子２と絶縁基材４との間隙を充填するように配置される。アンダーフィル２９は、例えば、エポキシ樹脂から成り、半導体素子２と絶縁基材４との熱膨張係数の差により発生する熱応力に対し、バンプ接続部の補強材としても用いられる。そして、アンダーフィル２９として用いられるエポキシ樹脂内に混入されるフィラー含有量により、アンダーフィル２９の熱膨張係数、粘度が調整される。ここで、アンダーフィル２９に含有される充填材の量は、一般的に絶縁基材４よりも少ない。
【００４６】
封止樹脂３０は、トランスファーモールドにより形成される熱硬化性樹脂、または、インジェクションモールドにより形成される熱可塑性樹脂から成る。封止樹脂３０にも、熱抵抗を低減させるために、例えば粒子状のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等から成るフィラーが充填されている。また、封止樹脂３０は、半導体素子２及び絶縁基材４の上面が覆われるように形成される。
【００４７】
図１（Ｂ）に示す如く、絶縁基材４には、その表面側と裏面側とを貫通する貫通孔７が形成される。そして、配線層５は、絶縁基材４の裏面側にパターン配置され、貫通孔７の内側面を介して絶縁基材４の表面側へと貫通して突出する。詳細は、回路装置の製造方法の説明の際に後述するが、突出部１１は、絶縁基材４の表面側から絶縁基材４をエッチングすることで形成される。そして、配線層５において、バンプ電極として用いられる領域の厚みｈ２は、絶縁基材４内に埋設された構造となり、その厚みｈ２だけ素子搭載用基板３の厚みを薄くし、更には、回路装置１の厚みを薄くすることが出来る。
【００４８】
その一方で、絶縁基材４の表面側から突出する突出高さｈ２は、バンプ電極として使用する際の用途に応じて絶縁基材４のエッチング量を調整することで、任意に設定される。そして、突出高さｈ２を高くすることで、絶縁基材４と半導体素子２との離間距離を大きく出来、両者の熱膨張係数の差により発生する熱応力による導電性材料２５へのダメージを緩和し、接続信頼性を向上させることが出来る。また、突出高さｈ２を高くすることで、半導体素子２側のバンプ電極２１を省略し、あるいは、バンプ電極２１の高さを低くすることができる。
【００４９】
本実施の形態では、絶縁基材４に含まれる繊維状充填材３５の一部を外部に露出させて、露出する繊維状充填材３５にアンダーフィル２９を接触させている。具体的には、絶縁基材４は、ガラスクロス等から成る繊維状充填材３５にエポキシ樹脂等から成る樹脂層３６を含浸させたものである。本形態では、後述するエッチング処理により、樹脂層３６の上面から繊維状充填材３５を露出させている。このことにより、樹脂層３６の上面から突出する繊維状充填材３５に、アンダーフィル２９が接触する。従って、樹脂層３６の上面から露出する繊維状充填材３５により、樹脂層３６とアンダーフィル２９とが結合され、両者の密着強度が向上する。換言すると、樹脂層３６から上方に露出する繊維状充填材３５にアンダーフィル２９が含浸される。ここで、接触とは、アンダーフィル２９が繊維状充填材３５に単に接触することの他に、繊維状充填材３５を構成する繊維に樹脂層３５が回り込むことや、繊維状充填材３５を構成する繊維どうしの間にアンダーフィル２９が入り込むことや、繊維状充填材３５を構成する繊維がアンダーフィル２９に包み込まれることも含まれる。
【００５０】
更に、繊維状充填材３５を樹脂層３６から外部に突出させることにより、アンダーフィル２９の熱膨張係数を低減させることができる。具体的には、塗布時の流動性を確保するためにアンダーフィル２９には多量のフィラーが混入できないので、アンダーフィル２９の熱膨張係数は一般的に大きい。このことから、アンダーフィル２９と他の部材（半導体素子２や絶縁基材４）との熱膨張係数の差違に起因して、アンダーフィル２９と他の部材との境界面で剥離が発生する恐れがある。本実施の形態では、これを回避するために、絶縁基材４の上面から突出する繊維状充填材３５をアンダーフィル２９に含ませている。このことにより、上方に突出する繊維状充填材３５が、アンダーフィル２９に含まれる充填材として機能してする。結果的に、アンダーフィル２９の実質的な熱膨張係数が引き下げられる。アンダーフィル２９の熱膨張係数が低下することにより、アンダーフィル２９と半導体素子２との熱膨張係数の差が小さくなり。両者の接触部に作用する熱ストレスが低減される。
【００５１】
更には、上記構成により、熱伝導率に優れる繊維状充填材３５がアンダーフィル２９に含有されるので、アンダーフィル２９全体の実質的な熱伝導率が向上される。従って、半導体素子２が動作することにより発生する熱が、アンダーフィル２９を経由して良好に外部に放出される。
【００５２】
ここで、露出する繊維状充填材３５は、後述するエッチング処理により表面が粗化されたものでも良いし、一部分が断裂した状態でも良い。繊維状充填材３５がこの様な状態であることで、繊維状充填材３５とアンダーフィル２９との密着が良好なものとなる。
【００５３】
次に、図２から図５を参照し、図１に示す回路装置の製造方法を説明する。尚、図１（Ａ）に示す回路装置と同じ構成部材には、同じ符番を付す。
【００５４】
第１工程：図２参照
本工程では、絶縁基材４の両主面に導電箔（Ｃｕ箔）を形成すると共に、絶縁基材４を貫通する導電材料を形成する。
【００５５】
図２（Ａ）を参照して、絶縁基材４の表面側及び裏面側の全面に、例えば、メッキ法、蒸着法、スパッタ法または圧延法により、導電性部材としてのＣｕ箔３１、３２を貼着したものを用意する。導電性部材としては、Ａｌ、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｎｉ箔の場合でも良い。絶縁基材４としては、ガラスクロスまたは繊維状のアラミド樹脂から成る繊維状充填材３５に樹脂層３６（エポキシ樹脂等から成る）が含浸されたものである。そして、絶縁基材４は、製造工程に於いて半導体素子２（図１（Ａ）参照）を機械的に支持する機能も有する。
【００５６】
尚、絶縁基材４の表面側のＣｕ箔３１は、後工程での配線層を形成する工程において剥離されるため、絶縁基材４を支持するための支持部材としての役割を果たせば良く、この部材を省略することも可能である。
【００５７】
図２（Ｂ）を参照して、次に、絶縁基材４の裏面側から貫通孔７、８、９、１０を形成する。具体的には、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、貫通孔７、８、９、１０が形成される領域上のＣｕ箔３２に、例えば、塩化第２鉄または塩化第２銅のエッチング液を用いたウェットエッチングにより開口部を形成する。そして、残存したＣｕ箔３２をマスクとして用い、炭酸ガスレーザーにより絶縁基材４を除去し、貫通孔７、８、９、１０の底にＣｕ箔３１を露出させる。尚、炭酸ガスレーザーで絶縁基材４を蒸発させた後、貫通孔７、８、９、１０の底部に残査がある場合は、過マンガン酸ソーダまたは過硫酸アンモニウム等のエッチング液を用いたウェットエッチングにより、この残査を取り除く。
【００５８】
図２（Ｃ）を参照して、次に、貫通孔７、８、９、１０の内側に導電材料を形成する。具体的には、先ず、無電界メッキ法により、貫通孔７、８、９、１０の内壁に、厚みが１（μｍ）程度の無電界メッキ膜を形成する。このとき、Ｃｕ箔３１およびＣｕ箔３２の表面にも無電界メッキ膜が付着する。次に、Ｃｕ箔３１およびＣｕ箔３２を電極として用いて電解メッキ処理を行い、厚みが５（μｍ）〜１０（μｍ）程度の電解メッキ膜を形成する。この処理により、貫通孔７、８、９、１０の内壁を被覆する無電界メッキ膜の上面にも、電解メッキ膜が形成される。
【００５９】
ここで、貫通孔７、８、９、１０の内部に形成されたメッキ膜から成る導電材料は、半導体素子のパッドと接続される電極として用いられる。
【００６０】
ここで、上記した第１工程は変更することもできる。即ち、絶縁基材４の上面を被覆するＣｕ箔３１を省いて上記工程を行っても良い。更に、貫通孔７等の内部に形成される導電材料としては、Ｃｕ箔３２と同じ材料のメッキ膜の他にも、Ｃｕ箔３２とは材料が異なる導電材料（例えばアルミニウム等）でも良い。更に、Ｃｕ箔３１およびＣｕ箔３２の両方を省いて、図２（Ｃ）に示す状態の絶縁基材４を用意した後に、無電界メッキ処理および電解メッキ処理を行うことで、絶縁基材４の両主面および各貫通孔の内部に導電材料を形成しても良い。
【００６１】
第２工程：図３参照
本工程では、絶縁基材４を上面からエッチングして、貫通孔７、８、９、１０の内部に形成された導電材料を突出させると共に、絶縁基材４に含有される繊維状充填材３５を露出させる。
【００６２】
図３（Ａ）を参照して、先ず、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、配線層５として用いられるＣｕ箔３２（図２（Ｃ）参照）の上面にフォトレジスト（図示せず）をエッチングマスクとして形成する。そして、例えば、塩化第２鉄または塩化第２銅のエッチング液を用いたウェットエッチングにより、Ｃｕ箔３２（図２（Ｃ）参照）を選択的にエッチングし、配線層５を形成する。
【００６３】
次に、絶縁基材４の表面側に貼着されたＣｕ箔３１（図２（Ｃ）参照）を剥離する。この剥離工程は、塩化第２鉄または塩化第２銅を用いたケミカルエッチングで良く、Ｃｕ箔は全面的に除去される。そして、絶縁基材４の表面側からＣｕ箔３１を全面的に剥離することで、貫通孔７、８、９、１０に形成された配線層５の一部分が露出する。
【００６４】
更に、図３（Ａ）を参照して、次に、絶縁基材４をその表面側からエッチングし、貫通孔７等に充填された配線層５の一部を絶縁基材４の表面側に突出させる。更に、本工程により、絶縁基材４に含まれる繊維状充填材３５を上方に露出させる。
【００６５】
絶縁基材４をエッチングする方法として、ドライエッチングまたはウェットエッチングを用いることが出来る。ドライエッチングの場合には、例えば、酸素と窒素との混合雰囲気中で、プラズマ出力を５０〜１５０（Ｗ）、処理時間を３〜３０（ｍｉｎ）の条件により、絶縁基材４をエッチングする。また、ウェットエッチングの場合には、例えば、過マンガン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムを主成分とする水溶液をエッチング液として用い、処理温度を７０〜８５（℃）、処理時間を５〜３０（ｍｉｎ）の条件により、絶縁基材４をエッチングする。これらのエッチング工程により、絶縁基材４の表面側に、突出部１１、１２、１３、１４を形成する。ここで、各突出部１１等が突出する高さ（樹脂層３６の上面から突出部１１等の頂点までの距離）は、例えば、１０〜３０（μｍ）程度である。
【００６６】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）を部分的に拡大した平面図である。この図を参照して、上記工程により、貫通孔１０に埋め込まれた導電材料が上部に突出して突出部１４が形成されると共に、絶縁基材４に含まれる繊維状充填材３５の一部分がエッチングされずに上方に突出している。これは、エポキシ樹脂から成る樹脂層３６と、ガラスクロスから成る繊維状充填材３５とでは、上記したエッチャントに対するエッチングレートが異なるからである。即ち、樹脂層３６は上記したエッチング処理により直ちに腐食されるが、繊維状充填材３５は殆ど腐食されない。結果的に樹脂層３６のみがエッチングされて、繊維状充填材３５は残存する。
【００６７】
また、本工程により、ガラスクロス等である繊維状充填材３５の表面が若干腐食されて粗面となると、後の工程にて、繊維状充填材３５の表面とアンダーフィルとの密着強度が向上される。
【００６８】
更に、上記工程にて、露出する繊維状充填材３５の一部が断裂された状態でも良い。繊維状充填材３５がこの様な状態になることにより、繊維状充填材３５の密度が粗い状態になる。従って、後の工程にて、アンダーフィル２９と繊維状充填材３５との密着強度が向上されると共に、アンダーフィル２９の充填が容易になる利点がある。更に、この利点を大きくするために、ブラッシング等の機械的加工により、樹脂層３６から露出する繊維状充填材３５を粗化または断裂させる工程を追加しても良い。
【００６９】
図３（Ｃ）を参照して、外部に露出する繊維状充填材３５は、上記したエッチングを所定の厚みでストップさせるための層として機能する場合もある。具体的には、上記したエッチングを進行させることで、樹脂層３６が上層から徐々に腐食されて、繊維状充填材３５が外部に露出するようになる。そして、多量の繊維状充填材３５が外部に露出するようになると、作用する重力により繊維状充填材３５が樹脂層３６の上面に堆積して、エッチャントが樹脂層３６の上面に接触しがたくなり、エッチングがストップする。このことにより、特段の制御をせずとも、エッチングされる樹脂層３６の厚みを制御することが可能となる。更には、エッチングされた後の樹脂層３６の厚みを均一化することも可能となる。この様な効果は、繊維状充填材３５としてガラスクロスを採用した場合でも得られるが、繊維状充填材３５としてアラミド樹脂から成る繊維を不織布の状態で採用した場合に、特に効果が高い。
【００７０】
更に、図１（Ｂ）に示したように、配線層５の突出部１１、１２、１３、１４はバンプ電極として用いられるため、突出部１１、１２、１３、１４の突出高さは、用途に応じて、処理時間を変えることで任意の設計変更が可能である。つまり、本実施の形態では、製造装置（金型等を含む）を変更することなく、エッチング時間を変更することで、簡易に、突出部１１、１２、１３、１４の突出高さを変更できるので、製造方法の簡略化や製造コストの低減を実現できる。
【００７１】
第３工程：図４及び図５参照
本工程では、半導体素子２をフリップチップ実装し、半導体素子２と絶縁基材４との間にアンダーフィル２９を充填させる。更に、本工程では、半導体素子２が被覆されるように封止樹脂３０を形成する。
【００７２】
先ず、図４を参照して、半導体素子２をフリップチップ実装すると共に、半導体素子２の下方の間隙にアンダーフィル２９を充填させる。この工程では、液状のアンダーフィルを充填させる方法と、シート状の樹脂シートを使用する方法の２つの方法が考えられる。図４（Ａ）を参照して、液状のアンダーフィル２９を使用する方法を説明する。そして、図４（Ｂ）を参照して、シート状の樹脂シート３８を使用する方法を説明する。
【００７３】
図４（Ａ）を参照して、先ず、半導体素子２をバンプ電極として用いられる突出部１１、１２、１３、１４上に実装する。例えば、ロウ材等の導電性材料２５、２６、２７、２８をスクリーン印刷により、突出部１１、１２、１３、１４上に塗布する。そして、フリップチップボンディング技術により、半導体素子２のバンプ電極２１、２２、２３、２４が突出部１１、１２、１３、１４上に位置するようにマウントし、リフローすることで、絶縁基材４上に半導体素子２を実装する。
【００７４】
次に、半導体素子２と絶縁基材４との間隙にアンダーフィル２９を注入する。アンダーフィル２９として、例えば、エポキシ樹脂が採用される。そして、液状のアンダーフィル２９を、例えば、毛管法により半導体素子２の１辺もしくは２辺から注入した後、加熱し、硬化させる。尚、アンダーフィル２９内に混入されるフィラー含有量により、アンダーフィル２９の粘度が調整される。
【００７５】
本工程では、繊維状充填材３５が絶縁基材４の樹脂層３６の上面から上方に突出している。従って、半導体素子２と絶縁基材４との間隙に液状のアンダーフィル２９を充填させると、露出する繊維状充填材３５にアンダーフィル２９が結合する。従って、絶縁基材４とアンダーフィル２９とは、両者の界面だけではなく、樹脂層３６から露出する繊維状充填材３５を介して結合されるので、両者の密着強度は非常に強固になる。
【００７６】
図４（Ｂ）を参照して、この方法では、絶縁基材４と半導体素子２との間に、例えば半硬化された状態の樹脂シート３８を介在させて、半導体素子２を上方から絶縁基材４に押圧する。この様にすることで、絶縁基材４の突出部１１、１２、１３、１４が樹脂シート３８を貫通して、半導体素子２のパッド１７、１８、１９、２０の下面に圧接される。更に、樹脂シート３８を加熱硬化させる。この方法によっても、絶縁基材４の上面から外部に突出する繊維状充填材３５が、樹脂シート３８に食い込むので、アンダーフィルとなる樹脂シート３８と樹脂層３６との密着強度が向上される。
【００７７】
図５を参照して、次に、半導体素子２および絶縁基材４の上面が覆われるように封止樹脂３０を形成する。トランスファーモールドにより封止樹脂３０を形成する場合には熱硬化性樹脂が用いられ、インジェクションモールドにより封止樹脂３０を形成する場合には熱可塑性樹脂が用いられる。
【００７８】
次に、絶縁基材４の裏面側にパターン配置された配線層５を被覆するように被覆層６を形成する。被覆層６としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはポリエチレン等の熱可塑性樹脂が用いられる。そして、外部電極１５、１６が形成される配線層５上の被覆層６は開口され、その開口部を利用して、例えば、半田ボールから成る外部電極１５、１６を形成する。
【００７９】
上記工程が終了した後は、素子搭載用基板３および封止樹脂３０を所定の位置で切断して、個々の半導体装置を得る。また、半導体素子２がウェハの状態で用いられているときは、ウェハ、封止樹脂３０および素子搭載用基板３を、所定の箇所で一括して切断して、個々の回路装置に分離する。
【００８０】
＜第２の実施の形態＞
以下に、図６から図８を参照して、本実施の形態の回路装置およびその製造方法について説明する。ここで、図６は本実施の形態の回路装置４１の構成を説明する図であり、図７および図８は回路装置４１の製造方法を示す断面図である。本実施の形態の回路装置４１の構成は、第１の実施の形態で説明した回路装置１と類似している。従って、第１の実施の形態と名称が同一な部材に関しては、詳細な説明を割愛する場合がある。本実施の形態の回路装置４１の特徴的な点は、半導体素子４２のパッドと接続される接続部が、貫通孔４７等に埋め込まれた導電材料から成る点にある。
【００８１】
先ず、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照し、回路装置の構造を説明する。
【００８２】
素子搭載用基板４３は、主に、絶縁基材４４と、絶縁基材４４に形成された配線層４５と、絶縁基材４４裏面側を被覆する被覆層４６とから成る。尚、被覆層４６は、絶縁基材４４の裏面側に配置される場合でも、配置されない場合でも良い。
【００８３】
絶縁基材４４は、ガラス繊維等の繊維状充填材３５にエポキシ樹脂から成る樹脂層３６が含浸されたガラスエポキシ等であり、樹脂材料を主体とするインターポーザーである。絶縁基材４４は、その表面側に半導体素子４２が実装され、その裏面側に配線層４５が形成される。そして、絶縁基材４４は、製造工程に於いて半導体素子４２を機械的に支持する機能も有する。更に、絶縁基材４４の樹脂層３６の上面からは、絶縁基材４４に含まれる繊維状充填材３５が突出して、アンダーフィル６９と接触している。
【００８４】
配線層４５は、例えば、電解メッキ法等により形成されたＣｕメッキ層を選択的にエッチングすることで形成される。そして、配線層４５は、絶縁基材４４に形成された貫通孔４７、４８、４９、５０を介して絶縁基材４４の表面側に突出する。配線層４５の突出部５１、５２、５３、５４は、貫通孔４７、４８、４９、５０上方に突出し、バンプ電極として用いられる。尚、配線層４５の突出部５１、５２、５３、５４は、絶縁基材４４の表面から１０〜３０（μｍ）程度突出しているが、その突出高さは、用途に応じて任意に設計変更が可能である。また、絶縁基材４４の表面側には配線層４５はパターン配置されず、突出部５１、５２、５３、５４のみが形成される。
【００８５】
被覆層４６は、絶縁基材４４の裏面側を被覆し、外部電極５５、５６が形成される箇所の被覆層４６には、開口部が形成される。
【００８６】
外部電極５５、５６は、半田等の導電性材料から成り、絶縁基材４４の裏面側にグリッド状に設けられるＢＧＡである。
【００８７】
半導体素子４２は、絶縁基材４４上に配線層４５の突出部５１、５２、５３、５４を介して接続されている。具体的には、半導体素子４２のパッド５７、５８、５９、６０上には、例えば、Ａｕから成るバンプ電極６１、６２、６３、６４が形成される。そして、半導体素子４２のバンプ電極６１、６２、６３、６４は、例えば、フリップチップボンディング技術により、配線層４５の突出部５１、５２、５３、５４上に、導電性材料６５、６６、６７、６８を介して実装される。導電性材料６５、６６、６７、６８としては、ロウ材または導電性ペースト等が用いられる。
【００８８】
アンダーフィル６９は、半導体素子４２と絶縁基材４４との間隙を充填するように配置される。更に、アンダーフィル６９は、樹脂層３６の上面から露出する繊維状充填材３５に接触することで、絶縁基材４４に強固に密着している。
【００８９】
封止樹脂７０は、トランスファーモールドにより形成される熱硬化性樹脂、または、インジェクションモールドにより形成される熱可塑性樹脂から成る。また、封止樹脂７０は、半導体素子４２および絶縁基材４４の上面が覆われるように形成される。
【００９０】
図６（Ｂ）に示す如く、絶縁基材４４には、その表面側と裏面側とを貫通する貫通孔４７が形成される。そして、配線層４５は、絶縁基材４４の裏面側にパターン配置され、貫通孔４７を埋設して絶縁基材４４の表面側へと突出する。詳細は、回路装置の製造方法の説明の際に後述するが、突出部５１は、絶縁基材４４の表面側から絶縁基材４４をエッチングすることで形成される。
【００９１】
次に、図７および図８を参照し、上述した構成の回路装置４１の製造方法を説明する。尚、上述した回路装置と同じ構成部材には、同じ符番を付す。
【００９２】
第１工程：図７（Ａ）および図７（Ｂ）参照
本工程では、絶縁基材４を貫通する導電材料を突出部とすると共に、絶縁基材４４の裏面に配線層４５を設ける。
【００９３】
先ず、絶縁基材４４を準備し、絶縁基材４４の表面側及び裏面側の全面に、例えば、メッキ法、蒸着法、スパッタ法または圧延法により、導電性部材としてのＣｕ箔７１、７２を貼着する。絶縁基材４４は、製造工程に於いて半導体素子４２（図６（Ａ）参照）を機械的に支持する機能も有する。
【００９４】
更に、エッチングによりＣｕ箔７１を部分的に除去して開口部を形成し、この開口部に上方からレーザーを照射することで、貫通孔４７、４８、４９、５０を形成する。更に、貫通孔４７、４８、４９、５０の内壁に無電界メッキ処理により無電界メッキ膜を付着させた後に、フィリング電解メッキ法により、各貫通孔４７等の内部をメッキ膜により埋め込む。本工程では、フィリング電解メッキ法が行われるので、貫通孔４７、４８、４９、５０の内部は、メッキの材料により完全に埋め込まれる。
【００９５】
図７（Ｂ）を参照して、次に、上記したＣｕ箔７１およびＣｕ箔７２をエッチングして、配線層４５を形成すると共に、突出部５１、５２、５３、５４を形成する。
【００９６】
具体的には、絶縁基材４４の表面側ではＣｕ箔７１をエッチングして突出部５１、５２、５３、５４を形成する。ここで、Ｃｕ箔７１のエッチングは、Ｃｕ箔７１の上面に配置されたレジストＲ（図７（Ａ）参照）を使用して選択的に行われる。このことにより、絶縁基材４４の上面から上方に突出する突出部５１、５２、５３、５４が形成される。
【００９７】
一方、絶縁基材４４の裏面側ではＣｕ箔７２を選択的にエッチングして配線層４５を形成する。
【００９８】
第２工程：図７（Ｃ）参照
本工程では、絶縁基材４４を上面からエッチングして、突出部５１、５２、５３、５４を更に突出させると共に、絶縁基材４４に含有される繊維状充填材３５を露出させる。図７（Ｃ）では、エッチングされる前の絶縁基材４４の上面を点線にて示している。
【００９９】
具体的には、絶縁基材４４をその表面側からエッチングし、突出部５１、５２、５３、５４が、所望の突出高さとなるようにする。絶縁基材４４をエッチングする方法として、ドライエッチングまたはウェットエッチングを用いることが出来る。ドライエッチングの場合には、例えば、酸素と窒素との混合雰囲気中で、プラズマ出力を５０〜１５０（Ｗ）、処理時間を３〜３０（ｍｉｎ）の条件により、絶縁基材４４をエッチングする。また、ウェットエッチングの場合には、例えば、過マンガン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムを主成分とする水溶液をエッチング液として用い、処理温度を７０〜８５（℃）、処理時間を５〜３０（ｍｉｎ）の条件により、絶縁基材４４をエッチングする。これらのエッチング工程により、絶縁基材４４の表面側に、例えば、１０〜３０（μｍ）程度の突出部５１、５２、５３、５４を形成する。
【０１００】
更に本工程では、繊維状充填材３５を構成する材料のエッチングレートは、樹脂層３６のエッチングレートよりも小さい。従って、上記したエッチングにより、樹脂層３６は腐食されるが、繊維状充填材３５は容易に腐食されない。結果的に、腐食されない繊維状充填材３５は残存して、樹脂層３６の上面から上方に突出する。
【０１０１】
本実施の形態では、上述したように、第１工程にて突出部５１等を樹脂層３６の上面から突出した構成にし、更に、第２工程にて樹脂層３６をエッチングしている。このことにより、突出部５１等が樹脂層３６の上面から突出する高さを高くすることができる。
【０１０２】
第３工程：図８参照
本工程では、半導体素子４２をフリップチップ実装し、半導体素子４２を封止する封止樹脂７０を形成する。
【０１０３】
図８（Ａ）を参照して、先ず、半導体素子４２をバンプ電極として用いられる突出部５１、５２、５３、５４上に実装する。例えば、ロウ材等の導電性材料６５、６６、６７、６８をスクリーン印刷により、突出部５１、５２、５３、５４上に塗布する。そして、半導体素子４２のバンプ電極６１、６２、６３、６４が突出部５１、５２、５３、５４上に位置するようにマウントし、リフローすることで、絶縁基材４４上に半導体素子４２を実装する。
【０１０４】
次に、半導体素子４２と絶縁基材４４との間隙にアンダーフィル６９を注入する。アンダーフィル６９として、例えば、エポキシ樹脂を用い、液状のアンダーフィル６９を、例えば、毛管法により半導体素子４２の１辺もしくは２辺から注入した後、加熱し、硬化させる。尚、アンダーフィル６９内に混入されるフィラー含有量により、アンダーフィル６９の粘度が調整される。ここで、アンダーフィル６９の材料としては、第１の実施の形態にて述べたシート状の樹脂材料が適用されても良い。
【０１０５】
更に、本工程では、使用されるアンダーフィル６９は、樹脂層３６から露出する繊維状充填材３５に接触する。換言すると、露出する繊維状充填材３５にアンダーフィル６９が含浸される。従って、アンダーフィル６９と絶縁基材４４との密着強度が強固である。更に、繊維状充填材３５がアンダーフィル６９に含まれるので、アンダーフィル６９の放熱性が向上されると共に、アンダーフィル６９の熱膨張係数が小さくなる。
【０１０６】
図８（Ｂ）を参照して、次に、半導体素子４２および絶縁基材４４の上面が覆われるように封止樹脂７０を形成する。そして、トランスファーモールドにより封止樹脂７０を形成する場合には熱硬化性樹脂が用いられ、インジェクションモールドにより封止樹脂７０を形成する場合には熱可塑性樹脂が用いられる。
【０１０７】
更に、絶縁基材４４の裏面側にパターン配置された配線層４５を被覆するように被覆層４６を形成する。被覆層４６としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはポリエチレン等の熱可塑性樹脂が用いられる。そして、外部電極５５、５６が形成される配線層４５上の被覆層４６は開口され、その開口部を利用して、例えば、半田ボールから成る外部電極５５、５６を形成する。
【０１０８】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態では、図９から図１１を参照して、他の形態の回路装置の構成を説明する。本形態にて説明する回路装置の概略的構成は、上述した他の実施の形態と同様であるので、以下では、本形態の回路装置が相違する点を中心に説明を行う。
【０１０９】
図９（Ａ）に示す回路装置１Ａでは、絶縁基材４の上面から上方に突出する突出部１１が形成され、この突出部１１の上面が半導体素子２のパッド１７の下面に圧接（接続）されている。そして、絶縁基材４の樹脂層３６の上面から上方に繊維状充填材３５が露出しており、露出する部分の繊維状充填材３５は、半導体素子２の下方に充填されるアンダーフィル２９に埋め込まれる。
【０１１０】
図１に示した回路装置１の構成では、バンプ電極等を介して半導体素子２を接続したが、ここでは、バンプ電極を用いずに、突出部１１の上端を半導体素子２に接続している。このことにより、アンダーフィル２９が充填される部分（半導体素子２と絶縁基材４との間の空間）が狭くなる。従って、上述した第１の実施と比較すると、アンダーフィル２９に密に繊維状充填材３５が含まれる。
【０１１１】
以上のことにより、アンダーフィル２９に繊維状充填材３５が含まれる割合（充填率）を、樹脂層３６と同程度またはそれ以上にすることが可能となり、両者の熱膨張係数が同程度に成る。結果的に、アンダーフィル２９と絶縁基材４との境界面に作用する熱ストレスが低減されて、両者の剥離が防止される。
【０１１２】
更に、アンダーフィル２９に繊維状充填材３５が含まれる割合が増加するので、アンダーフィル２９全体の熱抵抗が低減されて、回路装置全体の放熱性が向上される。
【０１１３】
図９（Ｂ）を参照して、この図に示す回路装置１Ｂでは、樹脂層３６から上方に露出する繊維状充填材３５が樹脂層３６の上面に堆積した状態で、絶縁基材４と半導体素子２との間にアンダーフィル２９が充填されている。この構成により、樹脂層３６との境界部分に於いて、アンダーフィル２９に繊維状充填材３５が含まれる割合を、樹脂層３６よりも大きくすることができる。このことにより、繊維状充填材３５によりアンダーフィル２９と樹脂層３６とがより強固に密着され、両者の剥離が防止される。
【０１１４】
ここで、上記した構成は、図６に示した回路装置４１に適用させることができる。
【０１１５】
図１０を参照して、次に、更なる他の形態の回路装置１Ｃの構成を説明する。ここでは、樹脂層３６に、シリカ（ＳｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の粒子状充填材３７が混入されている。そして、樹脂層３６の上面から露出する粒子状充填材３７に、アンダーフィル２９が接触している。この様な構成によっても、樹脂層３６に含まれる充填材によって、樹脂層３６とアンダーフィル２９との密着性を向上することができる。
【０１１６】
なお、この図に示す粒子状充填材３７の構成は、図１、図６、図９に示す回路装置に適用可能である。
【０１１７】
図１１（Ａ）を参照して、次に、マルチチップモジュールについて説明する。この図は、マルチチップモジュールである回路装置８１を説明するための断面図である。
【０１１８】
図示の如く、回路装置８１は、絶縁基材８２上に、半導体素子８３、８４が実装され、マルチチップモジュールとして構成される。そして、半導体素子８３、８４は、絶縁基材８２上にベアチップの状態で実装されることで、高密度実装が実現され、回路装置８１の小型化が実現される。尚、ここでは、２つの半導体素子８３、８４のみが示されているが、更に多数の半導体素子（回路素子）が実装される場合でも良い。
【０１１９】
素子搭載用基板８５は、主に、絶縁基材８２と、絶縁基材８２に形成された配線層８６と、絶縁基材８２裏面側を被覆する被覆層８７とから成る。また、絶縁基材８２は、樹脂層３６に繊維状充填材３５が含まれて成り、繊維状充填材３５の一部分は樹脂層３６から上方に突出してアンダーフィル１１６に含まれている。
【０１２０】
配線層８６は、例えば、電解メッキ法等により形成されたＣｕメッキ層を選択的にエッチングすることで形成される。配線層８６は、絶縁基材８２の裏面側にパターン配置される。そして、配線層８６は、絶縁基材８２に形成された貫通孔８８、８９、９０、９１を介して絶縁基材８２の表面側に突出している。配線層８６の突出部９２、９３、９４、９５は、貫通孔８８、８９、９０、９１上方に突出し、バンプ電極として用いられる。
【０１２１】
被覆層８７は、絶縁基材８２の裏面側を被覆し、外部電極９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３が形成される箇所の被覆層８７には開口部が形成される。
【０１２２】
外部電極９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３は、絶縁基材８２の裏面側に形成され、グリッド状に設けられるＢＧＡである。
【０１２３】
半導体素子８３、８４（回路素子）は、導電性材料１０４、１０５、１０６、１０７を介して突出部９２、９３、９４、９５上に実装される。
【０１２４】
アンダーフィル１１６は、半導体素子８３、８４と絶縁基材８２との間隙を充填するように配置される。アンダーフィル１１６は、例えば、エポキシ樹脂から成る。
【０１２５】
封止樹脂１１７は、トランスファーモールドにより形成される熱硬化性樹脂、または、インジェクションモールドにより形成される熱可塑性樹脂から成る。
【０１２６】
上記した構成のマルチチップモジュールである回路装置８１に於いても、樹脂層３６から上方に突出する繊維状充填材３５にアンダーフィル１１６が接触することで、両者の密着強度が向上する等の効果が得られる。
【０１２７】
以下に、図１１（Ｂ）を参照し、多層配線構造の回路装置１２１について説明する。
【０１２８】
素子搭載用基板１２３は、主に、第１の絶縁基材１２４、第２の絶縁基材１２５、第３の絶縁基材１２６と、第１〜第３絶縁基材１２４、１２５、１２６に形成された３層の多層配線層１２７と、第３の絶縁基材１２６裏面側を被覆する被覆層１２８とから成る。尚、被覆層１２８は、第３の絶縁基材１２６の裏面側に配置される場合でも、配置されない場合でも良い。
【０１２９】
第１の絶縁基材１２４、第２の絶縁基材１２５および第３の絶縁基材１２６は、樹脂材料から成り、積層されている。そして、これらの絶縁基材１２４、１２５、１２６は、製造工程に於いて半導体素子１２２を機械的に支持する機能も有する。
【０１３０】
第１の絶縁基材１２４には、貫通孔１２９、１３０が形成される。貫通孔１２９、１３０内は、配線層１２７Ａ、１２７Ｂにより埋設されている。そして、配線層１２７Ａ、１２７Ｂは、例えば、フィリング電解メッキ法により形成されている。配線層１２７Ａ、１２７Ｂは、第１の絶縁基材１２４の表面側に突出し、その突出部１３１、１３２はバンプ電極として用いられる。尚、突出部１３１、１３２は、第１の絶縁基材１２４の表面から１０〜３０（μｍ）程度突出しているが、その突出高さは、用途に応じて任意に設計変更が可能である。
【０１３１】
第２の絶縁基材１２５には、その表面側に配線層１２７Ｃ、１２７Ｄ、１２７Ｅが形成され、その裏面側に配線層１２７Ｆ、Ｇ、Ｈが形成される。配線層１２７Ｃは、配線層１２７Ａと接続し、貫通孔１３３を介して第２の絶縁基材１２５の裏面側へと配線され、配線層１２７Ｆと接続する。同様に、配線層１２７Ｅは、配線層１２７Ｂと接続し、貫通孔１３４を介して第２の絶縁基材１２５の裏面側へと配線され、配線層１２７Ｈと接続する。そして、配線層１２７Ｃ、１２７Ｄ、１２７Ｅは、例えば、電解メッキ法等により形成されたＣｕメッキ層を選択的にエッチングすることで形成される。配線層１２７Ｆ、１２７Ｇ、１２７Ｈは、例えば、第２の絶縁基材１２５に貼着されたＣｕ箔をエッチングすることで形成される。
【０１３２】
第３の絶縁基材１２６には、配線層１２７Ｉ、１２７Ｊ、１２７Ｋが形成される。配線層１２７Ｉは、配線層１２７Ｆと接続し、貫通孔１３５を介して第３の絶縁基材１２６の裏面側へと配線される。同様に、配線層１２７Ｊは、配線層１２７Ｈと接続し、貫通孔１３６を介して第３の絶縁基材１２６の裏面側へと配線される。そして、配線層１２７Ｉ、１２７Ｊ、１２７Ｋは、例えば、電解メッキ法等により形成されたＣｕメッキ層を選択的にエッチングすることで形成される。配線層１２７Ｉ、１２７Ｊ、１２７Ｋは、第３の絶縁基材１２６の裏面側にパターン配置される。
【０１３３】
被覆層１２８は、第３の絶縁基材１２６の裏面側を被覆し、外部電極１３７、１３８が形成される箇所の被覆層１２８には開口部が形成される。被覆層１２８は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはポリエチレン等の熱可塑性樹脂から成る。
【０１３４】
外部電極１３７、１３８は、第３の絶縁基材１２６の裏面側に形成され、グリッド状に設けられるＢＧＡである。
【０１３５】
半導体素子１２２（回路素子）は、導電性材料１３９、１４０を介して突出部１３１、１３２上に実装される。
【０１３６】
尚、本実施の形態では、半導体素子１２２側にバンプ電極１４１、１４２が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、半導体素子１２２のパッド１４３、１４４と配線層１２７Ａ、１２７Ｂの突出部１３１、１３２とが、導電性材料１３９、１４０を介して、直接電気的に接続する場合でも良い。また、液状樹脂やシート状樹脂を用いた樹脂接合の場合でも良い。
【０１３７】
アンダーフィル１４５は、半導体素子１２２と第１の絶縁基材１２４との間隙を充填するように配置される。アンダーフィル１４５は、例えば、エポキシ樹脂から成る。
【０１３８】
封止樹脂１４６は、トランスファーモールドにより形成される熱硬化性樹脂、または、インジェクションモールドにより形成される熱可塑性樹脂から成る。
【０１３９】
ここで、上記した第１の絶縁基材１２４は、繊維状充填材３５が充填された樹脂層３６から成る。そして、樹脂層３６の上面からは繊維状充填材３５が上方に突出して、アンダーフィル１４５に含まれている。このことにより、上記したアンダーフィル１４５の剥離を防止できると共に、アンダーフィル１４５の熱伝導率を向上できる利点もある。
【０１４０】
更に、図では、最上層の第１の絶縁基材１２４のみに繊維状充填材３５が混入されているが、全ての絶縁基材に繊維状充填材３５を充填させても良い。
【０１４１】
＜第４の実施の形態＞
以下に、図１２を参照し、上述した回路装置が搭載された携帯機器、具体的には、携帯電話機について説明する。図１２（Ａ）は、本実施の形態の回路装置を搭載する携帯電話機を説明するための斜視図である。図１２（Ｂ）は、本実施の形態である携帯電話機の内部構造を説明するための断面図である。尚、本実施の形態である携帯電話機に搭載される回路装置は、各実施の形態の回路装置であり、適宜上記の説明を参照するものとする。
【０１４２】
図１２（Ａ）に示す如く、携帯電話機１５１は第１の筐体１５２と第２の筐体１５３を含む機器本体から成り、第１の筐体１５２と第２の筐体１５３とは、可動部１５４によって連結される。そして、第１の筐体１５２と第２の筐体１５３は、可動部１５４を軸として回転動作が可能である。
【０１４３】
表示部１５５は、第１の筐体１５２に設けられる。表示部１５５は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）から成り、表示部１５５には、文字や画像等の情報が表示される。
【０１４４】
スピーカー部１５６は、第１の筐体１５２の表示部１５５上方に設けられる。
【０１４５】
操作部１５７は、第２の筐体１５３に設けられる。操作部１５７は、電源投入するための電源キー、メールモードを起動させるメールキー、十字キー、数字・文字キー等から構成される。
【０１４６】
マイク部１５８は、第２の筐体１５３の操作部１５７下方に設けられる。
【０１４７】
図１２（Ｂ）に示す如く、第１の筐体１５２内側には、その背面側にプリント基板１５９が配置される。プリント基板１５９上には、表示部１５５、回路装置１６０等が実装される。回路装置１６０と表示部１５５等とは、プリント基板１５９上の配線層を介して電気的に接続する。そして、本実施の形態の回路装置１６０は、各回路を駆動するための電源回路、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）発生するＲＦ発生回路、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路、エンコーダ回路、液晶パネルの光源としてのバックライトの駆動回路等として用いられる。
【０１４８】
尚、本実施の形態では、携帯機器として携帯電話機を用いて説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、携帯機器としては、個人用携帯端末機（ＰＤＡ）、デジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）、音楽プレーヤ、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）等のような電子機器であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における回路装置を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における回路装置の製造方法を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における回路装置の製造方法を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における回路装置の製造方法を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における回路装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における回路装置を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における回路装置の製造方法を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における回路装置の製造方法を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における回路装置を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における回路装置を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における回路装置を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における携帯機器を説明するための（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図である。
【図１３】従来の実施の形態における回路基板装置を説明するための断面図である。
【図１４】従来の実施の形態における回路基板装置の製造方法を説明するための（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図、（Ｄ）断面図、（Ｅ）断面図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１  回路装置
２  半導体素子
３  素子搭載用基板
４  絶縁基材
５  配線層
６  被覆層
７、８、９、１０  貫通孔
１１、１２、１３、１４  突出部
１５、１６  外部電極
１７、１８、１９、２０  パッド
２１、２２、２３、２４  バンプ電極
２５、２６、２７、２８  導電性材料
２９  アンダーフィル
３０  封止樹脂
３１、３２  Ｃｕ箔
３３  無電解メッキ層
３４  Ｃｕメッキ層
３５  繊維状充填材
３６  樹脂層
３７  粒子状充填材
３８  樹脂シート
４１  回路装置
５１、５２、５３、５４  突出部
８１  回路装置
１２１  回路装置
１５１  携帯電話機
【図１】
0005439713.tif 000002
【図２】
0005439713.tif 000003
【図３】
0005439713.tif 000004
【図４】
0005439713.tif 000005
【図５】
0005439713.tif 000006
【図６】
0005439713.tif 000007
【図７】
0005439713.tif 000008
【図８】
0005439713.tif 000009
【図９】
0005439713.tif 000010
【図１０】
0005439713.tif 000011
【図１１】
0005439713.tif 000012
【図１２】
0005439713.tif 000013
【図１３】
0005439713.tif 000014
【図１４】
0005439713.tif 000015