(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体素子の外周部分での導体パターンの断線を抑制することを可能とする電子部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】複数の層間樹脂絶縁層５０と、該層間樹脂絶縁層上に形成されている導体パターン５８とを有し、第１面Ｆと該第１面Ｆとは反対側の第２面Ｓとを備える配線板２０と、第１面側最外層の層間樹脂絶縁層上の導体パターン上に形成されている半導体素子実装用の第１バンプ７６と、第２面側最外層の層間樹脂絶縁層上の導体パターン上に形成された外部基板接続用の第２バンプ７７と、第１バンプを介して配線板に実装される半導体素子９０Ａ，９０Ｂと、を備える電子部品１００であって、半導体素子及び配線板の周縁部は金属層９７により被覆されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の層間樹脂絶縁層と、該層間樹脂絶縁層上に形成されている導体パターンとを有し、第１面と該第１面とは反対側の第２面とを備える配線板と、前記第１面側最外層の層間樹脂絶縁層上の導体パターン上に形成されている半導体素子実装用の第１バンプと、第２面側最外層の層間樹脂絶縁層上の導体パターン上に形成された外部基板接続用の第２バンプと、前記第１バンプを介して前記配線板に実装される半導体素子と、
を備える電子部品であって、
前記半導体素子及び前記配線板の周縁部は、金属層により被覆されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
請求項１の電子部品であって：
前記半導体素子の上面は前記金属層に接している。
【請求項３】
請求項１の電子部品であって：
前記半導体素子の側面は封止樹脂で覆われている。
【請求項４】
請求項３の電子部品であって：
前記金属層は前記封止樹脂を被覆する。
【請求項５】
請求項１の電子部品であって：
前記金属層はめっき層を含んでいる。
【請求項６】
請求項３の電子部品であって：
前記金属層は、前記半導体素子上、前記封止樹脂及び前記配線板の周縁部上に設けられているスパッタ層と、該スパッタ膜上の電解めっき層とからなる。
【請求項７】
請求項６の電子部品であって：
前記電解めっき層は銅からなる。
【請求項８】
請求項１の電子部品であって：
前記配線板の厚みは１００μｍ以下である。
【請求項９】
複数の層間樹脂絶縁層と、該層間樹脂絶縁層上に形成されている導体パターンとを有し、第１面と該第１面とは反対側の第２面とを備える配線板と、前記第１面側最外層の層間樹脂絶縁層上の導体パターン上に形成されている半導体素子実装用の第１バンプと、第２面側最外層の層間樹脂絶縁層上の導体パターン上に形成された外部基板接続用の第２バンプと、前記第１バンプを介して前記配線板に実装される半導体素子と、
を備える電子部品の製造方法であって、
前記半導体素子及び前記配線板の周縁部を金属層により被覆することを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の層間樹脂絶縁層と該層間樹脂絶縁層上に形成されている導体パターンとを有する配線板と、該配線板上に実装されてなる半導体素子とを備える電子部品及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コアレスの配線板と、配線板の上面に実装される半導体素子とからなる電子部品が開示されている。通常、このような電子部品は、配線板と半導体素子との間に充填されるアンダーフィル樹脂と、半導体素子を封止する封止樹脂とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１８６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは鋭意試験を行った結果、上述したような電子部品は熱履歴を受けることによって内層の導体パターンが断線しやすくなることを見出した。以下、詳細について説明する。
図７は、上述の電子部品に生じる熱膨張、応力をシミュレーションした結果を示す説明図である。電子部品は、樹脂絶縁層５５０、６５０、７５０及び導体パターン５３４、５５８、６５８を備える配線板５３０と、該配線板５３０上に半田バンプ５７６を介して実装された半導体素子５９０とから成る。配線板５３０と半導体素子５９０との間、及び、半導体素子の側部にはアンダーフィル樹脂５９８が充填されている。半導体素子は封止樹脂５９４により封止されている。
【０００５】
図７（Ａ１）（Ａ２）は電子部品に約２６０℃の熱が加わっている状態を示し、図７（Ｂ１）（Ｂ２）は常温における電子部品を示している。
このような電子部品を構成する配線板に関しては、熱が加わった場合、半導体素子の直下の領域Ｒ１はバンプを介して半導体素子に拘束されるため、通常はほぼ水平方向に膨張する（図７（Ａ１）参照）。一方、半導体素子の直下以外の領域Ｒ２においては、半導体素子による拘束が相対的に弱く、且つアンダーフィル樹脂が膨張し、その際に発生する矢印Ｙ方向の応力によってうねりやすくなる。
【０００６】
これにより、半導体素子の側面を含む仮想平面Ｋの近傍に熱応力が発生しやすくなる。その結果、仮想平面Ｋの近傍（半導体素子の外周部分）に位置する導体パターン５５８が断線したり、剥離しやすくなる。
こうした加熱状態から電子部品を常温に戻した場合にも、アンダーフィル樹脂の収縮に伴い、仮想平面Ｋの近傍に熱応力が発生しやすくなり、同様の課題が発生すると考えられる（図７（Ｂ１）（Ｂ２）参照）。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、半導体素子の外周部分での導体パターンの断線を抑制することを可能とする電子部品及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の電子部品は、複数の層間樹脂絶縁層と、該層間樹脂絶縁層上に形成されている導体パターンとを有し、第１面と該第１面とは反対側の第２面とを備える配線板と、前記第１面側最外層の層間樹脂絶縁層上の導体パターン上に形成されている半導体素子実装用の第１バンプと、第２面側最外層の層間樹脂絶縁層上の導体パターン上に形成された外部基板接続用の第２バンプと、前記第１バンプを介して前記配線板に実装される半導体素子と、を備える電子部品であって、前記半導体素子及び前記配線板の周縁部は、金属層により被覆されていることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の電子部品では、配線板の周縁部（半導体素子の外周部分）が金属層により被覆されている。従来技術におけるアンダーフィル樹脂と比較して熱膨張係数の小さい金属層においては、熱履歴が生じた場合でも配線板、特には配線板の内部の導体パターンに与える影響を低減することが可能となる。このため、半導体素子の側面の直下の領域において、導体パターンに断線が生じ難いと考えられる。
また、半導体素子の上層に熱伝導率の高い金属からなる金属層が設けられているので、半導体素子で生じた熱の放熱性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本願発明の電子部品の製造工程図である。
【図２】本願発明の電子部品の製造工程図である。
【図３】本願発明の電子部品の製造工程図である。
【図４】本願発明の電子部品の製造工程図である。
【図５】本願発明の電子部品の製造工程図である。
【図６】本願発明の電子部品の断面図である。
【図７】電子部品に生じる熱膨張、応力をシミュレーションした結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図６は、実施形態に係る電子部品１００の断面図である。
電子部品１００は、導体パターンと樹脂絶縁層とが積層されてなる配線板２０と、配線板２０上に実装されてなる第１半導体素子（ロジックチップ）９０Ａ、第２半導体素子（メモリーチップ）９０Ｂとからなる。配線板２０は、第１面Ｆとその第１面とは反対側の第２面Ｓとを有し、第１樹脂絶縁層５０と、第１樹脂絶縁層５０上に形成されている第１導体パターン５８と、第１樹脂絶縁層５０及び第１導体パターン５８上に形成されている第２樹脂絶縁層１５０と、第２樹脂絶縁層１５０上に形成されている第２導体パターン１５８とを有している。第２樹脂絶縁層１５０上にソルダーレジスト層７０が形成されている。なお、電子部品１００の低背化を図る観点から、配線板２０の厚みは１００μｍ程度が好適である。
【００１２】
パッド６０Ｐと第１導体パターン５８とは第１樹脂絶縁層５０に形成された第１ビア導体６０を介して接続されている。第１導体パターン５８と第２導体パターン１５８とは第２樹脂絶縁層１５０に形成された第２ビア導体１６０を介して接続されている。第２導体パターン１５８上にソルダーレジスト層７０の開口７１を介して半田バンプ７６が形成されている。該半田バンプ７６により第１半導体素子９０Ａ、第２半導体素子９０Ｂのパッド９２が接続されている。第１ビア導体６０の底部のパッド６０Ｐに半田バンプ７７が形成されている。
第１半導体素子９０Ａの外周及び第２半導体素子９０Ｂの外周には封止樹脂９４が充填されている。この封止樹脂９４は、第１半導体素子９０Ａと配線板２０との間、及び第２半導体素子９０Ｂと配線板２０との間にも充填されている。第１半導体素子９０Ａの上面及び第２半導体素子９０Ｂの上面は封止樹脂９４により覆われておらず、封止樹脂９４から露出されている。そして、封止樹脂９４から露出された、第１半導体素子９０Ａの上面及び第２半導体素子９０Ｂの上面は、後述する金属層９７で被覆されている。
【００１３】
第１樹脂絶縁層５０、第２樹脂絶縁層１５０は、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、熱硬化性樹脂の一部に感光性基が付与された樹脂、熱可塑性樹脂、又は、これらの樹脂を含む樹脂複合体等からなる層である。封止樹脂９４は、最大径３０μｍ未満、平均粒子径５μｍのシリカ、アルミナ等の無機フィラーを含むエポキシ系樹脂からなる。封止樹脂９４は、エポキシ樹脂から成るため、無機フィラーの量を調整することで、熱膨張係数を調整させ易い。
【００１４】
半導体素子９０Ａ、９０Ｂの上面、封止樹脂９４上及び配線板２０の周縁部を覆うように金属層９７が設けられている。金属層９７は、半導体素子９０Ａ、９０Ｂの上面、封止樹脂９４上及び配線板２０の周縁部上に設けられているスパッタ層９６Ａと、スパッタ膜９６Ａ上の電解めっき層９６Ｂとから形成されている。スパッタ層９６Ａ及び電解めっき層９６Ｂは、銅から形成されている。
【００１５】
電子部品１００では、配線板２０の周縁部（半導体素子９０Ａ、９０Ｂの外周部分）が金属層９７により被覆されている。従来技術におけるアンダーフィル樹脂と比較して熱膨張係数の小さい金属層９７においては、熱履歴が生じた場合でも配線板２０、特には配線板２０の内部の導体パターンに与える影響を低減することが可能となる。すなわち、金属層９７の熱膨張（熱収縮）を起因として配線板２０の周縁部が変形することがなく、導体パターンの信頼性を確保することが可能となる。このため、半導体素子９０Ａ、９０Ｂの側面の直下の領域において、導体パターンに断線が生じ難いと考えられる。
さらに、半導体素子の上層に熱伝導率の高い金属からなる金属層９７が設けられているので、半導体素子で生じた熱の放熱性を高めることができる。
【００１６】
実施形態の電子部品の製造方法が図１〜図６に示される。
（１）まず、厚さ約１．１mmのガラス板３０が用意される（図１（Ａ））。
ガラス板は、実装するシリコン製ＩＣチップとの熱膨張係数差が小さくなるように、ＣＴＥが約３．３（ｐｐｍ）以下で、且つ、後述する剥離工程において使用する３０８ｎｍのレーザ光に対して透過率が９割以上であることが望ましい。
【００１７】
（２）ガラス板３０の上に、主として熱可塑性ポリイミド樹脂からなる剥離層３２が設けられる（図１（Ｂ））。
【００１８】
（３）剥離層３２の上に第１絶縁層５０が形成される（図１（Ｃ））。
【００１９】
（４）ＣＯ2ガスレーザにて、第１絶縁層５０を貫通し、剥離層３２に至る電極体用開口５１が設けられる（図１（Ｄ）参照）。
【００２０】
（５）スパッタリングにより、第１絶縁層５０上にＴｉＮ、Ｔｉ及びＣｕからなる導体層５２が形成される（図２（Ａ））。
【００２１】
（６）導体層５２上に、市販の感光性ドライフィルムが貼り付けられ、フォトマスクフィルムが載置され露光された後、炭酸ナトリウムで現像処理され、厚さ約１５μｍのめっきレジスト５４が設けられる（図２（Ｂ））。
【００２２】
（７）導体層５２を給電層として用い、電解めっきが施され電解めっき膜５６が形成される（図２（Ｃ））。
【００２３】
（８）めっきレジスト５４が剥離除去される。そして、剥離しためっきレジスト下の導体層５２が除去され、導体層５２及び電解めっき膜５６からなる第１導体パターン５８及び第１ビア導体６０が形成される（図２（Ｄ））。
【００２４】
（９）上記（３）〜（８）と同様にして、第１樹脂絶縁層５０及び第１導体パターン５８上に第２樹脂絶縁層１５０及び第２導体パターン１５８、第２ビア導体１６０が形成される（図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ））。
【００２５】
（１０）開口７１を備えるソルダーレジスト層７０が形成される（図３（Ｄ））。
【００２６】
（１１）ソルダーレジスト層７０の開口７１に半田バンプ７６が形成されることで、中間体１００αが製造される（図３（Ｅ））。この中間体１００αは、ガラス板３０と、ガラス板３０上に形成されている配線板２０とから形成されている。
【００２７】
（１２）中間体１００α上に半田バンプ７６を介して第１半導体素子９０Ａ、第２半導体素子９０Ｂが実装される（図４（Ａ））。このとき、ガラス板３０が第１半導体素子９０Ａ、第２半導体素子９０Ｂと熱膨張率が近いので、配線板２０に加わる応力が低減される。
【００２８】
（１３）第１半導体素子９０Ａ、第２半導体素子９０Ｂと配線板２０との間に封止樹脂９４が充填される（図４（Ｂ））。このとき、第１半導体素子９０Ａと第２半導体素子９０Ｂとを被覆するように封止樹脂９４を設けた後、第１半導体素子９０Ａの上面と第２半導体素子９０Ｂの上面とを露出させるように封止樹脂９４を研磨する。
【００２９】
（１４）半導体素子９０Ａ、９０Ｂの上面、封止樹脂９４上及び配線板２０の周縁部上に、スパッタによりＳｉＮ／Ｃｕ層９６Ａ、即ち、絶縁用セラミック膜（ＳｉＮ）と、電解めっき用シード膜（Ｃｕ）とが形成される（図４（Ｃ））。
【００３０】
（１５）ＳｉＮ／Ｃｕ層９６Ａの設けられた第１半導体素子９０Ａ、第２半導体素子９０Ｂ、配線板２０上に、Ｃｕ層を給電層として電解銅めっきを施す。これにより、スパッタ層９６Ａ上に電解銅めっき層９６Ｂが設けられる。すなわち、半導体素子９０Ａ、９０Ｂの上面、封止樹脂９４上及び配線板２０の周縁部を覆う金属層９７が設けられる（図５（Ａ））。
次いで、金属層９７上面にアルミニューム製ヒートシンクが取り付けられる（図示せず）。なお、更に強度が求められるときには、Ｎｉめっきにより金属層を形成してもよい。
【００３１】
（１６）３０８ｎｍのレーザ光がガラス板３０を透過させて剥離層３２に照射され、剥離層３２が軟化される。そして、配線板２０に対してガラス板３０がスライドされ、ガラス板３０が剥離される（図５（Ｂ））。
【００３２】
（１７）アッシングにより剥離層３２が除去され、ビア導体６０の底部により構成されるパッド６０Ｐが露出される（図５（Ｃ））。
【００３３】
（１８）パッド６０Ｐ上に半田バンプ７７が形成され、電子部品１００が完成される（図６）。
【００３４】
（１９）プリント配線板２００にリフローにより半田バンプ７７を介して電子部品１００が実装される（図示せず）。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
上述した実施形態では、電子部品に２個の半導体素子が搭載される例を挙げたが、本発明の構成は、１個の半導体素子が搭載される場合も、３個以上の半導体素子が搭載される場合にも、導体パターンの断線を防ぐ効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１００  電子部品
２０  配線板
５０  第１樹脂絶縁層
５８  第１導体パターン
６０  第１ビア導体
７７  半田バンプ
９０Ａ、９０Ｂ  半導体素子
９６Ａ  スパッタ膜
９６Ｂ  電解めっき層
９７  金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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