(57)【要約】【課題】生産性に優れ、製品の一段の薄型化・小型化・高機能化が可能な半導体パッケージの構造と半導体パッケージの製造方法を提供する。【解決手段】導体層が積層された接着性と熱可塑性を有する第１の樹脂層９を加熱し、第１の樹脂層９に半導体素子２の端子部に形成された突起状のバンプ３を埋設して、導体層とバンプ３を接合させ、導体層をパターニングして第１の回路導体１０ａを形成し、バンプ３と対応する第１の回路導体１０ａの所定位置に導電性を有する接合粒子１１を配置して、第１の回路導体１０ａと接合粒子１１を接合させ、別の導体層が積層された接着性と熱可塑性を有する第２の樹脂層１２を加熱し、第２の樹脂層１２に接合粒子１１を埋設して、第２の樹脂層１２の別の導体層と接合粒子１１を接合させ、第２の樹脂層１２の別の導体層をパターニングして第２の回路導体１０ｂを形成する構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、第１の樹脂層と、導電性を有する接合粒子と、第２の樹脂層とを備え、
前記半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、前記第１の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に導体層が積層され、前記第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に別の導体層が積層され、
加熱して軟化した前記第１の樹脂層に前記バンプが埋設されて前記導体層と接合され、前記導体層をパターニングして形成された第１の回路導体の所定の位置に前記接合粒子が配置、接合され、加熱して軟化した前記第２の樹脂層に前記接合粒子が埋設されて別の前記導体層と接合され、かつ、別の前記導体層をパターニングして第２の回路導体が形成され、前記バンプと前記第２の回路導体とが接続して多層化されていることを特徴とする半導体パッケージの構造。
【請求項２】
半導体素子と、第１の樹脂層と、導電性を有する接合粒子と、第２の樹脂層とを備え、
前記半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、前記第１の樹脂層は接着性と熱可塑性を有し、前記第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に導体層が積層され、
前記バンプの先端が完全に埋設されて前記先端を越える厚さまで前記第１の樹脂層が積層形成され、前記第１の樹脂層上の前記バンプと対応する位置に前記バンプの前記先端を露出させてビアが形成され、前記バンプと接合するように前記ビアに導電性樹脂が充填され、前記第１の樹脂層の表面に前記導電性樹脂により第１の回路導体が形成されて前記バンプと前記第１の回路導体とが接続され、前記第１の回路導体の所定の位置に前記接合粒子が配置、接合され、加熱して軟化した前記第２の樹脂層に前記接合粒子が埋設されて前記導体層と接合され、かつ、前記導体層をパターニングして第２の回路導体が形成され、前記バンプと前記第２の回路導体とが接続して多層化されていることを特徴とする半導体パッケージの構造。
【請求項３】
半導体素子と、第１の樹脂層と第２の樹脂層とを備え、
前記半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有し、
前記バンプの先端が完全に埋設されて前記先端を越える厚さまで前記第１の樹脂層が積層形成され、前記第１の樹脂層上の前記バンプと対応する位置に前記バンプの前記先端を露出させて第１のビアが形成され、前記バンプと接合するように前記第１のビアに導電性樹脂が充填され、前記第１の樹脂層の表面に前記導電性樹脂により第１の回路導体が形成されて前記バンプと前記第１の回路導体とが接続され、前記第１の樹脂層の上に所定の厚さで第２の樹脂層が形成され、前記第２の樹脂層の表面上の所定の位置に前記第１の回路導体に達する第２のビアが形成され、前記第１の回路導体と接続するように前記第２のビアに導電性樹脂が充填され、かつ、前記第２の樹脂層上に前記導電性樹脂により第２の回路導体が形成され、前記バンプと前記第２の回路導体とが接続して多層化されていることを特徴とする半導体パッケージの構造。
【請求項４】
半導体素子と、第１の樹脂層と、導電性を有する接合粒子と、第２の樹脂層とを備え、
前記半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、前記第１の樹脂層は接着性と熱可塑性を有し、前記第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に導体層が積層され、
前記バンプの先端が露出するか、または前記バンプの前記先端が突出するように埋設されて前記第１の樹脂層が積層形成され、前記第１の樹脂層の表面に導電性樹脂により第１の回路導体が形成されて前記第１の樹脂層の表面に露出した前記バンプと前記第１の回路導体とが接続され、前記第１の回路導体の所定の位置に前記接合粒子が配置、接合され、加熱して軟化した前記第２の樹脂層に前記接合粒子が埋設されて前記導体層と接合され、かつ、前記導体層をパターニングして第２の回路導体が形成され、前記バンプと前記第２の回路導体とが接続して多層化されていることを特徴とする半導体パッケージの構造。
【請求項５】
半導体素子と、第１の樹脂層と、導電性を有する接合粒子と、第２の樹脂層とを備え、
前記半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、前記第１の樹脂層は接着性と熱可塑性を有し、前記第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に導体層が積層され、
前記バンプの先端が露出するか、または前記バンプの前記先端が突出するように埋設されて前記第１の樹脂層が積層形成され、前記第１の樹脂層の表面に導電性樹脂により第１の回路導体が形成されて前記第１の樹脂層の表面に露出した前記バンプと前記第１の回路導体とが接続され、前記第１の樹脂層の上に所定の厚さで第２の樹脂層が形成され、前記第２の樹脂層の表面上の所定の位置に前記第１の回路導体に達するビアが形成され、前記第１の回路導体と接続するように前記ビアに導電性樹脂が充填され、かつ、前記第２の樹脂層上に前記導電性樹脂により第２の回路導体が形成され、前記バンプと前記第２の回路導体とが接続して多層化されていることを特徴とする半導体パッケージの構造。
【請求項６】
前記半導体素子全体を前記半導体素子よりも大きい面積を有する前記第１の樹脂層中へ埋設し、前記第２の樹脂層を前記第１の樹脂層と同じ大きさとしたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項７】
前記第１の回路導体の所定位置に導電性を有する前記接合粒子が配置されて、前記第１の回路導体と前記接合粒子が接合され、
前記導体層を積層した接着性と熱可塑性を有する前記第２の樹脂層が加熱され、前記第２の樹脂層に前記接合粒子が埋設されて、前記第２の樹脂層の前記導体層と前記接合粒子とが接合され、
前記第２の樹脂層の前記導体層をパターニングして前記第２の回路導体の形成を繰り返して多層化されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４のいずれか１項に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項８】
前記半導体素子の露出面を、前記第１の樹脂層と同じ大きさの第３の樹脂層によりさらに覆って埋設したことを特徴とする請求項６に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項９】
前記半導体素子を前記半導体素子より大きい前記第１の樹脂層に埋設し、前記半導体素子の露出面を前記第１の樹脂層と同じ大きさの前記第３の樹脂層により覆い、前記第３の樹脂層の前記半導体素子の回路形成面と反対側の面に第３の回路導体を形成し、前記第１の樹脂層、前記第２の樹脂層、前記第３の樹脂層を同じ位置で貫通するスルーホールにより前記半導体素子を挟んで回路導体同士を接続して多層化したことを特徴とする請求項８に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１０】
前記半導体素子は、個片またはダイシングしたウエハからなるチップ状であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１１】
接着性を有した樹脂製のベースフィルム上に少なくとも１個の前記半導体素子を設置したことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１２】
厚みが異なる複数の前記半導体素子を前記ベースフィルム上に設置したことを特徴とする請求項１１に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１３】
前記第２の樹脂層にコイル、抵抗器、コンデンサを含む個別電子部品を内蔵させたことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１４】
金属単体、合金を加工して形成、または樹脂粒子に金属単体、合金を含む薬剤を用いて樹脂メッキ処理して形成した前記接合粒子を用いることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項６から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１５】
前記接合粒子形成に使用する金属材料は、金、銀、銅、錫、パラジウム、ニッケル、白金、アルミニウムのいずれかの金属単体、またはいずれかの金属を主体として構成される合金であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１６】
前記第１の樹脂層、前記第２の樹脂層を形成する材料は、熱軟化性樹脂を印刷積層または塗布積層した材料、またはシート状態の樹脂部材を加熱加圧積層した材料を用いることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１７】
前記第３の樹脂層を形成する材料は、熱軟化性樹脂を印刷積層または塗布積層した材料、またはシート状態の樹脂部材を加熱加圧積層した材料を用いることを特徴とする請求項８に記載の半導体パッケージの構造。
【請求項１８】
半導体素子の端子部に突起状のバンプを形成した面側と、導体層が積層形成された第１の樹脂層の側とを対面させて配置設置する工程と、
前記第１の樹脂層を加熱軟化させて加圧し、前記第１の樹脂層に前記バンプを埋設させて、前記導体層と前記バンプを接合させる工程と、
前記第１の樹脂層の前記導体層をパターニングして第１の回路導体を形成する工程と、
前記第１の回路導体の所定位置に導電性を有する接合粒子を配置して、前記第１の回路導体と前記接合粒子を接合させる工程と、
前記接合粒子を設置した上側に、別の導体層が積層形成された第２の樹脂層の側とを対面させて配置設置する工程と、
前記第２の樹脂層を加熱軟化させて加圧し、前記第２の樹脂層に前記接合粒子を埋設させて、別の前記導体層と前記接合粒子を接合させる工程と、
前記第２の樹脂層の別の前記導体層をパターニングして第２の回路導体を形成する工程と
を備えたことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項１９】
半導体素子の端子部に突起状のバンプが形成された面上に、前記バンプの先端が完全に埋設されて、前記先端を越える厚さまで第１の樹脂層を形成する工程と、
前記第１の樹脂層の表面上の前記バンプと対応する所定の位置に穴あけ加工により前記バンプの前記先端が露出する第１のビアを形成する工程と、
前記第１のビアに導電性樹脂を充填して前記バンプと接合させる工程と、
前記第１の樹脂層の前記表面に前記導電性樹脂により第１の回路導体を形成して、前記バンプと前記第１の回路導体とを接続させる工程と、
前記第１の回路導体が形成された前記第１の樹脂層の上に所定の厚さで第２の樹脂層を形成する工程と、
前記第２の樹脂層の表面上の所定の位置に穴あけ加工により前記第１の回路導体に達する第２のビアを形成する工程と、
前記第２のビアに導電性樹脂を充填して前記第１の回路導体と接合させる工程と、
前記第２の樹脂層の前記表面に前記導電性樹脂により第２の回路導体を形成して、前記バンプと前記第２の回路導体とを接続させる工程と
を備えたことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項２０】
前記第１のビアに前記導電性樹脂を充填して前記バンプと接合させる工程と、前記第１の樹脂層の前記表面に前記導電性樹脂により前記第１の回路導体を形成して、前記バンプと前記第１の回路導体とを接続させる工程とを同時に実施することを特徴とする請求項１９に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項２１】
前記第２のビアに前記導電性樹脂を充填して前記第１の回路導体と接合させる工程と、前記第２の樹脂層の前記表面に前記導電性樹脂により前記第２の回路導体を形成して、前記バンプと前記第２の回路導体とを接続させる工程とを同時に実施することを特徴とする請求項１９に記載の半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージの構造と半導体パッケージの製造方法に関するもので、特に、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）と称するウエハの状態で複数個分の半導体チップの電極部の再配列およびパッケージを一括して行うウエハレベルの半導体パッケージの構造および半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、薄型化、高機能化の進展に伴い、実装に許される装置内の領域空間あるいはエリアは、ますます小さくなっており、これまでの二次元的な高密度実装技術では対応が困難になりつつある。そのため、配線密度の増大を目的として、配線の層数を増やしたり、配線回路の微細化を行ったりする方法が各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、多層化して高密度化実装を可能にする基板形成方法の一例を図９に示し、概略を説明する。図９は従来の多層基板の構造を示す断面図である。図９において、樹脂フィルム１０１に形成した導電ペーストの第１の回路パターン１０２上に金属等の導体製の接合粒子１０３を配置し、その上を覆うように熱軟化性の第１の樹脂層１０４を載せて加熱、押圧して、接合粒子１０３の一端表面が熱軟化性の樹脂層を突き抜け、露出させ、さらに、接合粒子１０３の一端が露出した熱軟化性の第１の樹脂層１０４の表面上に再度導電ペーストで第２の回路パターン１０６を形成するという一連の工程を繰り返すことにより、回路基板を多層化して構成するものである。
【０００４】
また、実装密度をさらに増大させるための新しい実装形態として、部品を基板に内蔵することにより、新たな実装エリアや空間を確保し三次元的な実装を可能にする部品内蔵基板が注目を浴びている。例を挙げると、回路基板に、樹脂製の絶縁基板部と、この樹脂製の絶縁基板部上に形成された配線パターン部とを設け、さらに、この配線パターン部に内蔵部品の電極パッドに対応してバンプを形成し、内蔵部品に回路基板を積層して熱圧着することにより、バンプと導体で形成した電極パッドとの間を電気接続するとともに、内蔵部品と回路基板との間を接着固定する構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、内蔵される部品には受動素子を集合化した電子部品のほかに、例えばＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置が用いられるが、半導体装置の高集積化、高機能化、小型化もますます進み、多層化した基板に内蔵される例も多くなってきている。半導体装置は、従来、ウエハから半導体素子をチップ状に切断分離したペレット単位に、ダイおよびワイヤボンディング、樹脂封止等を行って半導体装置を組み上げ、半導体素子の端子部とリードフレームの電気接続をワイヤボンディング法により行うのが一般的であったが、近年はチップの突起状の端子部であるバンプを用いたフリップチップ接続の採用が、ワイヤボンディング法に比べ高速信号処理の点で優れていることもあって多くなってきている。
【０００６】
フリップチップ接続には、最近は、パッケージングされていないチップをそのままプリント基板に搭載するベアチップ実装法や、ウエハレベルで、配線、外部端子部形成、樹脂封止、バンプ形成を行った後、各半導体装置に切断分離して、ＣＳＰを形成する製造方式が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
ここでは、ＣＳＰタイプのフリップチップ接続の一例を図１０に基づいて簡単に説明する。図１０はＣＳＰタイプの半導体装置の構造を示す断面図である。図１０において、ウエハからチップ毎に切断分離して得られた個別のＣＳＰタイプの半導体装置２００は、半導体チップ２１０の端子部形成側の面上に設けられた絶縁性接着剤層２９０に積層して、配設された絶縁層２２０上に配線（部）２４０を形成した構成を有している。絶縁層２２０上に形成された配線２４０と半導体チップ２１０の端子２１５とは、半導体チップ２１０の端子２１５上に設けられた絶縁性接着剤層２９０および絶縁層２２０を貫通するビア部２７０を介して電気的に接続されている。また、配線２４０の外部端子形成領域を開口して、配線２４０、ビア部２７０はソルダーレジスト２５０で覆われ、配線２４０の外部端子形成領域には、バンプ２６０が外部端子として二次元的に配列して形成されており、かつ、ビア部２７０は、ほぼ配線２４０に沿う一面にて、接合され１つのビア部となってＣＳＰタイプの半導体装置２００が構成されている。
【特許文献１】特許第３４１４６５３号明細書（第５頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−５３４１３号公報（第６頁−第８頁、第５図）
【特許文献３】特開２００２−２３１８５５号公報（第５頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の従来の電子部品の実装構造においては、樹脂フィルムに形成した導電回路パターン上に金属粒子を配置し、熱軟化性の樹脂層に埋め込み、露出した金属粒子と接合するようにさらに樹脂層表面上に導電回路パターンを形成する提案例は、確かに、導電性ペーストを印刷し、金属粒子を配設し、熱プレスするという比較的簡単な工程で多層基板を形成できるものであるが、正確な位置に金属粒子を配置する方法、および金属粒子と導電回路パターンとを確実に接続させる方法等量産時に必須の具体的な方法の開発は課題として残されている。さらに、この実装構造を半導体パッケージに応用する方法の開発も待たれていた。
【０００９】
一方、実装密度をさらに増大させるための新しい実装形態として示した、部品を基板に内蔵することにより、新たな実装エリアや空間を確保し三次元的な実装を可能にする部品内蔵基板の例では、樹脂製の絶縁基板部上に形成された配線パターン部に内蔵部品の電極パッドに対応してバンプを形成し、内蔵部品に回路基板を積層して熱圧着することにより、バンプと導体で形成した電極パッドとの間を電気接続するものであるが、熱圧着工程等の熱履歴により、電極パッド、バンプ等の端子部に熱歪みが生じ接続、接合に課題を残していた。
【００１０】
また、半導体装置のＣＳＰタイプのフリップチップ接続においても半導体装置のチップと回路基板とを個々に準備した後、互いに位置決めして接合する必要があり、個々の加工寸法や組み立て精度に限界があり、今後さらに向上が求められる高機能化や小型化や微細化に支障が生じるおそれがあるばかりでなく、配線部と端子部の接続にビア、バンプを利用するので、そのときの熱履歴の影響による接続、接合の信頼性に課題が残されていた。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、本発明の半導体パッケージの構造を利用して多層実装することで、電子部品の実装密度の向上を図るとともに、スルーホールを利用して電子部品のバンプやリード等の端子部と基板に備わる回路導体との接続、接合の信頼性が極めて高く、品質の向上を容易に実現でき、また、多層化に際しスルーホールやビアホールによる信頼性の高い層間接続や積層を利用でき、デバイスの構成や構造設計の自由度が高く、高機能な電子部品のユニット化が容易であり、生産性に優れ、さらに、製品の一段の薄型化・小型化・高機能化が可能な半導体装置パッケージの構造と半導体パッケージの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の半導体パッケージの構造は、半導体素子と、第１の樹脂層と、導電性を有する接合粒子と、第２の樹脂層とを備え、半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、第１の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に導体層が積層され、第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に別の導体層が積層され、加熱して軟化した第１の樹脂層にバンプが埋設されて導体層と接合され、導体層をパターニングして形成された第１の回路導体の所定の位置に接合粒子が配置、接合され、加熱して軟化した第２の樹脂層に接合粒子が埋設されて別の導体層と接合され、かつ、別の導体層をパターニングして第２の回路導体が形成され、バンプと第２の回路導体とが接続して多層化された構成を有している。また、半導体素子と、第１の樹脂層と、導電性を有する接合粒子と、第２の樹脂層とを備え、半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、第１の樹脂層は接着性と熱可塑性を有し、第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に導体層が積層され、バンプの先端が完全に埋設されて先端を越える厚さまで第１の樹脂層が積層形成され、第１の樹脂層上のバンプと対応する位置にバンプの先端を露出させてビアが形成され、バンプと接合するようにビアに導電性樹脂が充填され、第１の樹脂層の表面に導電性樹脂により第１の回路導体が形成されてバンプと第１の回路導体とが接続され、第１の回路導体の所定の位置に接合粒子が配置、接合され、加熱して軟化した第２の樹脂層に接合粒子が埋設されて導体層と接合され、かつ、導体層をパターニングして第２の回路導体が形成され、バンプと第２の回路導体とが接続して多層化された構成を有することもできる。また、半導体素子と、第１の樹脂層と、導電性を有する接合粒子と、第２の樹脂層とを備え、半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、第１の樹脂層は接着性と熱可塑性を有し、第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に導体層が積層され、バンプの先端が露出するか、またはバンプの先端が突出するように埋設されて第１の樹脂層が積層形成され、第１の樹脂層の表面に導電性樹脂により第１の回路導体が形成されて第１の樹脂層の表面に露出したバンプと第１の回路導体とが接続され、第１の回路導体の所定の位置に接合粒子が配置、接合され、加熱して軟化した第２の樹脂層に接合粒子が埋設されて導体層と接合され、かつ、導体層をパターニングして第２の回路導体が形成され、バンプと第２の回路導体とが接続して多層化された構成を有してもよい。さらに、第１の回路導体の所定位置に導電性を有する接合粒子が配置されて、第１の回路導体と接合粒子が接合され、導体層を積層した接着性と熱可塑性を有する第２の樹脂層が加熱され、第２の樹脂層に接合粒子が埋設されて、第２の樹脂層の導体層と接合粒子とが接合され、第２の樹脂層の導体層をパターニングして第２の回路導体の形成を繰り返して多層化された構成に加えて、半導体素子全体を半導体素子よりも大きい面積を有する第１の樹脂層中へ埋設し、第２の樹脂層を第１の樹脂層と同じ大きさとした構成を有してもよい。
【００１３】
これらの構成により、半導体素子上に、導体金属を積層した熱軟化性で接着性を有する複数の樹脂層により、積み上げ式に電子回路を形成しているので、層間接続に接合粒子を用いて接続し、多層化を図り高密度化して高精細と高機能化を同時に実施できる。また、半導体素子が樹脂層や回路導体と一体化され、半導体素子の回路形成面の保護と、機械的強度を確保することができるため、半導体装置のパッケージ構造としての信頼性と生産性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の半導体パッケージの構造は、半導体素子と、第１の樹脂層と第２の樹脂層とを備え、半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、第１の樹脂層と第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有し、バンプの先端が完全に埋設されて先端を越える厚さまで第１の樹脂層が積層形成され、第１の樹脂層上のバンプと対応する位置にバンプの先端を露出させて第１のビアが形成され、バンプと接合するように第１のビアに導電性樹脂が充填され、第１の樹脂層の表面に導電性樹脂により第１の回路導体が形成されてバンプと第１の回路導体とが接続され、第１の樹脂層の上に所定の厚さで第２の樹脂層が形成され、第２の樹脂層の表面上の所定の位置に第１の回路導体に達する第２のビアが形成され、第１の回路導体と接続するように第２のビアに導電性樹脂が充填され、かつ、第２の樹脂層上に導電性樹脂により第２の回路導体が形成され、バンプと第２の回路導体とが接続して多層化された構成を有している。また、半導体素子と、第１の樹脂層と、導電性を有する接合粒子と、第２の樹脂層とを備え、半導体素子は端子部に形成された突起状のバンプを有し、第１の樹脂層は接着性と熱可塑性を有し、第２の樹脂層は接着性と熱可塑性を有して一方の面に導体層が積層され、バンプの先端が露出するか、またはバンプの先端が突出するように埋設されて第１の樹脂層が積層形成され、第１の樹脂層の表面に導電性樹脂により第１の回路導体が形成されて第１の樹脂層の表面に露出したバンプと第１の回路導体とが接続され、第１の樹脂層の上に所定の厚さで第２の樹脂層が形成され、第２の樹脂層の表面上の所定の位置に第１の回路導体に達するビアが形成され、第１の回路導体と接続するようにビアに導電性樹脂が充填され、かつ、第２の樹脂層上に導電性樹脂により第２の回路導体が形成され、バンプと第２の回路導体とが接続して多層化された構成を有することもできる。
【００１５】
これらの構成により、回路導体の形成は、導電性樹脂を用いる以外に、バンプの端部を露出させた後、乾式メッキ法や、湿式メッキ法で金属膜により樹脂表面全体を覆った後、エッチングして形成する等種々の方法を利用可能であり、生産工程形成の選択肢が多く、最適な方法を選択して用いることができる。また、用いる樹脂層の材料は、選択範囲を広く求めることができ、性能や機能に適したコスト低減にも有利となる材料選択をすることが可能となる。さらに、バンプ上の樹脂に設ける凹部の形成範囲を小さくして、隣り合う凹部との間に隔壁が形成されることにより、微細回路における回路導体間の短絡防止が有利に行え、生産性と品質向上を図ることが容易となる。
【００１６】
また、本発明の半導体パッケージの構造は、半導体素子が、個片またはダイシングしたウエハからなるチップ状である構成、また、接着性を有した樹脂製のベースフィルム上に少なくとも１個の半導体素子を設置した構成、さらに、厚みが異なる複数の半導体素子をベースフィルム上に設置した構成を有することもできる。
【００１７】
これらの構成により、半導体素子が樹脂や回路導体と一体化され、半導体素子の回路形成面の保護と、機械的強度を確保することができるため、半導体装置のパッケージとしての信頼性と生産性の向上を図ることができる。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の半導体パッケージの製造方法は、半導体素子の端子部に突起状のバンプを形成した面側と、導体層が積層形成された第１の樹脂層の側とを対面させて配置設置する工程と、第１の樹脂層を加熱軟化させて加圧し、第１の樹脂層にバンプを埋設させて、導体層とバンプを接合させる工程と、第１の樹脂層の導体層をパターニングして第１の回路導体を形成する工程と、第１の回路導体の所定位置に導電性を有する接合粒子を配置して、第１の回路導体と接合粒子を接合させる工程と、接合粒子を設置した上側に、別の導体層が積層形成された第２の樹脂層の側を対面させて配置設置する工程と、第２の樹脂層を加熱軟化させて加圧し、第２の樹脂層に接合粒子を埋設させて、別の導体層と接合粒子を接合させる工程と、第２の樹脂層の別の導体層をパターニングして第２の回路導体を形成する工程とを備えている。また、半導体素子の端子部に突起状のバンプが形成された面上に、バンプの先端が完全に埋設されて、先端を越える厚さまで第１の樹脂層を形成する工程と、第１の樹脂層の表面上のバンプと対応する所定の位置に穴あけ加工によりバンプの先端が露出する第１のビアを形成する工程と、第１のビアに導電性樹脂を充填してバンプと接合させる工程と、第１の樹脂層の表面に導電性樹脂により第１の回路導体を形成して、バンプと第１の回路導体とを接続させる工程と、第１の回路導体が形成された第１の樹脂層の上に所定の厚さで第２の樹脂層を形成する工程と、第２の樹脂層の表面上の所定の位置に穴あけ加工により第１の回路導体に達する第２のビアを形成する工程と、第２のビアに導電性樹脂を充填して第１の回路導体と接合させる工程と、第２の樹脂層の表面に導電性樹脂により第２の回路導体を形成して、バンプと第２の回路導体とを接続させる工程とを備えてもよい。さらに、第１のビアに導電性樹脂を充填してバンプと接合させる工程と、第１の樹脂層の表面に導電性樹脂により第１の回路導体を形成して、バンプと第１の回路導体とを接続させる工程とを同時に実施するか、第２のビアに導電性樹脂を充填して第１の回路導体と接合させる工程と、第２の樹脂層の表面に導電性樹脂により第２の回路導体を形成して、バンプと第２の回路導体とを接続させる工程とを同時に実施してもよい。
【００１９】
これらの方法により、半導体素子が樹脂層や回路導体と一体化され、半導体素子の回路形成面の保護と、機械的強度を確保することができ、樹脂基板の樹脂が接着性を有することや、半導体素子全体を樹脂中に埋設することにより、半導体素子が樹脂基板や回路導体と一体化され、半導体素子の回路形成面の保護と、機械強度を確保することができるため、製造される半導体装置の信頼性が向上するのみならず、生産性の向上を図ることができる。回路導体の形成は、導電性樹脂を用いる以外に、バンプ端部を露出させた後、乾式メッキ法や、湿式メッキ法で金属膜により樹脂表面全体を覆った後、エッチングして形成する等種々の方法から最適な方法を選択できる。この回路導体材料だけでなく、樹脂材料についても形成方法に合わせて最適な材料を選択できるなど、製造工程における選択肢が多く、性能や機能に適し、コスト低減にも有利となる最適な材料、工程を選択することが可能となり、生産性向上、品質向上やコストダウン等を図ることが容易にできることとなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の半導体パッケージの構造は、半導体素子上に半導体素子と接続する回路導体を形成し、さらに回路導体は樹脂を介して積層して形成することにより、多層回路とすることもできる。
【００２１】
また半導体素子は、複数個の半導体素子をベースフィルム上に固定して一体化して用いることにより、小型精細、高機能な半導体パッケージの形成が可能となる。さらに半導体素子は、樹脂と接合されて一体化されることにより強度が増し、取り扱い時の破損が軽減され、容易に品質や生産性の向上を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
以下、図１、図２、図３を参照して、本発明の実施の形態１における半導体パッケージの構造およびその製造方法について説明する。図１は本発明の実施の形態１における半導体パッケージの構造を示す断面図、図２は本発明の実施の形態１における半導体パッケージのほかの構造を示す断面図、図３は本発明の実施の形態１における半導体パッケージを製造するための工程の一例を示す流れ図である。
【００２４】
図１において、半導体パッケージ４１は、半導体素子（以下、半導体装置とも言う）２の回路形成面に突起状のバンプ３が形成されており、接着性と熱軟化性を有する第１の樹脂層９と導体層となる電気導体金属（図示せず、以下、導体金属とも言う）により形成された第１の電気導体金属付樹脂層（以下、導体金属付樹脂層とも言う）１３の第１の樹脂層９中にバンプ３が埋設されるとともに、導体金属のパターニングにより形成された第１の回路導体１０ａとバンプ３とが電気的導通を確保できるように接合されている。エッチング法やレーザー等を利用した加工法により導体層となる導体金属の不要部分を除去して、第１の回路導体１０ａのパターニングを行っている。
【００２５】
第１の回路導体１０ａには、所定の位置に接合粒子１１が載置装着されている。接合粒子１１は、金、銀、銅、錫、パラジウム、ニッケル、白金およびアルミニウムのいずれかの金属単体、これらのいずれかの金属を主体として構成される合金、または樹脂の粒子にこれらの金属、合金で樹脂メッキされて形成されている。
【００２６】
そして、接合粒子１１は、第１の樹脂層９の表面上に形成された第１の回路導体１０ａと、第２の樹脂層１２と別の導体層である導体金属（図示せず）から形成された第２の導体金属付樹脂層１８の導体金属のパターニングにより形成された第２の回路導体１０ｂとが、第２の樹脂層１２を挟んで上下に電気的に接続する機能を有している。第２の樹脂層１２は、第１の樹脂層９と同材質であることが望ましいが、特性が近似的であれば、異材質であっても検討の上、使用することが可能である。
【００２７】
装着された接合粒子１１は、第２の樹脂層１２によって埋設されるとともに、第２の樹脂層１２上に形成されている第２の回路導体１０ｂと接続され、半導体素子２とも電気的に接続されて半導体パッケージ４１が構成される。第１の樹脂層９と第１の回路導体１０ａ、第２の樹脂層１２と第２の回路導体１０ｂ、および接合粒子１１を用い、繰り返し積層形成することにより、層数の多い多層回路を形成することが可能となる。また第２の樹脂層１２の表面に形成されている第２の回路導体１０ｂには、別に電子部品５３を装着することも可能である。
【００２８】
なお、上述のように説明した本発明の実施の形態１における半導体パッケージの構造は図１に示す構造に限定されるものではない。図２に示すようなほかの半導体パッケージの構造も可能である。
【００２９】
例えば、図２（ａ）に示す半導体パッケージ４３のように、半導体素子２のチップサイズより大きい第１の樹脂層９ａを準備し、半導体素子２のバンプ３形成面とは反対面を露出させて半導体素子２のチップ全体を第１の樹脂層９ａ中に埋設する構成や、図２（ｂ）に示す半導体パッケージ４４のように、半導体素子２のチップ全体を埋設後、半導体素子２の露出面を第１の樹脂層９ａと同じ大きさの第３の樹脂層１５により覆い埋設する構成も可能である。なお、第３の樹脂層１５は、第１の樹脂層９と同材質であることが望ましいが、特性が似た材質であれば検討の上で使用することが可能である。いずれの構成にするかは、半導体パッケージの構造の用途目的に応じて任意に選択して用いることができる。
【００３０】
また、図２（ｃ）に示す半導体パッケージ４５のように、必要に応じて抵抗（レジスタ）、コンデンサ（キャパシタ）等の個別電子部品を内蔵させた構成とすることもできる。例えば抵抗１６を内蔵させるときは、第１の回路導体１０ａの形成後に、第１の回路導体１０ａ間に抵抗材料を印刷塗布する方法等により、内蔵された抵抗１６を形成することができる。このような印刷による印刷抵抗に加えて、フィルム状の抵抗やチップ抵抗で接合材を用いて接合する方法等による形成も可能である。内蔵コンデンサ１７については、第１の樹脂層９ａ上の第１の回路導体１０ａと第２の樹脂層１２上の第２の回路導体１０ｂとをそれぞれが所定の面積を有して形成し、第２の樹脂層１２を挟んで互いに対面させることにより形成することができる。コンデンサの容量は、対面させるそれぞれの回路導体の面積と、第２の樹脂層１２の誘電率により決まるため、あらかじめ設計検討が必要である。内蔵コンデンサの場合も、フィルム状やチップコンデンサに接合材を用いて接合する方法等による形成が当然可能である。なお、図２（ｃ）には抵抗とコンデンサを内蔵させた構成の例を示しているが、コイル（インダクタ）を内蔵させることも可能である。
【００３１】
さらに、図２（ｄ）に示す半導体パッケージ４６のように、半導体素子２のチップ全体をチップサイズより大きい第１の樹脂層９ａに埋設後、半導体素子２の露出面を第１の樹脂層９ａと同じ大きさの第３の樹脂層１５により覆い、第３の樹脂層１５の半導体素子２の回路形成面と反対側の面に第３の回路導体１０ｃを形成し、第１の樹脂層９ａ、第２の樹脂層１２、第３の樹脂層１５を同じ位置で貫通するスルーホール１９により半導体素子２を挟んで回路導体同士を接続して多層化した半導体パッケージの構造を構成することもできる。なお、図２（ｄ）には個別の電子部品を内蔵する例を示したが、電子部品を内蔵しない構成も可能である。
【００３２】
続いて、本発明の実施の形態１における半導体パッケージを製造するための方法について図３に例示した工程の流れ図を参照してその手順を説明する。図３において、それぞれの工程における電子部品、樹脂層、スルーホール、導電性樹脂等で構成される段階的な部品実装構造を断面図で右側に示している。
【００３３】
まず、半導体素子２が有する突起状のバンプ３を形成した面側と、第１の導体金属付樹脂層１３の第１の樹脂層９側とを対面させて設置する（ステップＳ１）。第１の導体金属付樹脂層１３は熱軟化性で接着性を有する第１の樹脂層９に、導体層となる導体金属１４を貼り付けて構成され、導体金属１４は、一般に銅箔が多用されるが電気的導通が可能であれば特に限定されるものではない。また、半導体素子２の回路面に形成された突起状のバンプ３は、高さが同一であることが望ましいが、バンプ３の形成後、平板で加圧して高さを揃える方法や、次のステップＳ２の工程において、導体金属１４との接合時の加圧力でバンプ３を変形させて高さを揃えて用いることも可能である。第１の樹脂層９に用いる材料には、熱硬化性樹脂におけるエポキシ系樹脂のように、加熱により軟化した後、半硬化状態を経て完全硬化する樹脂を用いることもできる。
【００３４】
次に、第１の導体金属付樹脂層１３を加熱加圧機（図示せず）により、所定の温度で加熱することにより、第１の樹脂層９を軟化させる。第１の樹脂層９が軟化すると、半導体素子２のバンプ３が第１の樹脂層９に埋設され、かつ、バンプ３と導体金属１４とが接して電気的導通が確保できるまで矢印方向に加圧する（ステップＳ２）。加圧は、周知の方法を用いて行うことができる。また第１の樹脂層９の軟化温度や加圧力は、第１の樹脂層９に使用する材料の材質により異なるため、あらかじめ実験等により確認してから実施することが望ましい。計測器を用いてバンプ３と導体金属１４との導通を確認することにより、電気的導通が確保した後、矢印方向に加圧した状態で冷却して第１の樹脂層９を硬化させる。
【００３５】
続いて、第１の樹脂層９の硬化が完了すると、導体金属１４をエッチング法やレーザー等を利用した加工法により導体金属１４の不要部を除去してパターニングし、半導体素子２上の第１の樹脂層９の表面に半導体素子２と接続された第１の回路導体１０ａを形成する（ステップＳ３）。なお、第１の回路導体１０ａの形成は、バンプ３を第１の樹脂層９に埋設させる前に、あらかじめ第１の導体金属付樹脂層１３のみの状態でパターニングを行った後に、半導体素子２と接合する方法も考えられるが、精細な第１の回路導体１０ａを用いる場合など、バンプ３と接合する部分の面積が小さく、加圧時に位置がずれて接続不良を生じるおそれがあるため、接合に必要な条件の十分な検討を行った上で工程を実施する必要がある。また、第１の回路導体１０ａの形成後、図２（ｃ）に示した半導体パッケージ４５のように、抵抗１６を第１の回路導体１０ａ間に形成して内蔵させる場合、ステップＳ３で抵抗１６の形成を行う。抵抗１６の形成は、印刷による印刷抵抗や、フィルム状の抵抗やチップ抵抗で接合材を用いて接合する方法等が考えられる。図示していないが、コイル（インダクタ）を内蔵する場合もその形成をステップＳ３で実施できる。
【００３６】
次に、第１の回路導体１０ａの表面上の所定位置に接合粒子１１を設置し、接合する（ステップＳ４）。接合方法は、超音波溶着、溶接、はんだ付け、導電性樹脂塗布等を用いるなど、周知の方法により行うことができる。接合粒子１１は、金、銀、銅、錫、アルミニウム、Ｎｉ、パラジウム等のうちのいずれかの金属単体、これらの金属のいずれかを主体として構成される合金、または樹脂の粒子にこれらの金属、合金を含む薬剤を用いて表面に樹脂メッキ処理したものを用いる。接合粒子１１の形状は、一般的に球体や半球体や柱状体で用いることが多いが、これらの形状に特定されるものではなく、任意の形状に形成して用いることができる。
【００３７】
ステップＳ４で第１の回路導体１０ａの表面上の所定位置に接合粒子１１の設置・接合を終えると、接合粒子１１を設置した上側から第２の導体金属付樹脂層１８を配置する（ステップＳ５）。このとき、接合粒子１１を設置した面側と第２の導体金属付樹脂層１８の第２の樹脂層１２側とを対面させて配置する。
【００３８】
この後、第２の導体金属付樹脂層１８を加熱加圧機（図示せず）を用いて、所定の温度で加熱して軟化させた後、矢示方向に加圧することにより、接合粒子１１が軟化した第２の樹脂層１２に埋設され、加圧がさらに進んで接合粒子１１と別の導体層となる導体金属１４とが接して接合されるとともに、形成済みの第１の導体金属付樹脂層１３の第１の樹脂層９上の第１の回路導体１０ａと第２の導体金属付樹脂層１８の第２の樹脂層１２上の導体金属１４とに接合一体化され、かつ電気的導通を確保できるようにする（ステップＳ６）。
【００３９】
第２の導体金属付樹脂層１８を構成する第２の樹脂層１２は、第１の樹脂層９と同材質であることが望ましいが、異材質でも特性が極めて近いものであれば検討の上、使用することができる。ただ、第２の樹脂層１２は接着性を有しており、８０〜２００℃の範囲の軟化温度の低温硬化タイプおよび線膨張係数が同等か、または極めて近い特性を有した材質であることが望ましい。
【００４０】
ステップＳ６で、加圧により軟化させた第２の樹脂層１２に接合粒子１１を埋設し、別の導体層である導体金属１４と接合して電気的導通を確保した後、この状態で冷却することにより第２の樹脂層１２を硬化させ、第２の導体金属付樹脂層１８の上の導体金属１４をエッチング法やレーザー等を利用した加工法により導体金属１４の不要部分を除去してパターニングし、第２の回路導体１０ｂを形成する（ステップＳ７）ことで多層回路を有する半導体パッケージ４１の製造工程が完了する。
【００４１】
また、第２の回路導体１０ｂの形成後、図２（ｃ）に示した半導体パッケージ４５のように、コンデンサ（キャパシタ）１７を形成して内蔵させる場合、第１の樹脂層９上の第１の回路導体１０ａと第２の樹脂層１２上の第２の回路導体１０ｂとをそれぞれが所定の面積を有して形成し、第２の樹脂層１２を挟んで互いに対面させることにより、内蔵コンデンサ１７を形成する。コンデンサの容量は、対面させるそれぞれの回路導体の面積と、第２の樹脂層１２の誘電率により決まる。内蔵コンデンサの場合も、フィルム状やチップコンデンサを接合材を用いて接合する方法等により形成することができる。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態１における半導体パッケージの製造工程においては、ステップＳ５以降、第２の樹脂層１２に導体金属１４を積層した第２の導体金属付樹脂層１８を用いて多層化の工程を説明したが、本発明の実施の形態１における半導体パッケージの製造工程はこれに限定されるものではない。例えば、第２の導体金属付樹脂層１８に代えて、導体金属が積層形成されていない第２の樹脂層１２のみを用い、接合粒子１１が第２の樹脂層１２上側の表面に露出するように埋設した後、ペースト状の導電性樹脂を用いて印刷等により塗布して、第２の回路導体１０ｂを第２の樹脂層１２の表面上に形成し、接合粒子１１と第２の回路導体１０ｂとを接合させる方法も考えられる。第２の回路導体１０ｂを形成する方法は、上述の印刷等による塗布形成のほか、転写等を利用して形成することもできる。
【００４３】
なお上記工程の説明においては、回路形成を半導体素子２の回路形成面側について行っているが、図２（ｄ）に示す半導体パッケージ４６のように、半導体素子２の回路形成面の第２の回路導体１０ｂと反対側の面にも同様にして第３の樹脂層１５と第３の回路導体１０ｃを形成し、半導体素子２を挟んで第２の回路導体１０ｂと第３の回路導体１０ｃとをスルーホール１９により接続して多層化した半導体パッケージ４６を構成することができる。この場合、第３の樹脂層１５は、第１の樹脂層９ａ、第２の樹脂層１２と同じ材質の樹脂材料を使用することが望ましい。第３の樹脂層１５に形成する第３の回路導体１０ｃは導体金属を積層した第３の導体金属付樹脂層（図示せず）を利用してもよいし、導電性樹脂を印刷や転写等により形成してもよい。第１の樹脂層９ａ、第２の樹脂層１２、第３の樹脂層を同じ位置で貫通するスルーホール１９に導電性樹脂を充填して回路導体間を接続させ、電気的導通を図ることができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明の実施の形態１における半導体パッケージの構造は、半導体素子のチップサイズと同じ大きさで加工ができるパッケージ構造であるのみならず、スルーホールを利用して多層化し、高密度化して高精細化と高機能化を同時に実施することも容易であるので、利用する装置の小型化、高集積化に適している。また、多層化する際の、バンプおよび接合粒子を埋め込む第１の樹脂層、第２の樹脂層にある程度の厚さを確保できるので、熱履歴を受けるときの熱膨張等に起因する歪みの影響を抑制でき、回路導体との接合への欠陥が減少して信頼性の高い半導体装置のパッケージ構造を実現できる。
【００４５】
（実施の形態２）
続いて、図４、図５、図６を参照して、本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構造およびその製造方法について説明する。図４は本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構造を示す断面図、図５は本発明の実施の形態２における半導体パッケージのほかの構造を示す断面図、図６は本発明の実施の形態２における半導体パッケージを製造するための工程の一例を示す流れ図である。図４〜図６において、図１〜図３と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００４６】
上述した本発明の実施の形態１における半導体パッケージの構造では、第１の樹脂層に導体金属を積層した導体金属付樹脂層を用い、半導体素子の端子部に形成したバンプを樹脂層に埋設させ、第１の樹脂層上の導体金属に配置した導電性を有する接合粒子を第２の樹脂層に埋設させ、第２の樹脂層上に形成した回路導体と接合粒子を接合させることにより多層化構造を構成しているのに対し、本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構造は、導体金属を積層していない第１の樹脂層のみを用い、第１の樹脂層および第２の樹脂層にスルーホールまたはビアを形成して半導体素子の端子部に備わるバンプと電気的に接合させて多層化構造を構成するところが異なっている。
【００４７】
図４において、半導体パッケージ４２は、半導体素子２の回路形成面にバンプ３が形成されており、接着性と熱軟化性を有する第１の樹脂層９中にバンプ３が埋設されている。第１の樹脂層９は、ペースト上の材料の印刷等による塗布法やシート状の材料を用いる方法を利用して形成することができる。そして、第１の樹脂層９の形成に用いる樹脂材料は、本発明の実施の形態１の半導体パッケージの構造において導体金属を積層した樹脂層形成材料に比べ、選択範囲を広く求めることができ、性能や機能に適したコスト低減にも有利となりやすい材料選択をすることが可能である。第２の樹脂層９のバンプ３の上部は、エッチング加工、レーザー加工、または機械的加工等により樹脂層を部分的に除去してバンプ３の一部分を露出させるビアとなる凹部２２が形成されている。
【００４８】
ビアとなる凹部２２には、導電性樹脂２０が充填されるとともに第１の樹脂層９表面に同じ導電性樹脂２０を用いた第１の回路導体２１ａが形成されている。そして、バンプ３上の樹脂に設けるビアとなる凹部２２の形成範囲を小さくして、隣り合う凹部２２との間に隔壁が形成されることにより、微細回路における回路導体間の短絡防止が有利に行え、生産性と品質向上を図ることが容易である。さらに、第１の樹脂層９の上には、第２の樹脂層１２が形成され、第１の回路導体２１ａの位置に対応させて、第２の樹脂層１２にエッチング加工、レーザー加工、または機械的加工等により、スルーホールまたはビアの役目を有する空洞部２３が形成されている。第２の樹脂層１２は、第１の樹脂層９と同材質が望ましいが、特性が近似的であれば、異材質であっても検討の上、使用することが可能である。
【００４９】
そして、ビアに相当する空洞部２３には、導電性樹脂２０を充填するとともに、第２の樹脂層１２の半導体素子２とは反対側の表面に同じ導電性樹脂２０を用いた第２の回路導体２１ｂが形成されて、半導体素子２のバンプ３とも接続されて多層構造の半導体パッケージ４２が構成される。第１の樹脂層９と第１の回路導体２１ａや、第２の樹脂層１２と第２の回路導体２１ｂと、各樹脂層に形成したビアに相当する凹部２２や空洞部２３に充填した導電性樹脂２０とを用い、繰り返し積層形成することにより、層数の多い多層回路を形成することが可能となる。また第２の樹脂層１２の表面に形成されている第２の回路導体１０ｂに、別に電子部品（図示せず）を装着することも可能である。
【００５０】
なお、上述のように説明した本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構造は図４に示す構造に限定されるものではない。図５に示すようなほかの半導体パッケージの構造も可能である。
【００５１】
例えば、図５（ａ）に示す半導体パッケージ４７のように、第１の回路導体２１ａと第２の回路導体２１ｂの電気的接続に第２の樹脂層１２にビアとなる空洞部２３を形成して、導電性樹脂２０を充填する代わりに、実施の形態１の半導体パッケージの構造で説明した接合粒子を用いる方法も可能である。
【００５２】
図５（ａ）において、第１の樹脂層９上に導電性樹脂２０により第１の回路導体２１ａを形成後、第１の回路導体２１ａの所定の位置に接合粒子１１を設置し、その上に第２の樹脂層１２を配置し、加熱加圧等の周知の方法を用いて第２の樹脂層１２中に接合粒子１１を埋設させ、第２の樹脂層１２の表面に接合粒子１１の一部を露出させた上で、第２の樹脂層１２の表面に導電性樹脂２０を用いて第２の回路導体２１ｂを形成して、接合粒子１１と第２の回路導体２１ｂとが電気的に導通するように接合させて、多層構造の半導体パッケージ４７を構成したものである。
【００５３】
また、図５（ｂ）に示す半導体パッケージ４８のように、半導体素子２のチップ全体をチップサイズより大きい第１の樹脂層９ａに埋設後、半導体素子２の露出面を第１の樹脂層９ａと同じ大きさの第３の樹脂層１５により覆い、第３の樹脂層１５の半導体素子２の回路形成面と反対側の面に第３の回路導体２１ｃを形成し、第１の樹脂層９ａ、第２の樹脂層１２、第３の樹脂層１５を同じ位置で貫通するスルーホール１９により半導体素子２を挟んで回路導体同士を接続して多層化した半導体パッケージの構造を構成することもできる。なお、第３の樹脂層１５は、第１の樹脂層９ａと同材質であることが望ましいが、特性が似た材質であれば検討の上で使用することが可能である。いずれの構成にするかは、半導体パッケージの構造の用途目的に応じて任意に選択して用いることができる。なお、図５（ｂ）に示した構成において、図５（ａ）と同様に第２の樹脂層１２に形成したビアとなる空洞部２３に導電性樹脂２０を充填する代わりに導電性の接合粒子を埋設した構成とすることも当然可能である。
【００５４】
また、図５（ｂ）には個別の電子部品を内蔵する例を示しているが、電子部品を内蔵しない構成も可能である。個別の電子部品を内蔵させる方法は、実施の形態１における半導体パッケージの構造で説明したのと同じ方法を利用できる。例えば、抵抗１６を内蔵させるときは、第１の回路導体２１ａの形成後に、第１の回路導体２１ａ間に抵抗材料を印刷塗布する方法等により、内蔵された抵抗１６を形成することができる。このような印刷による印刷抵抗に加えて、フィルム状の抵抗やチップ抵抗を接合材を用いて接合する方法等による形成も可能である。内蔵コンデンサ１７については、第１の樹脂層９ａ上の第１の回路導体２１ａと第２の樹脂層１２上の第２の回路導体２１ｂとをそれぞれが所定の面積を有して形成し、第２の樹脂層１２を挟んで互いに対面させることにより形成することができる。コンデンサの容量は、対面させるそれぞれの回路導体の面積と、第２の樹脂層１２の誘電率により決まるため、あらかじめ設計検討が必要である。内蔵コンデンサの場合も、フィルム状やチップコンデンサで接合材を用いて接合する方法等による形成が当然可能である。なお、図５（ｂ）には抵抗とコンデンサを内蔵させた構成の例を示しているが、コイル（インダクタ）を内蔵させることも可能である。
【００５５】
なお、上記のように説明した本発明の実施の形態２における半導体パッケージでは、半導体素子２の端子部に形成された突起状のバンプ３の先端が完全に埋設され、第１の樹脂層１２の表面がバンプ３の先端を越える厚さになるように第１の樹脂層９を形成する構成であった。このような構成に加えて、本発明の実施の形態２における半導体パッケージは、半導体素子２の端子部に形成された突起状のバンプ３の先端が第１の樹脂層９の表面に露出するか、またはバンプ３の先端が突出するように埋設されて第１の樹脂層９が積層形成される構成も可能である。この構成の場合、第１の樹脂層９にビアとなる凹部２２を形成して、導電性樹脂２０を充填する必要はないが、第１の樹脂層９の表面上に突出したバンプ３の先端を除去して、第１の樹脂層９の表面に露出させる必要がある。この後で、第１の樹脂層９の表面に導電性樹脂２０により第１の回路導体２１ａが形成されて第１の樹脂層９の表面に露出したバンプ３と第１の回路導体２１ａとが接続されることになる。また、第１の樹脂層９上に突出したバンプ３の先端は、押圧治具で挟んで加圧圧縮加工する、はさみ、ニッパ、カッタ等の治具で切断加工する、やすり等の治具で切削する、エッチングにより化学的に溶解して削除する、レーザーやトーチを利用して溶融削除する等の方法により削除できる。また、この構成の本発明の実施の形態２における半導体パッケージは第１の樹脂層１２の厚さを薄くできるので、半導体パッケージ全体を薄型にできる。
【００５６】
続いて、本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構造を製造するための方法について図６に例示した工程の流れ図を参照してその手順を説明する。図６において、それぞれの工程における半導体素子、樹脂層、導体回路、ビアに相当する空洞部、バンプ等で構成される段階的な半導体パッケージの構造を断面図で右側に示している。
【００５７】
まず、回路形成面のパッド上にバンプ３を形成した半導体素子２を配置し、バンプ３を埋設させるようにして第１の樹脂層９を形成する（ステップＳ１１）。バンプ３は導電性樹脂を用いて半導体素子２の回路形成面のパッド上に形成するが、このとき、特にバンプ３の高さを揃える調整をする必要はない。また、第１の樹脂層９の形成に用いる樹脂材料は、接着性を有している樹脂材料であればその材質は特に限定されるものではない。第１の樹脂層９の形成は、ペースト状やクリーム状の樹脂材料を塗布、印刷等により形成する方法や、シート状にした樹脂材料を貼り付ける等により形成する方法があり、任意に選択して用いることができる。第１の樹脂層９を塗布、印刷法等により形成する場合は、粘度調整されたペースト状、クリーム状の樹脂材料を用いて形成するため、その材質は熱硬化性、熱軟化性のいずれの樹脂材料でもよい。しかし、樹脂材料をシート状にして貼り付ける方法で形成する場合は、バンプ３を第１の樹脂層９中に埋設させる必要があり、熱軟化性の樹脂材料を用いる必要がある。熱軟化温度は、半導体素子２に対する影響を考慮して、約８０〜２００℃の温度範囲で軟化する低温硬化型の樹脂材料を適宜選択して用いることが望ましい。また、シート状の熱硬化性樹脂を第１の樹脂層９として用いる場合は、加熱硬化時に一度軟化した後に硬化するＢステージといわれる半硬化状態になる特性を有するエポキシ系樹脂を必要に応じて用いることもできる。同様の半硬化状態になる特性を有する樹脂であれば、エポキシ系樹脂に特に限定されることなく、ほかの樹脂材料も用いることができる。
【００５８】
形成された第１の樹脂層９の表面は、後工程における第１の回路導体２１ａの形成のために、平滑に成形する必要があり、必要に応じて研磨、研削等の機械的方法を用いることがあるが、熱軟化性の樹脂材料を用いて第１の樹脂層９を形成した場合は、加熱により軟化させた後、平滑な面を有する治具を用いて加圧して平滑にする方法が利用できる。また、後工程における作業を考慮すると、形成された第１の樹脂層９に埋設されたバンプ３の突端から第１の樹脂層９の表面までの厚み寸法ｓは、作業性を考慮すると、可能な限り小さく設定することが望ましい。
【００５９】
次に、半導体素子２のバンプ３と接続して電子回路を形成して多層構造とするために、第１の樹脂層９に埋設されたバンプ３上の樹脂材料の一部を除去して第１のビアとなる凹部２２を形成し、バンプ３の一部を露出させる（ステップＳ１２）。バンプ３を露出させる第１の樹脂層９の凹部２２形成部分は、バンプ３の端部表面または端部から側面に至る一部分でよいが、第１の樹脂層９上の除去する面積を小さくできるほど、より高精細な電子回路パターンの形成が可能になる。バンプ３を露出させる第１のビアとなる凹部２２を形成するための第１の樹脂層９の樹脂材料の選択的除去は、ＹＡＧレーザーやエキシマレーザー等を利用するレーザー加工法、樹脂材料をエッチングする化学的加工法、研削やサンドブラストを利用する機械的加工法等、種々の選択肢の中から選んで実施することができる。
【００６０】
ステップＳ１２において第１の樹脂層９に埋設したバンプ３の一部の露出が完了すると、導電性樹脂２０を用いて露出したバンプ３と電気的に接続される第１の回路導体２１ａを形成する（ステップＳ１３）。第１の回路導体２１ａの形成には、第１のビアとなる凹部２２に導電性樹脂２０を充填する工程によりバンプ３と接続させた後、充填した導電性樹脂２０と接合するように、同じ導電性樹脂２０により第１の樹脂層９の表面に第１の回路導体２１ａを形成する工程を実施する２工程に分けて行う方法と、導電性樹脂２０の凹部２２への充填と、第１の樹脂層９の表面への第１の回路導体２１ａの形成とを同時に１工程で行う方法が考えられる。いずれの方法を選択するかは任意であり、第１の樹脂層９における厚み寸法ｓ、第１のビアとなる凹部２２の深さや径、導電性樹脂２０の粘度等の特性を考慮して決定する。ただ、凹部２２の深さが浅い場合は、１工程の方法が容易であり、工数削減にも有利である。
【００６１】
上述の工程の説明では、第１のビアとなる凹部２２に導電性樹脂２０を充填し、第１の回路導体２１ａを第１の樹脂層９の上に同じ導電性樹脂２０で形成する方法を用いていたが、この方法のほかに、バンプ３端部を露出させた後、乾式メッキ法や、湿式メッキ法で形成することができる金属膜により樹脂表面全体を覆い、続いてエッチング法で金属膜をパターニングして形成する方法や、マスキングにより、必要部分のみに回路導体を形成する方法等、異なった各種の方法が考えられるが、実際の製造工程に合わせて最適な方法を選択すればよい。
【００６２】
続いて、ステップＳ１３において導電性樹脂２０で形成した第１の回路導体２１ａを覆うように第２の樹脂層１２を形成する（ステップＳ１４）。第２の樹脂層１２の形成に用いる樹脂材料は、第１の樹脂層９を形成した樹脂材料と同材質であることが望ましいが、異なる材質の樹脂材料を用いることもできる。異材質を使用する場合は、特性値が極めて近い材質であることが望ましく、十分な検討を行った上で使用する。
【００６３】
第２の樹脂層１２の形成には、ステップＳ１１において第１の樹脂層９の形成を行った方法と同じ方法を用いることができる。重複を避けるため詳しい説明は省略する。
【００６４】
ステップＳ１４において、第２の樹脂層１２を形成した後に、第２の樹脂層１２の所定の位置で、かつ第１の樹脂層９上に形成された第１の回路導体２１ａと接続できる位置に第２のビアとなる空洞部２３を形成して、第２の樹脂層１２により覆われている導電性樹脂２０で形成した第１の回路導体２１ａを露出させる。空洞部２３の形成は、第２の樹脂層１２の除去により行うが、ステップＳ１２において第１の樹脂層９にビアとなる凹部２２を形成した方法と同じ方法を用いることができる。重複を避けるため詳しい説明は省略する。
【００６５】
なお、ステップＳ１３において、シート状にした樹脂材料を貼り付ける方法により第２の樹脂層１２を形成する場合は、あらかじめ空洞部２３として第２の樹脂層１２の所定部分に穴をあけておき、第１の樹脂層９上の導電性樹脂２０で形成した第１の回路導体２１ａと対応する位置に設置し、第２の樹脂層１２を加熱加圧して接着することにより、第２のビアとなる空洞部２３を形成することもできる。第１の樹脂層９の上に第２の樹脂層１２を形成後、第２の樹脂層１２への空洞部２３の形成するとき、第２の樹脂層１２の厚みを可能な限り薄く設定することにより、空洞部２３の形成作業が容易になる。
【００６６】
ステップＳ１５において、第２の樹脂層１２に形成した空洞部２３により、第１の樹脂層９上の第１の回路導体２１ａを露出させた後、スルーホールまたはビアホールとなる空洞部２３に導電性樹脂２０を充填して、第１の回路導体２１ａとの電気的接続を図るとともに、さらに、同じ導電性樹脂２０を用いて第２の樹脂層１２上に第２の回路導体２１ｂを形成する（ステップＳ１６）、半導体素子２と一体化され、多層化した半導体パッケージ４２の製造工程が完了する。ステップＳ１３における第１の樹脂層９への第１の回路導体２１ａの形成の場合と同様に、ステップＳ１６においても第２のビアとなる空洞部２３への導電性樹脂２０の充填と、第２の樹脂層１２の表面への第２の回路導体２１ｂの形成を２工程で行うか、同時に１工程で行うかは任意であり、第１のビアとなる凹部２２の深さや径、導電性樹脂２０の粘度等の特性を考慮して決定するが、空洞部２３形成部の第２の樹脂層１２の厚み寸法が小さいときは、１工程の作業が容易であり、工数削減を図りやすく、生産性の向上や製造原価の低減等に有利である。
【００６７】
以後、ステップＳ１４からステップＳ１６の工程を繰り返すことにより、電子回路の層数がさらに多い多層化した半導体パッケージを形成することができる。
【００６８】
なお、図５（ａ）に示した半導体パッケージ４７のように、空洞部２３に導電性樹脂２０を充填して電気的接合を取って多層化する代わりに接合粒子１１を用いて電気的接合を取る構成を製造する場合には、まず、図６におけるステップＳ１１においてバンプ３の一端を露出させるように第１の樹脂層９を形成し、次いで図６に示したステップＳ１３で行うように第１の樹脂層９上に導電性樹脂２０による第１の回路導体２１ａを形成してから、第１の回路導体２１ａの所定の位置に接合粒子１１を設置接合する工程が行われる。この後の工程は、接合粒子１１の一端が第２の樹脂層１２の表面に露出するように埋設形成し、第２の樹脂層１２の上に導電性樹脂２０により、接合粒子１１と電気的に導通するように第２の回路導体２１ｂを形成して多層回路構成の半導体パッケージ４７の構成を製造できる。
【００６９】
なお上記工程説明においては、回路形成を半導体素子２のバンプ３形成面側について行っているが、図５（ｂ）に示す半導体パッケージ４８のように、半導体素子２のバンプ３形成面と反対側の面にも同様にして第３の樹脂層１５と導電性樹脂２０を用いた第３の回路導体２１ｃを形成し、半導体素子２を挟んで第２の回路導体２１ｂと第３の回路導体２１ｃとを第１の樹脂層９ａ、第２の樹脂層１２、第３の樹脂層１５を同じ位置で貫通するスルーホール１９に導電性樹脂２０を充填して回路導体間を接続させ電気的導通を取ることにより多層化した半導体パッケージ４８を構成することができる。この場合、第３の樹脂層１５は、第１の樹脂層９ａ、第２の樹脂層１２と同じ材質の樹脂材料を使用することが望ましい。
【００７０】
また、図５（ｂ）に示す半導体パッケージ４８には、抵抗１６およびコンデンサ（キャパシタ）１７を内蔵形成した構成を示しているが、抵抗（レジスタ）や、コイル（インダクタ、図５（ｂ）に図示せず）の形成は、図６におけるステップＳ１３において第１の回路導体２１ａの形成後、ペースト状の抵抗材料を第１の回路導体１０ａ間に印刷法等により形成して内蔵させることができる。フィルム状の抵抗やチップ抵抗、また、チップ状インダクタを接合材で接合する方法等も可能である。そして、コンデンサ（キャパシタ）１７を形成して内蔵させる場合、第２の回路導体１０ｂの形成後に第１の樹脂層９ａ上の第１の回路導体１０ａと第２の樹脂層１２上の第２の回路導体１０ｂとをそれぞれが所定の面積を有して形成し、第２の樹脂層１２を挟んで互いに対面させることにより、内蔵コンデンサ１７を形成する。コンデンサの容量は、対面させるそれぞれの回路導体の面積と、第２の樹脂層１２の誘電率により決まる。内蔵コンデンサの場合も、フィルム状やチップコンデンサを接合材により接合する方法等により形成することができる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構造も、半導体素子のチップサイズと同じ大きさで加工ができるパッケージ構造であるのみならず、スルーホールを利用して多層化して高密度化を図り、高精細化と高機能化を同時に実施することも容易であるので、利用する装置の小型化、高集積化に適している。また、多層化する際の、第１の樹脂層、第２の樹脂層に特性が近い材料からなる樹脂層が形成され、それぞれに形成されるスルーホール、ビアに相当する凹部、空洞部に充填される導電性樹脂が低温硬化型であるので、半導体素子に形成されるバンプ等の端子部との接合、接続の信頼性が極めて高い半導体装置のパッケージ構造とすることができる。
【００７２】
（実施の形態３）
続いて、図７、図８を参照して、本発明の実施の形態３における半導体パッケージの構造について説明する。本発明の実施の形態３における半導体パッケージは複数個の半導体素子を用い、それぞれの半導体素子の端子部に形成したバンプを樹脂層に埋設させて１個のパッケージとし、高機能化、高密度化を図った構成である。図７は、複数個の同一形状の半導体素子の端子部に形成したバンプを樹脂層に埋設形成した半導体パッケージの構造を示す断面図、図８は、複数個の異なる形状の半導体素子の端子部に形成したバンプを樹脂層に埋設形成した半導体パッケージの構造を示す断面図である。図７、図８には２個ずつの半導体素子の例を示したが、２個以上の半導体素子の場合も２個の場合と同様にそれぞれの構成を適用して説明できるので、重複を避けるため説明を省略する。
【００７３】
図７（ａ）に示す半導体パッケージ４９は、バンプ３が回路形成面側に形成された厚み寸法ｔを有する同一形状の２個の半導体素子２ａ、２ｂが、バンプ３の形成面と反対側の面で接するように、ベースフィルム２４上の所定の位置に設置固定されている。なお、複数個の半導体素子２ａ、２ｂを含むパッケージ構造の場合、ベースフィルム２４を用いて所定の位置に設置固定することが一般的である。
【００７４】
ベースフィルム２４の材質は、接着性を有しており、かつ半導体パッケージの製造工程における２００℃位まで加熱が必要な熱処理により、変形や破損や異常な膨張収縮が生じない材料を使用することが望ましい。特に、膨張収縮については、あらかじめ使用する材料のみで熱処理する等の実験をして確認しておくことにより、熱履歴による膨張収縮等の影響を少なくすることが期待できる。ベースフィルム２４の材質としては、通常エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等を用いることが多い。半導体素子２ａ、２ｂとベースフィルム２４との固定方法は、半導体パッケージ４９の完成後、ベースフィルム２４を半導体パッケージ４９の一部として残存させるか、または除去するかにより異なるが、いずれの場合も、接着剤や粘着剤を用いる等の周知の方法を利用することができる。２個の半導体素子２ａ、２ｂを、ベースフィルム２４に固定することで、１つの半導体パッケージ４９として一体化された形態とすることができ、１つの半導体素子と同等または同等に近い取り扱いが可能となる。
【００７５】
図７（ａ）に示した、本発明の実施の形態３における半導体パッケージの構成では、図１を参照して説明した本発明の実施の形態１における半導体パッケージの構成と同様に、接着性と熱軟化性を有する第１の樹脂層９と導体金属により形成された第１の導体金属付樹脂層１３を加熱加圧して、第１の樹脂層９中にバンプ３を埋設させ、第１の樹脂層９上の第１の回路導体１０ａと接続し、その後、第１の回路導体１０ａ上の所定の位置に接合粒子１１が設置接合されている。ここで、個々の半導体素子２ａ、２ｂのバンプ３形成において、バンプ３の高さを一定高さに調節が困難な場合は、ベースフィルム２４上に半導体素子２ａ、２ｂを固定した後に、バンプ３側と、ベースフィルム２４側にそれぞれ平板（図示せず）を設置して挟み込み、加圧することでバンプ３を圧縮変形させてバンプ高さを同一に調節することができる。また第１の導体金属付樹脂層１３の第１の樹脂層９中にバンプ３を埋設して、第１の回路導体１０ａと接続するときの加圧力により、すべてのバンプ３が接触接続するまで加圧し、バンプ３を圧縮変形させることも可能である。
【００７６】
さらに、接合粒子１１の上から第２の樹脂層１２に導体金属をパターニングして第２の回路導体１０ｂを形成した第２の導体金属付樹脂層１８を設置し、第２の樹脂層１２を加熱加圧して接合粒子１１が第２の樹脂層１２中に埋設されるとともに、第２の樹脂層１２上の第２の回路導体１０ｂと接続させることにより、２個の半導体素子２ａ、２ｂを有する多層回路構造の半導体パッケージ４９が構成される。
【００７７】
同じ２個の半導体素子２ａ、２ｂをベースフィルム２４に固着して一体化し、第１の導体金属付樹脂層１３と第２の導体金属付樹脂層１８、および接合粒子１１とにより多層構造に形成することができる高機能で高密度の半導体パッケージ４９は、図３に示した本発明の実施の形態１における半導体パッケージ製造方法において詳述した単一の半導体素子２で形成した、半導体パッケージ４１の製造工程をほとんどそのまま適応して製造することができるので、重複を避けるため製造方法に関する説明を省略する。
【００７８】
図７（ｂ）に示した、本発明の実施の形態３における半導体パッケージの構成では、図７（ａ）に示したように、半導体パッケージ５０が複数個の同一形状の半導体素子の端子部に形成したバンプが樹脂層に埋設されているところは同じである。異なるところは、多層化構成とするに当たり、接着性と熱軟化性を有する樹脂層に導体金属で回路導体が積層形成された導体金属付樹脂層と接合粒子で多層化構成とする代わりに、図４を参照して説明した本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構成と同様に、接着性と熱軟化性を有する樹脂層にスルーホールまたビアとなる凹部、空洞部を設け、導電性樹脂を凹部、空洞部に充填して多層化構成としているところである。図７（ｂ）に示した、本発明の実施の形態３における半導体パッケージの構成は、図４を参照して説明した本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構成とほとんど同じであるので、重複を避けるため、ここでは構成の説明を省略する。
【００７９】
また、複数個の半導体素子２ａ、２ｂを、ベースフィルム２４に固着して一体化し、第１の樹脂層９と第２の樹脂層１２にそれぞれ形成したビアに相当する凹部２２、および空洞部２３に導電性樹脂２０を充填することにより、多層化構成とした高性能、高機能で高密度の半導体パッケージ５０は、図６に示した本発明の実施の形態２における半導体パッケージの製造方法において詳述した単一の半導体素子２で形成した半導体パッケージ４２の製造工程をほとんどそのまま適応して容易に製造することができるので、重複を避けるためここでは製造方法の説明を省略する。
【００８０】
なお、導電性樹脂２０を用いる該方法における半導体素子２ａ、２ｂ上に形成されたバンプ３は、凹部２２において導電性樹脂２０により接続されるため、特にバンプ高さを揃える調整をすることなく使用が可能である。
【００８１】
図８（ａ）に示す半導体パッケージ５１は、バンプ３ａ、３ｂが回路形成面側に形成された厚み寸法ｘを有する半導体素子３１と、厚み寸法ｔを有する別の半導体素子３２とが、バンプ３ａ、３ｂの形成面と反対側の面で接するように、ベースフィルム２４上の所定の位置にそれぞれ設置固定されている。この場合、異なる厚み寸法を有する２個の半導体素子３１、３２を含むパッケージ構造であるが、ベースフィルム２４を用いて所定の位置に設置固定され、１つの半導体パッケージ５１として一体化された形態とすることができ、１つの半導体素子と同等または同等に近い取り扱いが可能となる。ベースフィルム２４は、図７に示した同一の複数個の半導体素子の設置固定に用いたものと同じ材質の材料を利用できるので、ここでは重複を避けるためベースフィルム２４に関する説明を省略する。
【００８２】
図８（ａ）に示した、本発明の実施の形態３における半導体パッケージの構成では、図１を参照して説明した本発明の実施の形態１における半導体パッケージの構成と同様に、接着性と熱軟化性を有する第１の樹脂層９と導体金属により形成された第１の導体金属付樹脂層１３を加熱加圧して、第１の樹脂層９中にバンプ３ａ、３ｂを埋設させ、第１の樹脂層９上の第１の回路導体１０ａと接続し、その後、第１の回路導体１０ａ上の所定の位置に接合粒子１１が設置接合されている。ここで、厚み寸法ｘを有する半導体素子３１の回路面に形成されるバンプ３ａと、厚み寸法ｔを有する半導体素子３２の回路面のバンプ３ｂとは、それぞれバンプ形成時にバンプ高さを調節して、半導体素子の厚み寸法とバンプ高さの合計寸法ｈが同じになるように形成されている。半導体素子３２に形成されるバンプ３ｂを通常のバンプ高さとした場合、半導体素子３２より厚み寸法が小さい半導体素子３１に形成されるバンプ３ａは、バンプ３ｂより高さ寸法を大きく形成して合計寸法ｈを半導体素子３２の合計寸法に揃えられている。
【００８３】
このように、異なる２個の半導体素子３１、３２の合計寸法ｈを同じとすることにより、第１の樹脂層９と導体金属により形成された第１の導体金属付樹脂層１３を加熱加圧して、ベースフィルム２４上に設置固定して一体化した異なる２個の半導体素子３１、３２のそれぞれのバンプ３ａ、３ｂとを第１の樹脂層９中に埋設して、第１の回路導体１０ａとして形成される第１の導体金属付樹脂層１３の導体金属と接合させるときに、バンプのすべてを容易に接合させることが可能となる。
【００８４】
なお、個々の半導体素子３１、３２のそれぞれのバンプ３ａ、３ｂの形成において、合計寸法ｈの調節が困難な場合は、ベースフィルム２４上に２個の半導体素子３１、３２をそれぞれ所定の位置に固定した後に、バンプ３ａ、３ｂ側とベースフィルム２４側にそれぞれ平板（図示せず）を設置して挟み込み、加圧することでバンプ３ａ、３ｂを圧縮変形させて合計寸法ｈを調節することができる。
【００８５】
また第１の導体金属付樹脂層１３の第１の樹脂層９中に異なる２個の半導体素子３１、３２のそれぞれのバンプ３ａ、３ｂを埋設して、導体金属と接続するときの加圧力により、すべてのバンプ３ａ、３ｂが導体金属と接触接続するまで加圧し、バンプ３ａとバンプ３ｂとを圧縮変形させることも可能である。
【００８６】
第１の導体金属付樹脂層１３の第１の樹脂層９中にバンプ３ａとバンプ３ｂとを埋設して、導体金属と接続させた後、導体金属をエッチング加工やレーザー加工等により、不要部を除去して第１の回路導体１０ａをパターニング形成した後、第１の回路導体１０ａ上の所定の位置に接合粒子１１が設置接合される。
【００８７】
さらに接合粒子１１の上から第２の樹脂層１２に導体金属を形成した第２の導体金属付樹脂層１８を設置し、第２の樹脂層１２を加熱加圧して接合粒子１１が第２の樹脂層１２中に埋設させ、第２の導体金属付樹脂層１８上の導体金属と接続させた後、導体金属をエッチング加工やレーザー加工等により、不要部を除去して第２の樹脂層１２上に第２の回路導体１０ｂをパターニング形成することにより、異なる２個の半導体素子３１、３２を有する多層回路構造の半導体パッケージ５１が構成される。
【００８８】
異なる２個の半導体素子３１、３２をベースフィルム２４に固着し一体化し、第１の樹脂層９を有する第１の導体金属付樹脂層１３と第２の樹脂層１２を有する第２の導体金属付樹脂層１８および接合粒子１１を用いて、多層構造に形成することにより、複数の厚みの異なる半導体素子３１、３２を一体化形成した、高密度で高機能、高性能の半導体パッケージ５１は、図３に示した本発明の実施の形態１における半導体パッケージの製造方法において詳述した単一の半導体素子２で形成される半導体パッケージ４１の製造工程をほとんどそのまま適応して容易に製造することができるので、重複を避けるため製造方法に関する説明を省略する。
【００８９】
図８（ｂ）に示した本発明の実施の形態３における半導体パッケージの構成では、図８（ａ）に示したように、半導体パッケージ５２が、厚み寸法ｔを有する半導体素子３２と、厚み寸法ｘを有する半導体素子３１の複数個の異なる形状の半導体素子のそれぞれの端子部に形成したバンプ３ａ、３ｂが樹脂層に埋設されているところは同じである。異なるところは、多層化構成とするに当たり、接着性と熱軟化性を有する樹脂層に導体金属で回路導体が積層形成された導体金属付樹脂層と接合粒子で多層化構成とする代わりに、図４を参照して説明した本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構成と同様に、接着性と熱軟化性を有する第１の樹脂層９と第２の樹脂層１２にスルーホールまたビアとなる凹部２２、空洞部２３を設け、導電性樹脂２０を用いて凹部２２、空洞部２３に充填して形成した多層化構成としているところである。また、バンプの形成において、厚みの異なる複数個の半導体素子を用いているので、図８（ａ）の構成でも述べたように、バンプの高さの調節が必要であるので、以下に少し詳しく説明しておく。
【００９０】
バンプの高さの調節には、厚みの異なる半導体素子３１、３２に形成されるバンプ３ａ、３ｂの高さを変えて、合計寸法ｈに揃える方法と、半導体素子３１、３２のバンプ３ａ、３ｂの高さ寸法をそれぞれ一定としてバンプを形成する方法とが考えられる。
【００９１】
合計寸法ｈを揃える方法は、図８（ａ）の構成で説明した方法に準じて実施することができるので、ここでは、バンプ高さが半導体素子の厚み寸法に拘らず一定に形成された場合について説明する。図８（ｂ）に示すように高さ寸法が一定のバンプを使用する場合は、半導体素子３１と半導体素子３２の厚みの差（ｔ−ｘ）は、そのまま２個の半導体素子３１、３２のバンプ３ａ、３ｂを含めた高さ方向における寸法差として現れる。この寸法差は、バンプ３ａ、３ｂの上端部を露出させる凹部２２を第１の樹脂層９に形成するときに、第１の樹脂層９の表面からバンプ３ａ、３ｂの端部までの深さの差となり、その差の量に合わせて、導電性樹脂２０の充填量を変える必要がある。
【００９２】
以上述べたことを考慮し、まずベースフィルム２４上の所定の位置に設置固定されて、一体化された厚みの異なる半導体素子３１、３２に形成された、一定高さのバンプ３ａ、３ｂを埋没させて第１の樹脂層９を形成する。次に、第１の樹脂層９に埋没させたバンプ３ａ、３ｂ上の第２の樹脂層９を除去して、バンプ３の上端部を露出させて凹部２２を形成する。凹部２２は、半導体素子３１、３２とでは、第１の樹脂層９の表面からバンプ３ａ、３ｂの上端部までの距離の差が深さの差となって形成されるが、凹部２２の深さの差は、導電性樹脂２０を第１の樹脂層９の表面まで充填することで解消される。充填された導電性樹脂２０に接続するように第１の樹脂層９の表面に、導電性樹脂２０を用いて第１の回路導体２１ａを形成することにより、凹部２２の導電性樹脂２０と接続することができるとともに半導体素子３１、３２とも電気的に接続される。したがって、以上説明した方法では、複数個の半導体素子３１、３２上に形成されたバンプ３ａ、３ｂは、凹部２２において導電性樹脂２０により接続されるため、特にバンプ高さを揃える調整を必要としない。
【００９３】
そして、第１の樹脂層９上に形成された第１の回路導体２１ａ上に、さらに第２のビアとなる空洞部２３を有する第２の樹脂層１２を設置し、空洞部２３に導電性樹脂２０の充填と、第２の樹脂層１２の表面に第２の回路導体２１ｂを形成することにより電子回路を構成して、多層構造とすることで、厚みの異なる複数の半導体素子３１、３２とで構成される半導体パッケージ５２を形成できる。
【００９４】
上述した空洞部２３に導電性樹脂２０を充填して第２の樹脂層１２を挟んで第１の回路導体２１ａ、第２の回路導体２１ｂ間を接続する代わりに、図５（ａ）に示すように接合粒子１１を用いて接続する構成も可能である。
【００９５】
また、厚み寸法の異なる半導体素子３１と半導体素子３２とをベースフィルム２４上に固着して、一体化し、第１の樹脂層９と第２の樹脂層１２にそれぞれ形成した凹部２２、および空洞部２３に導電性樹脂２０を充填することにより、多層化構成とした高性能、高機能で高密度の半導体パッケージ５２は、図６に示した本発明の実施の形態２における半導体パッケージの製造方法において詳述した単一の半導体素子２で形成した半導体パッケージ４２の製造工程をほとんどそのまま適応して容易に製造することができるので、重複を避けるためここでは製造方法の説明を省略する。
【００９６】
なお、本発明の実施の形態３における半導体パッケージの構造は複数個の半導体素子をベースフィルム上に配設固着し、多層化して形成する構成であり、図７および図８には２個の半導体素子を用いた例のみを示しているが、２個以上の半導体素子の場合に適応できることは言うまでもない。
【００９７】
以上説明したように、本発明の実施の形態３における半導体パッケージの構造は、ベースフィルムを用いて複数の半導体素子を設置固着して、多層化構造を形成できるので高密度化、高機能化、ユニット化が容易である。また、ベースフィルムに接着性を持たせ、半導体素子全体を樹脂層中に埋設することにより、半導体素子が樹脂層や回路導体と一体化され、半導体素子の回路形成面の保護と、機械強度を確保することができ、半導体パッケージとしての信頼性と生産性の向上を図ることができる。さらに、実施の形態１および実施の形態２における半導体パッケージの構造で説明したのと同様の構成を利用しているので、多層化に際しての各半導体素子に形成されたバンプと回路導体との接合に関する問題が減少して高品質の半導体パッケージの構造を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明に係る半導体パッケージの構造は、半導体素子に回路基板を作り込む方法により、半導体素子と回路基板とを一体化して形成する構成であり、半導体装置の小型化と信頼性および機能、性能の向上が可能になり、ＯＡ機器や家電製品等に適用して、個々の装置の性能、機能、信頼性の向上も可能になり、また、製造時における生産性の向上に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体パッケージの構造を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１における半導体パッケージのほかの構造を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１における半導体パッケージを製造するための工程の一例を示す流れ図
【図４】本発明の実施の形態２における半導体パッケージの構造を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態２における半導体パッケージのほかの構造を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態２における半導体パッケージを製造するための工程の一例を示す流れ図
【図７】本発明の実施の形態３における複数個の同一形状の半導体素子の端子部に形成したバンプを樹脂層に埋設形成した半導体パッケージの構造を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態３における複数個の異なる形状の半導体素子の端子部に形成したバンプを樹脂層に埋設形成した半導体パッケージの構造を示す断面図
【図９】従来の多層基板の構造を示す断面図
【図１０】ＣＳＰタイプの半導体装置の構造を示す断面図
【符号の説明】
【０１００】
２，２ａ，２ｂ，３１，３２    半導体素子
３，３ａ，３ｂ，２６０    バンプ
９，９ａ，１０４    第１の樹脂層
１０ａ，２１ａ    第１の回路導体
１０ｂ，２１ｂ    第２の回路導体
１０ｃ，２１ｃ    第３の回路導体
１１，１０３    接合粒子
１２    第２の樹脂層
１３    第１の導体金属付樹脂層
１４    （電気）導体金属
１５    第３の樹脂層
１６    抵抗（レジスタ）
１７    コンデンサ（キャパシタ）
１８    第２の導体金属付樹脂層
１９    スルーホール
２０    導電性樹脂
２２    凹部
２３    空洞部
２４    ベースフィルム
４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０，５１，５２    半導体パッケージ
５３    電子部品
１０１    樹脂フィルム
１０２    第１の回路パターン
１０６    第２の回路パタ
２００    半導体装置
２１０    半導体チップ
２１５    端子
２２０    絶縁層
２４０    配線
２５０    ソルダーレジスト
２７０    ビア部
２９０    絶縁性接着剤層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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