(57)【要約】【課題】半導体チップとワイヤボンドされる実装基板の設計自由度を向上することのできる技術を提供する。【解決手段】実装基板１は、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の線状導体１１が形成された陽極酸化層１２と、陽極酸化層１２の主面上に形成された絶縁層１３と、陽極酸化層１２の裏面上に形成された絶縁層１４と、絶縁層１３に形成された開口部１５の陽極酸化層１２上に設けられたワイヤボンドパッド部１７と、絶縁層１４に形成された開口部１６の陽極酸化層１２上に設けられた端子部１８とを備えている。ここで、複数の線状導体１１は、一端部がワイヤボンドパッド部１７と接合され、他端部が端子部１８と接合されている接続部２１を有しており、ワイヤボンドパッド部１７、接続部２１、および端子部１８は、陽極酸化層１２の平面視で同位置にある。【選択図】図３
2011175994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップが実装される実装領域を有し、半導体チップとワイヤボンドされる実装基板であって、
厚さ方向に互いに並行して延在する複数の貫通導体が形成された陽極酸化層と、
前記陽極酸化層の第１面上に形成された第１絶縁層と、
前記陽極酸化層の第１面とは反対側の第２面上に形成された第２絶縁層と、
前記第１絶縁層に形成された第１開口部の前記陽極酸化層上に設けられたワイヤボンドパッド部と、
前記第２絶縁層に形成された第２開口部の前記陽極酸化層上に設けられた第１端子部とを備えており、
前記ワイヤボンドパッド部は、前記実装領域の周囲に設けられており、
前記複数の貫通導体は、一端部が前記ワイヤボンドパッド部と接合され、他端部が前記第１端子部と接合されている接続部を有しており、
前記ワイヤボンドパッド部、前記接続部、および前記第１端子部は、前記陽極酸化層の平面視で同位置にあることを特徴とする実装基板。
【請求項２】
請求項１記載の実装基板において、
前記ワイヤボンドパッド部と前記第１端子部とを接合する前記接続部は、複数の貫通導体で構成されていることを特徴とする実装基板。
【請求項３】
請求項１または２記載の実装基板において、
前記第１絶縁層の前記実装領域には半導体チップを実装するための第３開口部が設けられていることを特徴とする実装基板。
【請求項４】
請求項３記載の実装基板において、
前記第３開口部には第１熱伝導性材料が設けられていることを特徴とする実装基板。
【請求項５】
請求項４記載の実装基板において、
前記第３開口部内において、前記貫通導体が前記陽極酸化層から突出していることを特徴とする実装基板。
【請求項６】
請求項３、４または５記載の実装基板において、
前記第３開口部と対向する前記第２絶縁層の領域に第４開口部が設けられ、
前記第４開口部に第２端子部が設けられていることを特徴とする実装基板。
【請求項７】
請求項６記載の実装基板において、
前記第３開口部と対向する前記第２絶縁層の領域の前記陽極酸化層上に第２熱伝導性材料が設けられており、
前記第２熱伝導性材料が前記第２端子部と熱的に接合していることを特徴とする実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板に関し、特に、半導体チップとワイヤボンドされる実装基板に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０００−３１６２１号公報（特許文献１）には、異方導電性基板に関する技術が開示されている。この異方導電性基板は、複数の同一または異なる種類の導通路が、互いに絶縁された状態で、かつ該基板の厚み方向に貫通した状態で配置され、各導通部の両端が当該基板の裏表に露出している。
【０００３】
特開２００９−１４７２４１号公報（特許文献２）には、配線基板に関する技術が開示されている。この配線基板は、ポーラスアルミナ基板と、スルーホール導体と、基板の両面に設けられた絶縁層および配線とを有し、前記配線は少なくとも複数のスルーホール導体により互いに導電接続されている。
【０００４】
特開２００４−２７３４８０号公報（特許文献３）には、配線基板に関する技術が開示されている。この配線基板は、貫通孔が多数形成されている多孔質金属酸化膜からなる基板と、基板の電極が配置される位置に形成されている貫通孔の内部を埋め込む導電材料と、前記導電材料が埋め込まれた以外の貫通孔の内部を埋め込む絶縁材料とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１６２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１４７２４１号公報
【特許文献３】特開２００４−２７３４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ピン数の比較的少ない半導体チップをワイヤボンド接続する実装構造では、プリント基板をベースとする単純構造の実装基板（配線基板）やリードフレームが用いられている。
【０００７】
図１は、実装基板１０１（プリント基板）に半導体チップ１０２が実装されてなる半導体装置の断面図である。実装基板１０１は、絶縁基板１０３と、絶縁基板１０３の両面にそれぞれ形成された絶縁層１０４、１０５とを備えている。また、実装基板１０１は、絶縁層１０４に形成された開口部の絶縁基板１０３上に設けられたダイボンドパッド部１０６およびワイヤボンドパッド部１０７と、絶縁層１０５に形成された開口部の絶縁基板１０３上に設けられた端子部１０８、１０９とを備えている。
【０００８】
さらに、実装基板１０１は、一端がワイヤボンドパッド部１０７と接続され、他端部が端子部１０８と接続されている接続部１１０（ヴィア）と、一端がダイボンドパッド部１０６と接続され、他端部が端子部１０９と接続されている接続部１１１（ヴィア）とを備えている。これら接続部１１０、１１１は、例えばフォトマスクを用いて絶縁基板１０３に貫通孔を形成した後、その貫通孔に導体が埋め込まれて形成される。
【０００９】
実装基板１０１では、コスト削減のためには、ダイボンドパッド部１０６、ワイヤボンドパッド部１０７、端子部１０９が形成される配線層（配線）の引き回しを抑制することが優位となる。そこで、実装基板１０１を用いた実装構造では、半導体チップ１０２からワイヤボンドパッド部１０７の位置まで、ワイヤ１１２で直接接続されている。
【００１０】
しかしながら、実装基板１０１に設けられる接続部１１０、１１１の設計寸法などを考慮すると、ある程度配線層が引き回されることとなってしまう。例えば、接続部１１０、１１１の設計寸法を考慮し、半導体チップ１０２周辺で密集しないように、ワイヤボンドパッド部１０７から配線層が引き回された位置に接続部１１０が形成され、また、ダイボンドパッド部１０６から配線層が引き回された位置に接続部１１１が形成される。
【００１１】
また、配線層の引き回しが殆どない場合でも、接続部１１０、１１１は通常のプリント基板と同様な製造工程が必要となる。また、プリント基板（実装基板１０１）は、半導体チップ１０２の仕様が変わる毎に、例えば接続部１１０、１１１の設計寸法も変更しなければならず、例えば互いの干渉を避けるために接続部１１０、１１１の配置も変更しなければならない場合がある。
【００１２】
また、ダイボンドパッド部１０６と接続される接続部１１１は、サーマルヴィアとして用いることもできる。このため、半導体チップ１０２の仕様が変わる毎に、放熱性を確保すべく、例えば接続部１１１の設計寸法も変更しなければならない場合がある。
【００１３】
本発明の目的は、半導体チップとワイヤボンドされる実装基板の設計自由度を向上することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１４】
なお、本発明者らは、発明した結果に基づき、陽極酸化によって形成された貫通孔に充填された導体を有する実装基板（配線基板）に、半導体チップがワイヤボンドによって実装される観点で先行技術調査を行った。その結果、特許文献１〜３が抽出された。
【００１５】
特許文献１の技術は、細線に接着性絶縁材料からなる被覆層を形成した絶縁導線として、この絶縁導線を芯材にロール状に巻く工程を含んで基板が製造されるものである。すなわち、特許文献１の技術は、陽極酸化によって形成された貫通孔に導体を充填するものではない。
【００１６】
また、特許文献２の技術は、陽極酸化によって形成された貫通孔に充填された導体を有する配線基板（回路基板）に対して、基板の両面に設けられた配線同士を安定して接続させるものである。このため、特許文献２の技術は、実装される半導体チップとの関係において配線基板が改良されたものではない。
【００１７】
また、特許文献３の技術は、陽極酸化によって形成された貫通孔に充填された導体を有する配線基板に対して、導体間の短絡を防止するものである。このため、特許文献３の技術は、実装される半導体チップとの関係において配線基板が改良されたものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明の一実施形態の実装基板は、半導体チップが実装される実装領域を有し、半導体チップとワイヤボンドされるものである。
【００１９】
この実装基板は、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の貫通導体が形成された陽極酸化層と、前記陽極酸化層の第１面上に形成された第１絶縁層と、前記陽極酸化層の第１面とは反対側の第２面上に形成された第２絶縁層と、前記第１絶縁層に形成された第１開口部の前記陽極酸化層上に設けられたワイヤボンドパッド部と、前記第２絶縁層に形成された第２開口部の前記陽極酸化層上に設けられた第１端子部とを備えている。
【００２０】
ここで、前記ワイヤボンドパッド部は、前記実装領域の周囲に設けられており、前記複数の貫通導体は、一端部が前記ワイヤボンドパッド部と接合され、他端部が前記第１端子部と接合されている接続部を有しており、前記ワイヤボンドパッド部、前記接続部、および前記第１端子部は、前記陽極酸化層の平面視で同位置にある。なお、実装基板における「貫通導体」は、その形状が線状であるため、以下では「線状導体」として記す。
【発明の効果】
【００２１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。前記一実施形態によれば半導体チップとワイヤボンドされる実装基板の設計自由度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】配線基板に半導体チップが実装されてなる半導体装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における実装基板の平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線における実装基板の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態における実装基板に半導体チップが実装された半導体装置の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態における製造工程中の実装基板の断面図である。
【図６】図５に続く製造工程中の実装基板の断面図である。
【図７】図６に続く製造工程中の実装基板の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態における実装基板の断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態における実装基板に半導体チップが実装された半導体装置の断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態における実装基板の断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態における実装基板に半導体チップが実装された半導体装置の断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態における実装基板に半導体チップが実装された状態の要部断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態における実装基板に半導体チップが実装された状態の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２４】
（実施形態１）
まず、本実施形態における半導体チップとワイヤボンドされる実装基板の構造について説明する。図２は本実施形態における実装基板１の平面図であり、図３は図２のＸ−Ｘ線における実装基板１の断面図である。また、図４は実装基板１に半導体チップ２が実装された半導体装置の断面図であり、図２のＸ−Ｘ線に対応したものである。なお、図２では、実装基板１は半導体チップ２が実装される実装領域３（破線で示している。）を有している。
【００２５】
実装基板１は、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の線状導体１１が形成された陽極酸化層１２を備えている。実装基板１の基材として、陽極酸化層１２が設けられている。この陽極酸化層１２は、例えば、金属としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合、それを陽極酸化することによって、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の貫通孔を有する酸化アルミニウムから形成される。陽極酸化層１２では、酸化アルミニウムの厚さ方向に互いに並行して延在する複数の貫通孔のそれぞれに導体が充填されて、複数の線状導体１１が形成されている。
【００２６】
また、実装基板１は、陽極酸化層１２の主面（半導体チップ２が実装される側の面）上に形成された絶縁層１３と、陽極酸化層１２の主面とは反対側の裏面上に形成された絶縁層１４とを備えている。この絶縁層１３、１４は、陽極酸化層１２の保護膜となっている。絶縁層１３、１４は、ソルダレジスト（永久レジスト）であり、例えば、感光性ポリイミドからなる。
【００２７】
また、実装基板１は、絶縁層１３に形成された開口部１５の陽極酸化層１２上に設けられたワイヤボンドパッド部１７を備えている。このワイヤボンドパッド部１７は、実装領域３の周囲に設けられている。
【００２８】
ワイヤボンドパッド部１７は、実装基板１が半導体チップ２との信号を送受信するために設けられたものであり、半導体チップ２から延在するワイヤ４と接続される（図４参照）。ワイヤボンドパッド部１７は、例えば、スパッタリングやめっき法によって形成された銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属からなる。
【００２９】
また、実装基板１は、絶縁層１４に形成された開口部１６の陽極酸化層１２上に設けられた端子部１８を備えている。端子部１８は、実装基板１が外部（例えば、他の実装基板）との信号を送受信するために設けられたものである。端子部１８は、例えば、スパッタリングやめっき法によって形成された銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属からなる。なお、半導体装置を他の実装基板に実装するために、端子部１８上にこれと電気的に接続されるバンプ電極５が設けられる（図４参照）。
【００３０】
本実施形態では、陽極酸化層１２に形成されている複数の線状導体１１は、一端部がワイヤボンドパッド部１７と接合（直接接続）され、他端部が端子部１８と接合（直接接続）されている接続部２１を有している。また、これらワイヤボンドパッド部１７、接続部２１、および端子部１８は、陽極酸化層１２の平面視で同位置に設けられている。
【００３１】
すなわち、陽極酸化層１２に形成されている複数の線状導体１１のうち、一端部がワイヤボンドパッド部１７と接合され、他端部が端子部１８と接合されている線状導体１１が、ヴィア（Ｖｉａ）となって接続部２１を構成している。本実施形態では、対応するワイヤボンドパッド部１７と端子部１８には、複数のヴィア（線状導体１１）が接合されている。これにより、ワイヤボンドパッド部１７と端子部１８とは、接続部２１を介して、電気的に接続されることとなる。
【００３２】
図１で示した実装基板１０１は、接続部１１０の設計寸法などを考慮して、ワイヤボンドパッド部１０７と接続部１１０（ヴィア）との間で配線層（配線）を引き回す構造となっているが、本実施形態における実装基板１では、配線層を引き回す構造ではない。これは、実装基板１では、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の線状導体１１が密に形成されているので、ワイヤボンドパッド部１７と接合した線状導体１１自体がヴィアとなり、接続部２１を構成することができるからである。
【００３３】
すなわち、本実施形態における実装基板１では、ワイヤボンドパッド部１７の面内位置（端子部１８の面内位置でもある）が定められることによって、接続部２１（ヴィア）の位置を任意に選択できる。言い換えると、実装基板１において、ワイヤボンドパッド部１７の位置が定まれば、その面内で接続部２１（ヴィア）の位置を定める必要がない。
【００３４】
このため、接続部２１（ヴィア）の設計において、実装基板１の設計自由度を向上することができる。また、ワイヤボンドパッド部１７を形成すれば接続部２１も形成されることとなるので、実装基板１の製造時間を短縮することができる。
【００３５】
また、実装基板１は、実装基板１０１のように配線層を引き回して、その先にヴィアが形成される構造ではない。このため、高額なフォトマスクを用いる必要もなく、製造コストを低減することができる。すなわち、本実施形態によれば、半導体チップとワイヤボンドされる実装基板を安価に提供することができる。
【００３６】
次に、本実施形態における実装基板１の製造方法について説明する。図５に示すように、金属を陽極酸化することによって、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の貫通孔２２が密に形成された陽極酸化層１２を準備する。金属としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合、それを陽極酸化することによって陽極酸化層１２として無機絶縁層である酸化アルミニウムが形成されることとなる。
【００３７】
このような陽極酸化層１２の形成について具体的に説明する。まず、例えば、１０×１０ｍｍ程度のアルミニウム板の一方を絶縁被膜したものを用意し、このアルミニウム板の表面を洗浄する。次いで、硫酸水溶液やシュウ酸水溶液などの電解液中にそのアルミニウム板を浸漬させて陽極とし、また、これに対向して配置される白金（Ｐｄ）板を陰極として通電（パルス電圧を印加）することで、アルミニウム板の表面に多孔質層（貫通孔２２となる）を形成することができる。
【００３８】
次いで、例えば切断することによって、残存するアルミニウム板から孔が貫通するように多孔質層を分離する。これによって、厚さ方向に延在する多孔、すなわち複数の微細な貫通孔２２が形成された陽極酸化層１２が得られる。
【００３９】
アルミニウムの陽極酸化では、アルミニウムの表面が電気化学的に酸化され、酸化アルミニウムの層が形成される。この陽極酸化では、電解液の種類、電圧、時間などの条件により、陽極酸化層１２の厚さ、貫通孔２２の径やピッチを調整することができる。
【００４０】
例えば、陽極酸化層１２の厚さ（貫通孔２２の深さ）は７０μｍ以上１８０μｍ以下とし、貫通孔２２の径を３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、貫通孔２２のピッチを４０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下とすることができる。このように、陽極酸化層１２では、貫通孔２２のアスペクト比（孔深さと孔径の比）は高いものとなっている。
【００４１】
以上により、例えば、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ程度の平面内に、厚さ方向に互いに並行して延在する多数の貫通孔２２が密に設けられた陽極酸化層１２が形成される。
【００４２】
続いて、図６に示すように、複数の貫通孔２２のそれぞれに導体を充填することによって、複数の線状導体１１を形成する。その後、陽極酸化層１２の表面平坦性や、線状導体１１の長さの均一性を確保するため、陽極酸化層１２の表面を研磨する。
【００４３】
例えば、陽極酸化層１２の片側面に電極を設けた電解めっき法によって、微細な貫通孔２２にも導体を充填することができ、その導体を含んでなる線状導体１１を形成することができる。導体としては、電気伝導性、耐食性などを考慮して、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）などが用いられる。
【００４４】
これにより、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の線状導体１１が設けられた陽極酸化層１２が形成される。なお、陽極酸化層１２の耐食性を向上するために、貫通孔２２の内部をバリア膜で覆った後、銅などの導体を充填しても良い。
【００４５】
線状導体１１は、貫通孔２２に導体が充填されてなるので、例えば、線状導体１１の長さは７０μｍ以上１８０μｍ以下、線状導体１１の径は３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、線状導体１１のピッチを４０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下とすることができる。すなわち、このような微細な線状導体１１は、陽極酸化層１２の貫通孔２２に導体を充填することによって、形成することができる。
【００４６】
以上により、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ程度の平面内に、厚さ方向に並行に多数の線状導体１１を密に設けられた陽極酸化層１２が形成される。すなわち、陽極酸化層１２中に多数の線状導体１１が、その径よりも小さな間隔で相互に並行に密に配置されている。
【００４７】
続いて、図７に示すように、陽極酸化層１２の主面上に例えば感光性ポリイミドを形成した後、フォトリソグラフィ技術によって形成された開口部１５を有する絶縁層１３を形成する。次いで、陽極酸化層１２の裏面上に例えば感光性ポリイミドを形成した後、フォトリソグラフィ技術によって形成された開口部１６を有する絶縁層１４を形成する。これら絶縁層１３、１４は実装基板１のソルダレジスト（永久レジスト）となる。
【００４８】
続いて、図３に示すように、例えば、スパッタリングやめっき法によって、絶縁層１３に形成された開口部１５の陽極酸化層１２上に、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属膜を形成する。この金属膜が、絶縁層１３に設けられた開口部１５の陽極酸化層１２上にワイヤボンドパッド部１７として形成される。
【００４９】
同様に、例えば、スパッタリングやめっき法によって、絶縁層１４に形成された開口部１６の陽極酸化層１２上に、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属膜を形成する。この金属膜が、絶縁層１４に設けられた開口部１６の陽極酸化層１２上に端子部１８として形成される。
【００５０】
このようにして、実装基板１を製造（形成）することができる。本実施形態では、ワイヤボンドパッド部１７および端子部１８は、陽極酸化層１２（実装基板１）の平面視で同位置となるようにしている。このため、ワイヤボンドパッド部１７が形成される開口部１５、および端子部１８が形成される開口部１６は、同じフォトマスクを用いることができる。このため、実装基板１を形成するにあたり製造コストを低減することができる。
【００５１】
その後、実装基板１を用いて図４に示すような半導体装置を製造することができる。例えば、半導体チップ２が実装される実装領域３（図２参照）に、絶縁性の接着樹脂６を介して、実装基板１（絶縁層１３）上に半導体チップ２を実装する。次いで、半導体チップ２の端子部（図示しない）からワイヤボンドパッド部１７へワイヤ４をボンディングする。次いで、半導体チップ２を実装基板１上で封止する封止樹脂７を形成する。また、実装基板１の端子部１８にこれと電気的に接続されるバンプ電極５を形成する。
【００５２】
このようにして形成された半導体装置は、実装基板１のワイヤボンドパッド部１７が、実装基板１の平面視で、接続部２１、端子部１８と同位置となるため、小型化を図ることができる。また、前述したように、半導体チップ２とワイヤボンドされる実装基板１を安価に提供することができるので、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【００５３】
（実施形態２）
前記実施形態１では、実装領域において半導体チップを絶縁層上に実装する実装基板について説明した。本実施形態では、実装領域において半導体チップをダイボンドパッド部上に実装する実装基板について説明する。図８は、本実施形態における実装基板１Ａの断面図である。また、図９は実装基板１Ａに半導体チップ２が実装された半導体装置の断面図である。
【００５４】
前記実施形態１で示した実装基板１に対して、本実施形態の実装基板１Ａの実装領域３では、絶縁層１３に形成された開口部３１の陽極酸化層１２上に、ダイボンドパッド部３２が設けられている。この開口部３１は、絶縁層１３の実装領域３には半導体チップ２を実装するために設けられている。
【００５５】
ダイボンドパッド部３２は、半導体チップ２の裏面電極と接合されて半導体チップ２が実装されるものである。ダイボンドパッド部３２は、ワイヤボンドパッド部１７と同様に、例えば、スパッタリングやめっき法によって形成された銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属からなる。なお、ダイボンドパッド部３２とワイヤボンドパッド部１７を同一工程で形成することによって、製造工程を簡略化することができる。
【００５６】
本実施形態では、陽極酸化層１２に形成されている複数の線状導体１１は、実装領域３において一端部がダイボンドパッド部３２と接合されているフィン部３３を有している。すなわち、ダイボンドパッド部３２とそれに接合されている線状導体１１（フィン部３３）により、半導体チップ２からの熱を放熱する放熱部を構成している。フィン部３３の線状導体１１が放熱経路となり、またダイボンドパッド部３２と接合された線状導体１１が複数となることで、放熱性を向上させることができる。
【００５７】
図１で示した実装基板１０１は、接続部１１１の設計寸法などを考慮して、ダイボンドパッド部１０６と接続部１１１（サーマルヴィア）との間で配線層を引き回す構造となっているが、本実施形態における実装基板１Ａでは、配線層を引き回す構造ではない。これは、実装基板１Ａでは、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の線状導体１１が密に形成されているので、ダイボンドパッド部３２と接合した線状導体１１自体がサーマルヴィアとなり、フィン部３３を構成することができるからである。
【００５８】
すなわち、本実施形態における実装基板１Ａでは、ダイボンドパッド部３２の面内位置が定められることによって、サーマルヴィア（フィン部３３）の位置を任意に選択できる。言い換えると、実装基板１Ａにおいて、ダイボンドパッド部３２の位置が定まれば、サーマルヴィア（フィン部３３）の位置を定める必要がない。このため、サーマルヴィア（フィン部３３）の設計において、実装基板１Ａの設計自由度を向上することができる。
【００５９】
また、線状導体１１として銅（Ｃｕ）を用いた場合、サーマルヴィア（フィン部３３）も銅で構成されることとなるため、放熱特性を向上することができる。
【００６０】
本実施形態における実装基板１Ａの製造方法は、前記実施形態１で図６を参照して説明した製造工程後、図８に示すように、陽極酸化層１２の主面上に例えば感光性ポリイミドを形成した後、フォトリソグラフィ技術によって形成された開口部１５、３１を有する絶縁層１３を形成する。形成された開口部３１からは陽極酸化層１２が露出することとなる。
【００６１】
次いで、陽極酸化層１２の裏面上に例えば感光性ポリイミドを形成した後、フォトリソグラフィ技術によって形成された開口部１６、３４を有する絶縁層１４を形成する。
【００６２】
次いで、例えば、スパッタリングやめっき法によって、絶縁層１３に形成された開口部１５、３１の陽極酸化層１２上に、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属膜を形成する。この金属膜が、絶縁層１３に設けられた開口部１５の陽極酸化層１２上にワイヤボンドパッド部１７として形成され、また、開口部３１の陽極酸化層１２上にダイボンドパッド部３２として形成される。
【００６３】
また、例えば、スパッタリングやめっき法によって、絶縁層１４に形成された開口部１６、３４の陽極酸化層１２上に、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属膜を形成する。この金属膜が、絶縁層１４に設けられた開口部１６、３４の陽極酸化層１２上に端子部１８、３５として形成される。
【００６４】
端子部３５は、半導体チップ２の裏面電極と電気的に接続されることとなり、電源／ＧＮＤ（基準電位）用として用いられる。すなわち、実装領域３に形成されている複数の線状導体１１は、一端部がダイボンドパッド部３２と接合され、他端部が端子部３５と接合されている接続部を有することとなる。
【００６５】
このようにして、実装基板１Ａを製造（形成）することができる。その後、実装基板１Ａを用いて図９に示すような半導体装置を製造することができる。例えば、半導体チップ２が実装される実装領域３（図８参照）に、開口部３１に設けられた熱伝導性の接着樹脂３６（例えば、銀（Ａｇ）を含むエポキシ系樹脂材料）を介して、実装基板１Ａ上に半導体チップ２を実装する。すなわち、実装領域３のダイボンドパッド部３２上で半導体チップ２を実装する。
【００６６】
次いで、半導体チップ２の端子部（図示しない）からワイヤボンドパッド部１７へワイヤ４をボンディングする。次いで、半導体チップ２を実装基板１Ａ上で封止する封止樹脂７を形成する。また、実装基板１Ａの端子部１８、３５にこれと電気的に接続されるバンプ電極５、３７を形成する。
【００６７】
このようにして形成された半導体装置は、実装基板１Ａのワイヤボンドパッド部１７が、実装基板１Ａの平面視で、接続部２１、端子部１８と同位置となるため、小型化を図ることができる。また、実装基板１Ａが半導体チップ２からの熱を放熱する放熱部（ダイボンドパッド部３２およびフィン部３３）を有するので、放熱性に優れた半導体装置となる。
【００６８】
本実施形態では、絶縁層１３の開口部３１に設けられたダイボンドパッド部３２（金属膜）の面（半導体チップ２の実装面）とは反対側の面（反対面）において、絶縁層１４の開口部３４にバンプ電極３７が形成される端子部３５（金属膜）を設けた場合について説明した。これに限らず、実装領域３の反対面では、開口部３１と対向する絶縁層１４の領域に、開口部３１と同様の開口部を設け、この開口部内全面を金属膜で被覆しても良い。したがって、実装領域３の反対面の一部に金属膜（端子部３５）を設けた場合より、実装領域３の反対面の全部に金属膜（端子部）を設けることによって、放熱効率をより向上することができる。
【００６９】
なお、実装領域３の反対面の全部に金属膜を設けた場合であっても、その金属膜上に絶縁層（例えばソルダレジスト）を設けて、互いに分離した端子部間を形成しても良い。これにより、例えば、分離された端子部に形成されたバンプ電極同士が互いに接しないようにすることができ、信頼性をより向上することができる。
【００７０】
また、実装領域３の反対面の全部に金属膜を設けた場合、その金属膜上に熱伝導性の接着樹脂（熱伝導性材料）を設けて、金属膜と熱伝導性の接着樹脂とを熱的に接合しても良い。これにより、例えば、陽極酸化層１２の両面側でチップ部品を実装することができる。
【００７１】
（実施形態３）
前記実施形態１では、実装領域において半導体チップを絶縁層上に実装する実装基板について説明した。本実施形態では、実装領域において半導体チップを陽極酸化層上に実装する実装基板について説明する。図１０は、本実施形態における実装基板１Ｂの断面図である。また、図１１は実装基板１Ｂに半導体チップ２が実装された半導体装置の断面図であり、図１２は図１１に示す半導体装置の要部断面図である。
【００７２】
前記実施形態１で示した実装基板１に対して、本実施形態の実装基板１Ｂの実装領域３では、絶縁層１３に形成された開口部３１から陽極酸化層１２が露出しており、その実装領域３の線状導体１１の一端部は、陽極酸化層１２から突出している。この実装領域３の線状導体１１は、フィン部３３を構成するものである。すなわち、陽極酸化層１２に形成された複数の線状導体１１のうち、開口部３１内において、一端部が陽極酸化層１２から突出している線状導体１１がフィン部３３を構成している。
【００７３】
図１１、図１２に示すように、このフィン部３３は、実装基板１Ｂに実装された半導体チップ２からの熱を放熱する放熱部を構成している。すなわち、フィン部３３の線状導体１１が放熱経路となり、また半導体チップ２が実装される領域の線状導体１１が複数となることで、放熱性を向上させることができる。なお、本実施形態では、フィン部３３が半導体チップ２の裏面電極と接合されることによって、半導体チップ２が実装基板１Ｂに実装されることとなる。
【００７４】
図１で示した実装基板１０１は、接続部１１１の設計寸法などを考慮して、ダイボンドパッド部１０６と接続部１１１（サーマルヴィア）との間で配線層を引き回す構造となっているが、本実施形態における実装基板１Ｂでは、配線層を引き回す構造ではない。これは、実装基板１Ｂでは、厚さ方向に互いに並行して延在する複数の線状導体１１が密に形成されているので、ダイボンドパッド部３２と接合した線状導体１１自体がサーマルヴィアとなり、フィン部３３を構成することができるからである。
【００７５】
すなわち、本実施形態における実装基板１Ｂでは、開口部３１の面内位置が定められることによって、サーマルヴィア（フィン部３３）の位置を任意に選択できる。言い換えると、実装基板１Ｂの開口部３１において、半導体チップ２が実装される位置が定まれば、サーマルヴィア（フィン部３３）の位置を定める必要がない。このため、サーマルヴィア（フィン部３３）の設計において、実装基板１Ｂの設計自由度を向上することができる。
【００７６】
また、線状導体１１として銅（Ｃｕ）を用いた場合、サーマルヴィア（フィン部３３）も銅で構成されることとなるため、放熱特性を向上することができる。
【００７７】
本実施形態における実装基板１Ｂの製造方法は、前記実施形態１で図６を参照して説明した製造工程後、図１０に示すように、陽極酸化層１２の主面上に例えば感光性ポリイミドを形成した後、フォトリソグラフィ技術によって形成された開口部１５、３１を有する絶縁層１３を形成する。形成された開口部３１からは陽極酸化層１２が露出することとなる。
【００７８】
次いで、陽極酸化層１２の表面側から厚さ方向に陽極酸化層１２の一部を除去し、複数の線状導体１１の一端部を陽極酸化層１２から突出させる。例えば、５０〜６０℃の水酸化ナトリウム水溶液を陽極酸化層１２の表面を曝すと、その表面側からエッチングされて、線状導体１１の一端部を露出することができる。
【００７９】
一般に、アルミニウムが陽極酸化して形成された酸化アルミニウムの結晶は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であることが知られている。アルミナは耐久性に優れ、また酸やアルカリにも強い。しかしながら、本実施形態での陽極酸化層１２は、完全なアルミナではなく、べーマイトの状態で酸化アルミニウムを形成している。このため、陽極酸化層１２はアルカリに弱く、水酸化ナトリウムによって容易に陽極酸化層１２の表面をエッチングすることができる。
【００８０】
次いで、陽極酸化層１２の裏面上に例えば感光性ポリイミドを形成した後、フォトリソグラフィ技術によって形成された開口部１６、３４を有する絶縁層１４を形成する。
【００８１】
次いで、例えば、スパッタリングやめっき法によって、絶縁層１３に形成された開口部１５の陽極酸化層１２上に、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属膜を形成する。この金属膜が、絶縁層１３に設けられた開口部１５の陽極酸化層１２上にワイヤボンドパッド部１７として形成される。なお、開口部３１では、その陽極酸化層１２上にマスクを形成しておくことで、金属膜が形成されない。
【００８２】
次いで、例えば、スパッタリングやめっき法によって、絶縁層１４に形成された開口部１６、３４の陽極酸化層１２上に、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの組み合わせのうちのいずれかの金属膜を形成する。この金属膜が、絶縁層１４に設けられた開口部１６、３４の陽極酸化層１２上に端子部１８、３５として形成される。
【００８３】
このようにして、実装基板１Ｂを製造（形成）することができる。その後、実装基板１Ｂを用いて図１１に示すような半導体装置を製造することができる。例えば、半導体チップ２が実装される実装領域３（図１０参照）に、開口部３１に設けられた熱伝導性の接着樹脂３６（例えば、銀（Ａｇ）を含むエポキシ系樹脂材料）を介して、実装基板１Ｂ上に半導体チップ２を実装する。すなわち、実装領域３の線状導体１１（フィン部３３）上で半導体チップ２を実装する。これにより、半導体チップ２の裏面電極と実装領域３の線状導体１１とは接合される。
【００８４】
次いで、半導体チップ２の端子部（図示しない）からワイヤボンドパッド部１７へワイヤ４をボンディングする。次いで、半導体チップ２を実装基板１Ｂ上で封止する封止樹脂７を形成する。また、実装基板１Ｂの端子部１８、３５にこれと電気的に接続されるバンプ電極５、３７を形成する。
【００８５】
このようにして形成された半導体装置は、実装基板１Ｂのワイヤボンドパッド部１７が、実装基板１Ｂの平面視で、接続部２１、端子部１８と同位置となるため、小型化を図ることができる。また、実装基板１Ｂが半導体チップ２からの熱を放熱する放熱部（フィン部３３）を有するので、放熱性に優れた半導体装置となる。
【００８６】
本実施形態では、フィン部３３を構成する線状導体１１の一端部が、半導体チップ２の実装面（基板面）において、陽極酸化層１２から突出している場合について説明しているが、突出せずに陽極酸化層１２から露出している場合であっても上記効果を得ることができる。これらの場合を比較すると、本実施形態として示したように、線状導体１１を基板面から突出する構成とすることにより、更に、線状導体１１と熱伝導性材料（熱伝導性膜４１）との接触面積が増大することによって、放熱効率がより向上することとなる。
【００８７】
また、本実施形態では、絶縁層１３の開口部３１に設けられた半導体チップ２の実装面とは反対側の面（反対面）において、絶縁層１４の開口部３４にバンプ電極３７が形成される端子部３５（金属膜）を設けた場合について説明した。これに限らず、実装領域３の反対面では、開口部３１と対向する絶縁層１４の領域に、開口部３１と同様の開口部を設けると共に、フィン部３３を構成する線状導体１１の他端部を陽極酸化層１２から突出させて、この開口部内全面を熱伝導性の接着樹脂（例えば、銀（Ａｇ）を含むエポキシ系樹脂材料）で被覆しても良い。したがって、実装領域３の反対面の一部に金属膜（端子部３５）を設けた場合より、実装領域３の反対面の全部に熱伝導性の接着樹脂を設けることによって、放熱効率をより向上することができる。なお、実装領域３の反対面の全部に熱伝導性の接着樹脂を設けた場合であっても、その接着樹脂上に絶縁層（例えばソルダレジスト）を設けて、互いに分離した端子部間を形成しても良い。
【００８８】
前述では、半導体チップ２と実装領域３の線状導体１１とを接合するために、熱伝導性の接着樹脂３６を介して、実装基板１Ｂ上に半導体チップ２を実装している。これに限らず、以下に説明するように、突出している線状導体１１（フィン部３３）の一端部に熱伝導性膜を形成し、これを接着剤として用いても良い。図１３に、図１２と比較できるように、陽極酸化層１２から突出している線状導体１１（フィン部３３）の一端部に、熱伝導性膜４１が形成されている様子を示す。
【００８９】
半導体チップ２と突出している線状導体１１とは、熱伝導性膜４１と半導体チップ２の裏面電極とが結合することによって、接合される。例えば、熱導電性膜４１が錫（Ｓｎ）やインジウム（Ｉｎ）で、半導体チップ２の裏面電極の表面が金（Ａｕ）で形成されている場合、Ｓｎ−Ａｕ結合やＩｎ−Ａｕ結合によって、半導体チップ２と突出している線状導体１１とが接合される。
【００９０】
このような熱導電性膜４１は、例えば銅からなる線状導体１１の一端部の表面を錫（Ｓｎ）やインジウム（Ｉｎ）と置換めっきすることによって、線状導体１１の一端部に形成される。なお、半導体チップ２の裏面電極の表面側の金は例えばスパッタリングによって形成される。
【００９１】
このように、半導体チップ２と実装領域３の線状導体１１とを接合するために、突出している線状導体１１（フィン部３３）の一端部に熱伝導性膜４１を形成（被覆）し、これを接着剤として用いることもできる。また、熱伝導性膜４１は熱伝導性が良いので、線状導体１１の一端部に形成された熱伝導性膜４１を有する実装基板１Ｂは、フィン部３３と組み合わせることによって、より放熱性に優れたものとなる。
【００９２】
また、半導体チップ２の実装面とは反対側の面（反対面）も同様に、開口部３１と対向する絶縁層１４の領域に、開口部３１と同様の開口部を設けると共に、フィン部３３を構成する線状導体１１の他端部を陽極酸化層１２から突出させて、熱伝導性膜４１と同様の熱伝導性膜を線状導体１１の他端部に形成しても良い。したがって、実装領域３の反対面の一部に金属膜（端子部３５）を設けた場合より、実装領域３の反対面の全体に熱伝導性膜を設けることによって、放熱効率をより向上することができる。なお、実装領域３の反対面の全体に熱伝導性膜を設けた場合であっても、その熱伝導性膜に絶縁層（例えばソルダレジスト）を設けて、互いに分離した端子部間を形成しても良い。
【符号の説明】
【００９３】
１、１Ａ、１Ｂ  実装基板
２  半導体チップ
３  実装領域
４  ワイヤ
５  バンプ電極
６  接着樹脂
７  封止樹脂
１１  線状導体
１２  陽極酸化層
１３、１４  絶縁層
１５、１６  開口部
１７  ワイヤボンドパッド部
１８  端子部
２１  接続部
２２  貫通孔
３１  開口部
３２  ダイボンドパッド部
３３  フィン部
３４  開口部
３５  端子部
３６  接着樹脂
３７  バンプ電極
４１  熱伝導性膜
１０１  実装基板
１０２  半導体チップ
１０３  絶縁基板
１０４、１０５  絶縁層
１０６  ダイボンドパッド部
１０７  ワイヤボンドパッド部
１０８、１０９  端子部
１１０、１１１  接続部
１１２  ワイヤ
【図１】
2011175994.tif 000003
【図２】
2011175994.tif 000004
【図３】
2011175994.tif 000005
【図４】
2011175994.tif 000006
【図５】
2011175994.tif 000007
【図６】
2011175994.tif 000008
【図７】
2011175994.tif 000009
【図８】
2011175994.tif 000010
【図９】
2011175994.tif 000011
【図１０】
2011175994.tif 000012
【図１１】
2011175994.tif 000013
【図１２】
2011175994.tif 000014
【図１３】
2011175994.tif 000015