(57)【要約】【課題】トランジション層のエッジとパッシベーション層との接点を起点にした亀裂を生じず、しかも、処理液がバンプの壁面を通じてダイパットと樹脂層の界面に侵入しない信頼性の高い接続構造を有する電子部品内蔵型多層基板を提供する。【解決手段】電子部品内蔵型基板２１は、樹脂層に埋設された電子部品２５、該電子部品のパッド２７上に形成されたトランジション層２９、前記パッドを被覆するパッシベーション膜２８、前記トランジション層上に形成されたバイアホール３１、該バイアホールを介して前記トランジション層に接続された配線層３２とを具備し、前記トランジション層の径（Ｄｄ）を、前記パッドの径（Ｄｅ）より小さく、且つ前記パッドを被覆するパッシベーション膜の開口径（Ｄｆ）より大きく設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層に埋設された電子部品と、該電子部品のパッド上に形成されたトランジション層と、前記パッドを被覆するパッシベーション膜と、前記トランジション層上に形成されたバイアホールと、該バイアホールを介して前記トランジション層に接続された配線層とを具備する電子部品内蔵型基板において、
前記トランジション層の径（Ｄｄ）を、前記パッドの径（Ｄｅ）より小さく、且つ前記パッドを被覆するパッシベーション膜の開口径（Ｄｆ）より大きく設定したことを特徴とする電子部品内蔵型多層基板。
【請求項２】
前記トランジション層は、前記樹脂層との接触面に粗化部を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品内蔵型多層基板。
【請求項３】
樹脂層に埋設された電子部品と、該電子部品のパッド上に形成されたトランジション層と、前記パッドを被覆するパッシベーション膜と、前記トランジション層上に形成されたバイアホールと、該バイアホールを介して前記トランジション層に接続された配線層とを具備する電子部品内蔵型基板において、
前記トランジション層の径を、前記パッドを被覆するパッシベーション膜の開口径より小さく設定すると共に、前記樹脂層との接触面に粗化部を有することを特徴とする電子部品内蔵型多層基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品内蔵型多層基板に関し、特に、ダイパッドの上に任意高さ寸法のトランジション層を形成した電子部品を内蔵する電子部品内蔵型多層基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品内蔵型多層基板とは、多層プリント配線板の内部に、半導体集積回路（以下「ＩＣ」と略す。）チップなどの電子部品を“埋設”（本明細書では便宜的に「内蔵」と表現する。）して構成されたもののことをいう。電子部品とプリント配線板との間はバイアホールなどによって直接的に接続されるので、例えば、ワイヤーボンディングやＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）又はフリップチップなどの実装方法における接続用部材（ワイヤー、リード又はバンプなど）を必要としない。したがって、それらの接続用部材にまつわる様々な不具合（断線、接触不良又は腐食等）を生じることがなく、高い信頼性が得られる。
【０００３】
＜第１の従来例：たとえば、特許文献１参照＞
図７は、第１の従来例の断面図（ａ）及びその要部拡大断面図（ｂ）である。これらの図において、電子部品内蔵型多層基板１は、１層以上の多層構造、例えば、３層構造を有しており、その任意層（図では１層目）は、アルミ等を用いたヒートシンク板２の上に、所定の厚さ寸法Ｈａを有するコア基板３を積層し、そのコア基板３に形成された凹部（単に窪み又はキャビティともいう。）４に電子部品５を入れて、その電子部品５の底面とヒートシンク板２の間を接着剤で固定した後、凹部４の隙間に絶縁樹脂６を充填して封止している。
【０００４】
ここで、電子部品５は、その上面５ａに形成された任意数（図では便宜的に３個）の電極（以下「ダイパッド」という。）７を有すると共に、該上面５ａを覆って形成されたパッシベーション膜８を有し、且つ、ダイパッド７の各々の表面の一部を露出させるようにパッシベーション膜８に穴８ａを開け、その穴８ａを介してダイパッド７に電気的に接続する所定の高さ寸法Ｈｂのトランジション層９を有している。より詳細には、トランジション層９は、パッシベーション膜８に開けられた穴８ａの開口寸法Ｄａと略等値の幅寸法を有する小幅部９ａと、その小幅部９ａの上部に連続する、ダイパッド７の幅寸法Ｄｂよりも大きい幅寸法Ｄｃを有する大幅部９ｂとからなり、これらの小幅部９ａと大幅部９ｂを合わせた全体の高さ寸法をＨｂとするものである。なお、トランジション層９の表面は、絶縁樹脂６との接合強度を高めるために粗化処理されており、図示の例では、粗化処理が施された加工面を鋸歯状の波線で示してある。
【０００５】
トランジション層９は、銅等の良導電性素材で形成されており、トランジション層９の径寸法（ただし図面に正対したときの横幅寸法：Ｄｃ）は、ダイパッド７の上に形成された穴８ａの開口径（Ｄａ）よりも大きく（Ｄｃ＞Ｄａ）設定されている。このことは、同引用文献１の図面（特に第６図）の記載、及び、同引用文献１の段落〔００３７〕の記載（特に“ＩＣチップのパッド上により大きな径のトランジション層を介在させる”）からも明らかである。
【０００６】
そして、図示の電子部品内蔵型多層基板１は、このような構造を有する１層目の上に、所定厚さ寸法の絶縁層１０を積層してその絶縁層１０に所要数のバイアホール１１と所要形状の導体回路１２とを形成して２層目となし、さらに、その２層目の上に、所定厚さ寸法の絶縁層１３をさらに積層してその絶縁層１３に所要数のバイアホール１４と所要形状の導体回路１５とを形成して３層目となし、且つ、最上層の導体回路１５に、例えば、ドータボード等の外部基板と接続するための半田バンプ１６を形成し、それらの半田バンプ１６の形成箇所を除く最上層表面全体を絶縁膜１７で被膜して構成されている。
【０００７】
＜第２の従来例：たとえば、特許文献２参照＞
第２の従来例として、トランジション層９の径寸法（Ｄｃ）を、ダイパッド７の上に形成された穴８ａの開口径（Ｄａ）“以上”とするものが知られている。具体的には、同引用文献２の「請求項２」に記載されているとおり、“トランジション層の幅は、パッドの幅の１．０〜３０倍である”と規定するものである。かかる規定の数値限定の“１．０”に着目すれば、「トランジション層の幅＝パッドの幅の１．０倍」となるから、このことは、上記の第１の従来例におけるトランジション層９の径寸法（Ｄｃ）と、ダイパッド７の上に形成された穴８ａの開口径（Ｄａ）とを等値（Ｄｃ＝Ｄａ）とすることを意味する。
【０００８】
＜第３の従来例：たとえば、特許文献３参照＞
第３の従来例には、半導体チップに形成されたボンディングパッドにスタッドバンプを形成し、その半導体チップをプリント基板の凹部に実装した後、凹部に絶縁樹脂を充填して半導体チップを埋め込み、レーザ等により穴開け加工してスタッドバンプの頭を樹脂層から露出させるようにした技術が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３３９１６５号公報（〔００１７〕−〔００１９〕、〔００３７〕、第６図）
【特許文献２】
特開２００１−３５２１７４号公報（〔請求項２〕）
【特許文献３】
特許第２８４２３７８号公報（〔００１６〕−〔００２０〕、第１、３図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の第１〜第３の従来例にあっては、以下の問題点を抱えている。
（１）第１の従来例では、トランジション層（の径Ｄｃ）＞パット（の径Ｄａ）であるため、トランジション層のエッジとパッシベーション層との接点を起点に亀裂が生じやすく、この亀裂がパッシベーションを通過して半導体基板に達した場合に、ダイに対するダメージが発生するという問題点がある。
（２）第２の従来例では、トランジション層（の径Ｄｃ）≧パット（の径Ｄａ）であり、特に、Ｄｃ＝Ｄａの条件では、ダイに対するダメージは発生しないが、トランジション層とパットを同じ幅で形成することは非常に困難であり、実用的でないという問題点がある。
（３）第３の従来例では、バンプ搭載領域以外のダイパット部分（平坦度の高いダイパット部分）が樹脂層と接することになるため、めっきやデスミア処理時に処理液がバンプの壁面を通じてダイパットと樹脂層の界面に侵入しやすく、剥離が生じるという問題がある。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、上記の問題点のうち、特に、トランジション層のエッジとパッシベーション層との接点を起点に亀裂が生じてダイダメージが発生すること、及び、処理液がバンプの壁面を通じてダイパットと樹脂層の界面に侵入し剥離が生じることは、どちらも新規の知見であり、いずれの先行技術でも述べられていないに着目し、これらの課題を同時に解決し、以て信頼性の高い接続構造を有する電子部品内蔵型多層基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、樹脂層に埋設された電子部品と、該電子部品のパッド上に形成されたトランジション層と、前記パッドを被覆するパッシベーション膜と、前記トランジション層上に形成されたバイアホールと、該バイアホールを介して前記トランジション層に接続された配線層とを具備する電子部品内蔵型基板において、前記トランジション層の径を、前記パッドの径より小さく、且つ前記パッドを被覆するパッシベーション膜の開口径より大きく設定したことを特徴とするものである。
本発明では、トランジション層の径がパッドの径より小さく且つパッドの周縁を被覆するパッシベーション膜の開口径より大きく設定されているので、トランジション層の角はパッド上に位置しない。このため、たとえ、トランジション層の下にパッシベーション膜があったとしても、上からのストレス（樹脂プレス時等で発生する力）に関わらず、パッシベーション膜及びその下の構造部材（Ｓｉ等）のクラック発生が回避される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、実施の形態における電子部品内蔵型多層基板の断面図（ａ）及びその要部拡大断面図（ｂ）である。
これらの図において、電子部品内蔵型多層基板２１は、１層以上の多層構造を有している。以下、特に限定しないが、説明の便宜上、３層構造とする。１層目（発明の要旨に記載の任意層に相当）は、アルミ等を用いたヒートシンク板２２の上に、所定の高さ寸法Ｈａを有する銅等からなるコア基板２３を積層し、そのコア基板２３に形成された凹部（又は窪みもしくはキャビティ）２４に任意の電子部品２５を入れて、その電子部品２５の底面とヒートシンク板２２の間を接着剤で固定した後、凹部２４の隙間に絶縁樹脂２６を充填して封止している。
【００１４】
本実施の形態における電子部品２５は、その上面２５ａに形成された任意数（図では便宜的に３個）のダイパッド（又は電極もしくは端子）２７を有すると共に、該上面２５ａを覆って形成されたパッシベーション膜２８を有し、且つ、ダイパッド２７の各々の表面の一部を露出させるようにパッシベーション膜２８に穴２８ａを開け、その穴２８ａを介してダイパッド２７に電気的に接続する所定の高さ寸法Ｈｂの、銅等の良導電性素材で形成されたトランジション層２９を有する。
【００１５】
トランジション層２９は、その高さ全体にわたって幅寸法が略同等の形状、たとえて言えば、アルファベットの“Ｉ”の文字に似た形状を有しており、具体的には、例えば、トランジション層２９の高さ寸法をＨｂとしたとき、その幅寸法Ｄｄは、高さ寸法Ｈｂの全体にわたって、ダイパッド２７の径Ｄｅよりも小さく（Ｄｅ＞Ｄｄ）、且つ、パッシベーション膜２８に開けられた穴２８ａの開口寸法Ｄｆよりも大きく（Ｄｆ＜Ｄｄ）なるように揃えられており、要するに、Ｄｅ＞Ｄｄ、且つ、Ｄｆ＜Ｄｄの関係を有する寸胴型の断面形状を有している。また、本実施の形態におけるトランジション層２９の表面は、絶縁樹脂２６との接合強度を高めるために粗化処理されており、図示の例では、粗化処理が施された加工面を鋸歯状の波線で示してある。
【００１６】
図示の電子部品内蔵型多層基板２１は、このような構造を有する１層目の上に、所定厚さ寸法の絶縁層３０を積層してその絶縁層３０に所要数のバイアホール３１と所要形状の導体回路３２とを形成して２層目となし、さらに、その２層目の上に、所定厚さ寸法の絶縁層３３をさらに積層してその絶縁層３３に所要数のバイアホール３４と所要形状の導体回路３５とを形成して３層目となし、且つ、最上層の導体回路３５に、例えば、ドータボード等の外部基板と接続するための半田バンプ３６を形成し、それらの半田バンプ３６の形成箇所を除く最上層表面全体を絶縁膜３７で被膜して構成されている。
【００１７】
上記の電子部品２５は、以下の工程により製造される。なお、ここでは、ＩＣチップの製造工程を例にするが、これに限定されない。たとえば、抵抗、コンデンサ、コイルなどの受動部品又はそれらを含むものであってもよい。
＜図２（ａ）＞
まず、シリコンウェハ４１の上に公知の方法によりダイパッド２７を形成する。ダイパッド２７の大きさはＤｅである。
＜図２（ｂ）＞
次に、ダイパッド２７を覆って所定厚さのパッシベーション膜２８を形成し、そのパッシベーション膜２８に穴２８ａを開けて全てのダイパッド２７を露出させる。穴２８ａの開口寸法は、ダイパッド２７の大きさ（Ｄｅ）より小さいＤｆである。
【００１８】
＜図３（ａ）〜（Ｃ）＞
次に、パッシベーション膜２８の全体を覆ってレジスト層４２を形成する。そして、そのレジスト層４２の上に所定の大きさ（Ｄｄ）の開口４３ａを有する露光マスク４３を載置して、露光、現像を行い、レジスト層４２に開口部４２ａを形成する。
＜図３（ｄ）＞
次に、レジスト層４２の開口部４２ａとパッシベーション膜２８の穴２８ａの中に、ボンダー又はメッキ等によってトランジション層２９を形成する。トランジション層２９の素材は、銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、鉄などの中から任意に選択できるが、後工程において上位層に形成される導体層（バイアホール３１）の素材が銅であるとすると、親和性の点でトランジション層２９の素材も同じもの（銅）とすることが好ましい。
【００１９】
ここで、露光マスク４３の開口４３ａの大きさ（Ｄｄ）は、パッシベーション膜２８に形成された穴２８ａの開口寸法Ｄｆよりも大きく（Ｄｆ＜Ｄｄ）且つダイパッド２７の径Ｄｅよりも小さく（Ｄｅ＞Ｄｄ）しなければならない。
【００２０】
＜図４（ａ）〜（ｃ）＞
次に、残りのレジスト層４２を除去してトランジション層２９を露出させ、その露出面２９ａに、たとえば、メルテックス製ＣＺ８１００等の粗化液を吹き付けるなどして当該露出面２９ａを粗化処理する。なお、露出面２９ａの粗化処理の粗さ（凹凸）のピークｔｏピークをＲｚとするとき、Ｒｚは０．１〜４μｍ程度（好ましくは、Ｒｚ＝０．５〜２μｍ程度）とすることが望ましい。
＜図５（ａ）、（ｂ）＞
最後に、シリコンウェハ４１を所望の大きさに切断して、各断片を電子部品２５とし、それを任意層（本実施の形態では便宜的に１層目）に埋め込んで、図１の電子部品内蔵型多層基板２１を製作する。
【００２１】
以上のとおり、本実施の形態の電子部品内蔵型多層基板２１においては、トランジション層２９の径（Ｄｄ）を、パッド２７の径（Ｄｅ）より小さく、且つ、パッシベーション膜２８の開口径（Ｄｆ）より大きくし、つまり「Ｄｅ＞Ｄｄ＞Ｄｆ」の関係としたから、上位層を積層する際の加圧力（図１（ｂ）の白抜き矢印参照）がトランジション層２９に加えられた場合でも、トランジション層２９の幅方向に均一の力が加えられるため、応力集中を生じることがない。したがって、パッシベーション膜２８のクラックを回避でき、電子部品２５の信頼性を高めることができるという特有の効果が得られる。
【００２２】
なお、上記の実施の形態では、コア基板２３の高さ寸法とほぼ同等の高さ寸法Ｈｂを有するトランジション層２９を例にしたが、これに限定されない。たとえば、Ｈｂよりも遙かに小さい高さ寸法Ｈｂ′を有する薄膜状のトランジション層２９ｂとしてもよい（図６（ａ）参照）。このようにした場合は、たとえば、そのトランジション層２９ｂの上に積層した絶縁樹脂層４４にバイアホール４５を形成し、このバイアホール４５と薄膜状のトランジション層２９ｂとを介して、上位層のバイアホール３１（図１（ａ）参照）と電子部品２５のダイパッド２７との間を接続すればよい。
【００２３】
また、以上の例では、電子部品２５のダイパッド２７の上に直接的にトランジション層２９（又は２９ｂ）を形成しているが、間に導電膜を挟んで間接的に形成してもよい。すなわち、ダイパッド２７／導電膜／トランジション層２９（又は２９ｂ）という構造にしてもよい。この場合、導電膜としては、銅、金、銀、錫、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、コバルトなどの中から選択することができる。また、その導電膜の形成はスパッタ法又はメッキによって行うことができ、導電膜の厚さは０．０１〜１．０μｍとすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、トランジション層の径がパッドの径より小さく且つパッドの周縁を被覆するパッシベーション膜の開口径より大きく設定されているので、トランジション層の角はパッド上に位置しない。このため、たとえ、トランジション層の下にパッシベーション膜があったとしても、上からのストレス（樹脂プレス時等で発生する力）に関わらず、パッシベーション膜及びその下の構造部材（Ｓｉ等）のクラック発生を回避できる。また、トランジション層の表面を粗化処理することにより、絶縁樹脂との結合を強固にして剥がれ等を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における電子部品内蔵型多層基板の断面図（ａ）及びその要部拡大断面図（ｂ）である。
【図２】実施の形態における電子部品の製造工程図（その１）である。
【図３】実施の形態における電子部品の製造工程図（その２）である。
【図４】実施の形態における電子部品の製造工程図（その３）である。
【図５】実施の形態における電子部品の製造工程図（その４）である。
【図６】実施の形態における電子部品内蔵型多層基板の変形例を示すその要部拡大断面図である。
【図７】従来の電子部品内蔵型多層基板の一例を示すその断面図（ａ）及びその要部拡大断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
２１  電子部品内蔵型多層基板
２４  キャビティ
２５  電子部品
２７  ダイパッド（パッド）
２８  パッシベーション膜
２９  トランジション層
３１  バイアホール
３２  導体回路（配線層）
【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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