(57)【要約】   パッケージ基板およびその製造方法、そしてベースパッケージモジュールおよびベースパッケージモジュールの上下部にパッケージ基板が積層された多層パッケージモジュールを提供する。  ベースパッケージモジュールは、ベース金属基板と、ベース金属基板上に形成されて、内部にキャビティが形成されている第１金属酸化層と、キャビティ内のベース金属基板上に実装されて、キャビティ内の側壁に形成された第１金属酸化層によって絶縁された素子と、素子および第１金属酸化層上に形成された配線パッドを連結する導線とを含む。  パッケージ基板は、配線パッド、導線、および素子を露出する開口を有する第２金属酸化層と、前記第２金属酸化層の所定の部分に形成されて、配線パッドと連結パッドを通じて連結されるビアとを含む。【選択図】図１
2010534950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の金属酸化層；および
前記金属酸化層の少なくとも一箇所を貫通すると共に前記金属酸化層と厚さが同一に形成された少なくとも一つの金属ビア；を含み、
前記金属酸化層は、金属基板をマスクなしで全面酸化させて形成され、前記金属ビアは、前記金属酸化層を形成するために前記金属基板を酸化させる時に酸化されない部分に該当することを特徴とする、パッケージ基板。
【請求項２】
前記金属はアルミニウムであり、前記金属酸化層はアルミナであることを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ基板。
【請求項３】
前記金属酸化層内に位置する金属板をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ基板。
【請求項４】
前記金属酸化層の所定の部分を貫通する一つまたはそれ以上の貫通ホールを含むことを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ基板。
【請求項５】
前記貫通ホールの内壁面に沿って形成されて、前記金属酸化層上に一部が延長されたビアをさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のパッケージ基板。
【請求項６】
金属酸化層の下面上に金属層を形成すると共に金属酸化層の上面にキャビティを形成することで構成された素子実装部を含むことを特徴とする、請求項１に記載のパッケージ基板。
【請求項７】
前記素子実装部に実装されている素子と前記パッケージ基板とが導線で連結されていることを特徴とする、請求項６に記載のパッケージ基板。
【請求項８】
パッケージ基板を備え、それぞれのパッケージ基板は、ビアの上下にある連結パッドを接触させることで積層されていることを特徴とする、多層パッケージモジュール。
【請求項９】
ベース金属基板；
前記ベース金属基板上に形成されて、内部にキャビティが形成されている第１金属酸化層；
前記ベース金属基板上の前記キャビティ内に実装されて、前記キャビティ内の側面上に形成された前記第１金属酸化層で絶縁された素子；および
前記素子、およびベース金属基板上の第１金属酸化層上に形成された配線パッドに連結された導線を含んで構成されることを特徴とする、ベースパッケージモジュール。
【請求項１０】
上下部を連結するためのビアをさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載のベースパッケージモジュール。
【請求項１１】
ベースパッケージモジュールと前記ベースパッケージモジュールの上下に積層されたパッケージ基板とを備え、前記各パッケージ基板が；
配線パッド；
導線；
素子を露出する開口を有する第２金属酸化層；および
前記配線パッドに連結パッドを通じて連結される、前記第２金属酸化層内のビアを備えることを特徴とする、多層パッケージモジュール。
【請求項１２】
前記パッケージ基板の前記開口内で、前記配線パッド、導線、および素子の上面が絶縁層で満たされていることを特徴とする、請求項１１に記載の多層パッケージモジュール。
【請求項１３】
前記素子が実装される前記キャビティの底部にも前記第１金属酸化層がさらに形成されていることを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載のベースパッケージモジュール。
【請求項１４】
キャビティの底部の第１金属酸化層上に電極が形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載のベースパッケージモジュール。
【請求項１５】
前記ベースパッケージモジュールとパッケージ基板とが、接着層で互いに接着されていることを特徴とする、請求項８または請求項１１に記載の多層パッケージモジュール。
【請求項１６】
貫通する貫通ホールまたは非貫通ホールが形成されていることを特徴とする、請求項８または請求項１１に記載の多層パッケージモジュール。
【請求項１７】
パッケージ基板の金属酸化層上に受動素子が形成されていることを特徴とする、請求項８または請求項１１に記載の多層パッケージモジュール。
【請求項１８】
最上部に位置したパッケージ基板またはベースパッケージモジュールの金属酸化層上に表面実装部品が実装されることを特徴とする、請求項８または請求項１１に記載の多層パッケージモジュール。
【請求項１９】
前記パッケージ基板の内部に能動素子または受動素子が実装されていることを特徴とする、請求項８または請求項１１に記載の多層パッケージモジュール。
【請求項２０】
前記キャビティおよび前記金属酸化層を形成する段階が、
前記ベース金属基板を選択的に陽極酸化させて前記金属酸化層を形成する段階と、
前記金属酸化層を選択的にエッチングして、前記ベース金属基板を露出する前記キャビティを形成する段階とを含むことを特徴とする、多層パッケージモジュールの製造方法。
【請求項２１】
前記金属酸化層を選択的にエッチングする時に前記ベース金属基板上に金属酸化層の一部を残すことを特徴とする、請求項２０に記載の多層パッケージモジュールの製造方法。
【請求項２２】
金属基板の上面および下面の所定の部分を除去して凹所を形成する段階；
前記凹所に対応する前記金属基板の部分が完全に酸化されるまで前記金属基板をマスクなしで全面酸化させて、前記凹所が形成されない部分に前記金属基板を構成する金属を所定の厚さだけ残す段階；および
前記凹所が形成されない部分に残った前記金属表面が露出されるまで結果物を両面研磨してビアを形成する段階；を含むことを特徴とする、パッケージ基板の製造方法。
【請求項２３】
前記凹所は、前記所定の部分をエッチングして除去することによって形成されることを特徴とする、請求項２２に記載のパッケージ基板の製造方法。
【請求項２４】
前記凹所は、前記所定の部分を加圧装置で加圧することによって形成されることを特徴とする、請求項２２に記載のパッケージ基板の製造方法。
【請求項２５】
前記凹所を形成する段階が、
前記金属基板に形成された凹所の深さが均一にならないように上面に凹所を形成する段階；および
前記金属基板に形成された凹所の深さが均一にならないように下面に凹所を形成する段階；を含むことを特徴とする、請求項２２に記載のパッケージ基板の製造方法。
【請求項２６】
前記金属基板の凹所を非対称的に形成する段階；
前記金属基板を酸化させて金属酸化層を形成し、前記凹所が形成されない部分に前記金属基板を構成する金属を所定の厚さだけ残す段階；および
前記凹所が形成されない部分に残った前記金属の表面が露出されるまで結果物の下面を研磨し、前記金属酸化層の上面をエッチングして、下面に金属層を有する素子実装部を形成する段階；をさらに含むことを特徴とする、請求項２５に記載のパッケージ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層パッケージモジュールおよびその製造方法に関し、より詳しくは、金属基板を利用した多層パッケージモジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の集積度が向上して半導体素子の機能が多様化されるのに伴って、半導体パッケージング工程の傾向は次第にパッケージピンが少ない工程から多い工程である多ピン化工程に推移している。更に、従来の印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄｄ：ＰＣＢ）へのパッケージの実装形態は、表面実装型形態（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｉｎｇ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）に転換されている。このような表面実装型形態のパッケージとして、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＰＬＣＣ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｌｅａｄｅｄ  Ｃｈｉｐ  Ｃａｒｒｉｅｒ）、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、およびＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）などの多様な種類が紹介されている。
【０００３】
半導体パッケージに関する印刷回路基板またはＬＴＣＣ（ｌｏｗ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏ-ｆｉｒｅｄ  ｃｅｒａｍｉｃ）基板は、熱的、電気的、および機械的に安定していなければならない。印刷回路基板は、従来は、高価なセラミック基板や、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、またはシリコン系樹脂などから作製された樹脂基板を利用して製造されてきた。ＬＴＣＣ基板は、セラミック基板を利用して製造されてきた。前述した印刷回路基板やＬＴＣＣ基板に利用されるセラミック基板や樹脂基板は、素材が絶縁性であるため、スルーホール（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｈｏｌｅ）工程後に絶縁物質を塗布する必要がない。
【０００４】
しかし、樹脂基板の場合、耐湿性および耐熱性などが不良で、チップ用基板としては使用が困難である問題点がある。また、セラミック基板の場合は、樹脂基板に比べて耐熱性が多少優れているのは事実だが、高価で、加工が困難であると共に加工費用が多くかかるという短所がある。
【０００５】
一方で、最近の軽薄短小化傾向に合わせて、基板として厚さが薄くて、表面が扁平であるものが好まれている。このような薄型化および扁平化を実現するために、基板上の所定の位置にキャビティを形成し、このキャビティにチップや部品を実装する方法が使用されている。
【０００６】
このようなキャビティを形成する際には、従来は、樹脂基板を利用してこれをドリリングすることによってキャビティを形成する方法が使用された。しかし、前述した方法によると、キャビティの加工時間および加工費用が多くかかるだけでなく、加工されたキャビティの偏差が大きくて、部品の実装時に部品が傾きやすいため、基板の扁平度の維持が困難である。また、基板の素材である樹脂は、熱的、機械的特性が不良であるため、キャビティに部品を実装する時に応力による激しい変形が発生するという短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、セラミック基板や樹脂基板から構成されたＰＣＢの短所を解決することができるパッケージ基板および前記パッケージ基板を利用した多層パッケージモジュールを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の技術的課題は、前述したパッケージ基板の製造方法および多層パッケージモジュール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】
【０００９】
前述した技術的課題を達成するために、本発明の望ましい一実施形態によるパッケージ基板は、平板形態の金属酸化層；および前記金属酸化層の少なくとも一箇所を貫通すると共に前記金属酸化層と厚さが同一に形成された少なくとも一つの金属ビア；を含み、前記金属酸化層は、金属基板をマスクなしで全面酸化させて形成され、前記金属ビアは、前記金属酸化層を形成するために前記金属基板を酸化させる時に酸化されない部分に該当することを特徴とする。
【００１０】
上記実施形態において、前記金属はアルミニウムであってもよく、前記金属酸化層はアルミナであってもよい。
【００１１】
このパッケージ基板は、前記金属酸化層内に位置する金属板をさらに含んでもよい。
【００１２】
このパッケージ基板は、前記金属酸化層の所定の部分を貫通する一つまたはそれ以上の貫通ホールを含んでもよい。更にこのパッケージ基板は、前記貫通ホールの内壁面に沿って形成されて、前記金属酸化層上に一部が延長されたビアをさらに含んでもよい。
【００１３】
このパッケージ基板は、金属酸化層の下面上に金属層を形成すると共に金属酸化層の上面にキャビティを形成することで構成された素子実装部を含んでもよい。更に、前記素子実装部に実装される素子と前記パッケージ基板とを導線で連結してもよい。
【００１４】
本発明の他の実施形態による多層パッケージモジュールは、積層されたパッケージ基板を備え、それぞれのパッケージ基板はビアの上下にある連結パッドを接触させることで積層されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の更に他の実施形態による多層パッケージモジュールは、ベースパッケージモジュールと、前記ベースパッケージモジュールの上下部に積層されたパッケージ基板とを備え、前記各パッケージ基板は、配線パッド、導線、および素子を露出する開口を有する第２金属酸化層と、前記第２金属酸化層内に前記連結パッドを通じて前記配線パッドと連結されているビアとを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記実施形態において、前記パッケージ基板の前記開口内で、前記配線パッド、導線、および素子の上面が絶縁層で満たされていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の更に他の実施形態によるベースパッケージモジュールは、ベース金属基板と、前記ベース金属基板上に形成されて、内部にキャビティが形成されている第１金属酸化層と、前記キャビティ内の前記ベース金属基板上に実装されて、前記キャビティ内の側壁に形成された前記第１金属酸化層によって絶縁された素子と、前記素子とベース金属基板上の第１金属酸化層上に形成された配線パッドとを連結する導線とを含むことを特徴とする。
【００１８】
この実施形態において、ベースパッケージモジュールは、上下部を連結するためのビアをさらに含んでもよい。
【００１９】
前記第１金属酸化層は、前記素子が実装される前記キャビティの底部上に形成されてもよい。更に、キャビティの底部上の第１金属酸化層上に電極を形成してもよい。
【００２０】
前記ベースパッケージモジュールとパッケージ基板は、接着層で互いに接着されてもよい。
【００２１】
貫通する貫通ホールや非貫通ホールが形成されてもよい。
【００２２】
パッケージ基板の金属酸化層上には受動素子がさらに形成されてもよい。
【００２３】
最上部に位置したパッケージ基板やベースパッケージモジュールの金属酸化層上に表面実装部品が実装されてもよい。
【００２４】
前記パッケージ基板の内部に能動または受動素子を実装してもよい。
【００２５】
本発明の更に他の実施形態による多層パッケージモジュールの製造方法は、前記キャビティおよび前記金属酸化層を形成する段階が、前記ベース金属基板を選択的に陽極酸化させて前記金属酸化層を形成する段階と、前記金属酸化層を選択的にエッチングして、前記ベース金属基板を露出する前記キャビティを形成する段階とを含むことを特徴とする。
【００２６】
上記実施形態では、前記金属酸化層を選択的にエッチングする時に前記ベース金属基板上に金属酸化層の一部を残してもよい。
【００２７】
本発明の更に他の実施形態によるパッケージ基板の製造方法は、金属基板の上面および下面の所定の部分を除去して凹所を形成する段階と、前記凹所に対応する前記金属基板の部分が完全に酸化されるまで前記金属基板をマスクなしで全面酸化させて、前記凹所が形成されない部分に前記金属基板を構成する金属を所定の厚さだけ残す段階と、前記凹所が形成されない部分に残った前記金属表面が露出されるまで結果物を両面研磨してビアを形成する段階とを、含むことを特徴とする。
【００２８】
上記実施形態では、前記凹所は、前記所定の部分をエッチングして除去することによって形成されてもよい。
【００２９】
前記リセスは、前記所定の部分を加圧装置で加圧することによって形成されてもよい。
【００３０】
前記リセスを形成する段階は、前記金属基板に形成された凹所の深さが均一にならないように上面に凹所を形成する段階と、前記金属基板に形成された凹所の深さが均一にならないように下面に凹所を形成する段階とを、含んでもよい。
【００３１】
本方法は、前記金属基板の凹所を非対称的に形成する段階と、前記金属基板を酸化させて金属酸化層を形成し、前記凹所が形成されない部分に前記金属基板を構成する金属を所定の厚さだけ残す段階と、前記凹所が形成されない部分に残った前記金属の表面が露出されるまで結果物の下面を研磨し、前記金属酸化層の上面をエッチングして、下面に金属層を有する素子実装部を形成する段階とを、さらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、多層パッケージモジュールは、金属基板を利用して構成され、製造される。それによって、本発明の多層パッケージモジュールに利用される基板は、印刷回路基板やＬＴＣＣ基板より価格が安くて加工が容易であるため、多層パッケージモジュールを安価に製造することができる。
【００３３】
本発明によれば、多層パッケージモジュールは、金属基板を利用して構成されるので、印刷回路基板やＬＴＣＣ基板より熱的信頼性および熱放出性能が優れた多層パッケージモジュールを得ることができる。
【００３４】
また、本発明の多層パッケージモジュールでは、金属基板を利用して形成された金属酸化層をエッチングしてキャビティを形成するので、キャビティの形成時に加工が容易であり、加工されたキャビティの偏差を減らすことができる。
【００３５】
さらに、本発明によれば、多層パッケージモジュールは、金属基板を利用して形成されるので、熱的および機械的特性が優れている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による多層パッケージモジュールの典型的な例を示した断面図である。
【図２】本発明の一例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の一例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の一例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２４】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２５】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２６】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２７】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２８】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【図２９】本発明の一例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３０】本発明の一例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３１】本発明の一例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３２】本発明の一例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３３】本発明の一例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３４】本発明の他の例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３５】本発明の他の例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３６】本発明の他の例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３７】本発明の他の例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３８】本発明の他の例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図３９】本発明の他の例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図４０】本発明の一例によるパッケージ基板の連結パッドの構造およびその形成方法を説明するための断面図である。
【図４１】本発明の一例によるパッケージ基板の連結パッドの構造およびその形成方法を説明するための断面図である。
【図４２】本発明の一例によるパッケージ基板の連結パッドの構造およびその形成方法を説明するための断面図である。
【図４３】本発明の他の例によるパッケージ基板の連結パッドの構造およびその形成方法を説明するための断面図である。
【図４４】本発明の他の例によるパッケージ基板の連結パッドの構造およびその形成方法を説明するための断面図である。
【図４５】本発明の一例によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【図４６】本発明の一例によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【図４７】本発明の一例によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【図４８】本発明の他の例によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【図４９】本発明の他の例によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【図５０】本発明のまた他の例によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。
【００３８】
本発明の多層パッケージモジュールは、セラミックまたは樹脂基板からなる印刷回路基板やＬＴＣＣ基板の短所を克服するために、金属基板を利用して製造される。本発明の多層パッケージモジュールに利用される金属基板は、印刷回路基板やＬＴＣＣ基板より価格が安くて加工が容易であるため、この多層パッケージモジュールを安価に製造することができる。
【００３９】
また、本発明の多層パッケージモジュールの製造に利用される金属基板は、印刷回路基板やＬＴＣＣ基板より熱的信頼性および熱放出性能が優れているので、熱に弱い回路素子を実装することができる。また、ＬＴＣＣ基板は、焼結（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）工程において熱により収縮するため、パターンの大きさの変化（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が大きいが、本発明のように金属基板を利用する時には、低い温度で多層パッケージモジュールが製造されるので、熱による収縮がない。
【００４０】
以下で説明する多層パッケージモジュールは、例を模式的に説明したものであるため、本発明がこれに限られない。
【００４１】
図１は本発明の一実施形態による多層パッケージモジュールを示した断面図である。
【００４２】
図１に示された多層パッケージモジュールは、ベースパッケージモジュール２００と、ベースパッケージモジュール２００の上部に積層された多数のパッケージ基板１００ａ、１００ｂ、１００ｃとを含む。ベースパッケージモジュール２００では、ベース金属基板４０内に金属酸化層４４が形成され、前記金属酸化層４４の所定の部位にキャビティ４７が形成されて、結果的に、前記キャビティ４７の側面上に金属酸化層４４が位置する。素子（チップ）４８、例えば能動素子および受動素子は、ベース金属基板４０上でキャビティ４７内に付着（実装）され、金属酸化層４４によって絶縁されている。ベース金属基板４０は、アルミニウム基板から構成され、金属酸化層４４は、酸化アルミニウム（アルミナ）膜から構成される。素子４８の両側に配線パッド６１が位置し、素子４８の電極４８ａと配線パッド６１とはワイヤー（ｗｉｒｅ  ｌｉｎｅｓ）５０で接続されている。配線パッド６１の下にはまた他の金属酸化層４４が形成されてもよい。特に、ベース金属基板をグラウンドに接続する場合には、前記金属酸化層４４が形成されなくてもよい。
【００４３】
ベースパッケージモジュール２００上に第１パッケージ基板１００ａが積層される。この第１パッケージ基板１００ａは、配線パッド６１、ワイヤー５０、および素子４８を露出する開口を有する第２金属酸化層１８と、金属酸化層１８の所定の部位に配線パッド６１と連結パッド６２を通じて連結されるビア２０を有する。貫通ホール２２内で、配線パッド６１、ワイヤー５０、および素子４８の上面は絶縁層６０、例えばポリイミド層で満たされる。絶縁層６０は、必要でなければ形成されなくてもよい。ベースパッケージモジュール２００と第１パッケージ基板１００ａとは、接着層６６で互いに接着される。第１パッケージ基板１００ａは、後に積層される第２パッケージ基板１００ｂとの連結のための連結部材の役割を果たす。第１パッケージ基板１００ａ上に受動素子（図示せず）がさらに形成されてもよい。
【００４４】
第１パッケージ基板１００ａおよび貫通ホール２２の上には、第２パッケージ基板１００ｂが積層される。第２パッケージ基板１００ｂは、金属酸化層１８と、この金属酸化層１８の上下に形成された連結パッド６２に連結されるビア２０とを含む。第２パッケージ基板１００ｂ上の中央部には受動素子６４が実装されている。第１パッケージ基板１００ａと第２パッケージ基板１００ｂとは接着層６６で互いに接着される。
【００４５】
第２パッケージ基板１００ｂと同様に、第２パッケージ基板１００ｂ上に第３パッケージ基板１００ｃが積層される。第３パッケージ基板１００ｃは、連結パッド６２に接続されているビア２０を有する。第３パッケージ基板１００ｃ上の中央部には受動素子６４が実装されている。第３パッケージ基板１００ｃの上部には表面実装部品が実装される。第２パッケージ基板１００ｂと第３パッケージ基板１００ｃとは、接着層６６で互いに接着される。
【００４６】
図１に示される実施形態では、３個のパッケージ基板１００ａ、１００ｂ、１００ｃが積層されているが、必要に応じてより少なく２個だけ、或いはより多く多数のパッケージ基板を積層することもできる。以下では、パッケージ基板の参照番号は１００に統一する。また、ベースパッケージモジュール２００には、その下面側に他のベースパッケージモジュールやパッケージ基板を積層してもよく、ビア２０ａを外部連結用ランドなどに連結されるように形成してもよい。下記に多様な形態のパッケージ基板１００や多様な形態のベースパッケージモジュール２００の構造や製造方法を説明する。これらを図１に示す構造に適用することができる。また、下記のようにパッケージ基板１００間の積層構造およびその方法も詳しく説明する。
【００４７】
パッケージ基板およびその製造方法について説明する。
【００４８】
図２乃至図６は本発明の一実施形態による、パッケージ基板の構造およびその製造方法の例を説明するための断面図である。
【００４９】
図２乃至図６のように、金属基板１２、例えばアルミニウム基板を準備する。準備された金属基板１２の上下面上にマスク層１４を形成する。マスク層１４を利用して金属基板１２を選択的に一部エッチングして凹所（ｒｅｃｅｓｓｅｓ）１６を形成する。
【００５０】
図４を参照すれば、マスク層１４を除去する。図５のように、金属基板１２の上下面を全面的に陽極酸化させて、金属酸化層１８と、前記金属酸化層１８の内部に構成される金属層１２ａとを形成する。金属基板１２がアルミニウム基板で構成される場合、金属酸化層１８はアルミニウム酸化層で構成される。
【００５１】
図６を参照すれば、金属層１２ａの上下に重なって形成された金属酸化層１８を研磨（ｌａｐｐｉｎｇまたはｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）して平坦にすると、上下部が露出されたビア２０が形成される。結果的に、金属酸化層１８の所定の部分、例えば両側部にビア２０が形成されたパッケージ基板１００が得られる。
【００５２】
図７乃至図９は本発明の他の実施形態によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【００５３】
図７を参照すれば、金属基板１２、例えばアルミニウム基板を準備する。準備された金属基板１２を貫通する貫通ホール（ｔｈｒｏｕｇｈ  ｈｏｌｅ）２２を形成する。貫通ホール２２は、望ましい設計に応じ、多様な大きさで複数個に形成することができる。図７では、金属基板の中央部には面積の広い貫通ホール２２が形成され、両側部には面積の狭い貫通ホール２２が形成されている。
【００５４】
図８を参照すれば、貫通ホール２２が形成された金属基板１２を全面的に陽極酸化させて金属酸化層１８を形成する。それによって、金属基板１２では、金属酸化層１８の内部に金属層１２ａが形成される。金属基板１２がアルミニウム基板で構成されている場合、金属酸化層１８はアルミニウム酸化層で構成される。
【００５５】
図９を参照すれば、金属層１２ａの上下に重なって形成された金属酸化層１８を研磨（ｌａｐｐｉｎｇまたはｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）して平坦にすると、上下部が露出されたビア２０が形成される。その結果、貫通ホール２２が形成された金属酸化層１８の両側部にビア２０が形成されたパッケージ基板１００が得られる。
【００５６】
図１０乃至図１２は本発明の更に他の実施形態によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【００５７】
図１０を参照すると、図９で形成されたパッケージ基板１００を準備する。つまり、貫通ホール２２が形成された金属酸化層１８の両側部にビア２０が形成されたパッケージ基板１００が得られる。
【００５８】
図１１および図１２を参照すれば、金属酸化層１８に形成された貫通ホール２２に第２ビア２０ａおよび第３ビア２０ｂを形成する。第２ビア２０ａは、プレイティング（メッキ）工程、シルクスクリーン工程などの方法を利用して貫通ホール２２を完全に満たして完成する。第３ビア２０ｂは、貫通ホール２２を完全に満たさずにその表面に沿って金属層を形成することで、形成される。その結果、金属酸化層１８内に多様な形態のビア２０、２０ａ、２０ｂを有するパッケージ基板１００が得られる。本明細書で、ビアは参照番号を２０に統一する。
【００５９】
図１３および図１４は本発明の更に他の実施形態によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【００６０】
より具体的には、図１３に示したように、金属基板１２、例えばアルミニウム基板を準備する。準備された金属基板１２の上下面上に溝３０２を有する金型３０４を位置させる。図１４に示したように、金型３０４を利用して金属基板１２を加圧し、凹所１６を有する金属基板１２が形成される。金属基板１２として利用されるアルミニウムは加工が容易で柔らかい特性を有しているため、金型を利用してプレシングする時に凹所１６を有する大量の金属基板１２を容易に製造することができる。
【００６１】
次に、図５および図６に示したものと同様の工程を行う。つまり、凹所１６を有する金属基板１２を全面陽極酸化させて、両面研磨工程を経ることで、金属酸化層１８の両側部にビア２０が形成されたパッケージ基板１００が得られる。
【００６２】
図１５乃至図２１は本発明の更に他の実施形態によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。
【００６３】
図１５および図１６を参照すれば、金属基板１２、例えばアルミニウム基板を準備する。準備された金属基板１２の上下面上に第１マスク層１４ａを形成する。第１マスク層１４ａを利用して金属基板１２を選択的に一部エッチングして第１凹所１６ａを形成する。
【００６４】
図１７および図１８を参照すれば、第１マスク層１４ａを除去する。次に、第１凹所１６ａが形成された金属基板１２の上下面上に第２マスク層１４ｂを形成する。第２マスク層１４ｂを利用して金属基板１２を選択的に一部エッチングして第２凹所１６ｂを形成する。凹所１６を形成する時に、前記の実施形態のように金型を利用したプレシング工程を利用してもよい。
【００６５】
図１９および図２０を参照すれば、第２マスク層１４ｂを除去する。金属基板１２を全面陽極酸化させて金属酸化層１８を形成する。この結果、金属酸化層１８の内部に金属層１２ａが形成される。金属基板１２がアルミニウム基板で構成される場合、金属酸化層１８はアルミニウム酸化層で構成される。
【００６６】
図２１のように、金属層１２ａの上下部に重なって形成された金属酸化層１８を研磨（ｌａｐｐｉｎｇまたはｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）して平坦にすると、金属層１２ａの一部から上下部が露出されたビア２０が形成され、内部に金属板２１が形成される。その結果、金属酸化層１８の両側部にビア２０が形成され、内部に金属板２１が形成されたパッケージ基板１００が得られる。
【００６７】
このように、本実施形態では、金属基板の厚さを順次に調節することによって、陽極酸化後にビアを形成するだけでなく、金属基板の内部に金属板を形成することができる。このようにすると、金属板は配線、接地プレート、電源プレートとして機能する。
【００６８】
図２２乃至図２８は本発明の更に他の実施形態によるパッケージ基板の構造およびその製造方法を説明するための断面図である。図２２乃至図２８では、金属酸化層内に金属層からなる素子実装部が位置して、金属酸化層内にビア２０も形成されたパッケージ基板１００が形成される。
【００６９】
図２２を参照すれば、ベース金属基板４０、例えばアルミニウム基板を準備する。金属基板４０の上面上および下面上にマスク層４２を形成する。ベース金属基板４０の上面上に形成される第１マスク層４２はベース金属基板４０の前記上面を広く露出し、ベース金属基板４０の下面上に形成される第１マスク層４２は前記下面を狭く露出する。
【００７０】
図２３を参照すれば、マスク層４２を利用してベース金属基板４０を選択的に一部エッチングして、ベース金属基板４０の上面および下面に凹所５２を形成する。ベース金属基板４０の上面に形成される凹所５２は広い幅に形成され、ベース金属基板４０の下面に形成される凹所５２は狭い幅に形成される。
【００７１】
図２４および図２５を参照すれば、マスク層４２を除去する。ベース金属基板４０を全面陽極酸化させて金属酸化層５４を形成する。このようにすると、金属酸化層５４の中央および両側部に金属層４０ａが形成される。ベース金属基板４０がアルミニウム基板で構成される場合、金属酸化層５４はアルミニウム酸化層で構成される。
【００７２】
図２６を参照すれば、金属層４０ａの上下部に形成された金属酸化層５４を研磨（ｌａｐｐｉｎｇまたはｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）して平坦化する。このようにすると、金属酸化層５４の中央部に形成された金属層４０ａは背面が露出されて素子実装部５６となり、両側部に形成された金属層４０ａは上下部が露出されたビア２０となる。
【００７３】
図２７および図２８を参照すれば、素子実装部５６上の金属酸化層５４を選択的にエッチングして、素子、例えば能動素子が実装されるキャビティ４７を形成する。次に、素子実装部５６の両側の金属酸化層５４の上に受動素子５８および配線パッド６１を形成する。受動素子５８は、金属酸化層５４の配線層（図示せず）上に表面実装することもでき、半導体工程を利用して形成することもできる。
【００７４】
ベースパッケージモジュールおよびその製造方法について説明する。
【００７５】
前記図１の模式図ではベース金属基板４０に素子４８を一つ実装することを示したが、以下で説明するように、ベース金属基板４０に必要に応じて複数個実装することもできる。
【００７６】
図２９乃至図３３は本発明の一実施形態によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【００７７】
図２９を参照すれば、ベース金属基板４０、例えばアルミニウム基板を準備する。金属基板４０の上面上および下面上に第１マスク層４２を形成する。ベース金属基板４０の上面上に形成される第１マスク層４２はベース金属基板４０の前記上面の一部を露出し、ベース金属基板４０の下面上に形成される第１マスク層４２は前記下面全体上に形成される。
【００７８】
図３０および図３１を参照すれば、第１マスク層４２を利用してベース金属基板４０の表面の一部を選択的に陽極酸化させて金属酸化層４４を形成する。言い換えると、ベース金属基板４０の一部の領域上に金属酸化層４４が形成される。次に、第１マスク層４２を除去する。
【００７９】
図３２を参照すれば、ベース金属基板４０上における金属酸化層４４の一部と、ベース金属基板４０の下面全体とを覆う第２マスク層４６を形成する。次に、第２マスク層４６をエッチングマスクとして用いて金属酸化層４４をエッチングして、素子が実装されるキャビティ４７を形成する。本発明は、キャビティ４７の形成時にエッチング工程を利用するため、キャビティの加工が容易であり、このキャビティの偏差を減らすことができる。
【００８０】
図３３を参照すれば、第２マスク層４６を除去する。次に、キャビティ４７内に素子４８をエポキシなどの接着剤（図示せず）を利用して接着して固定する。本発明では、素子４８をベース金属基板４０のキャビティに実装するため、従来の印刷回路基板やＬＴＣＣ基板より熱的および機械的特性が優れていて、応力による変形の発生を防止することができる。そして、素子４８は、キャビティ４７内の側面上に位置する金属酸化層４４によって絶縁される。
【００８１】
次に、ベース金属基板４０の金属酸化層４４上に配線パッド６１を形成し、前記素子４８の電極を金属酸化層４４上の配線パッド６１に連結して、ベースパッケージモジュール２００を得る。
【００８２】
図３４乃至図３９は本発明の他の例によるベースパッケージモジュールおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【００８３】
図３４を参照すれば、ベース金属基板４０、例えばアルミニウム基板をマスキング工程を利用して表面の一部を選択的に陽極酸化させて金属酸化層４４を形成する。言い換えると、ベース金属基板４０の一部の領域に金属酸化層４４が形成される。
【００８４】
図３５乃至図３７を参照すれば、ベース金属基板４０上に、金属酸化層４４の一部と、ベース金属基板４０の下面全体とを覆うマスク層４６を形成する。次に、マスク層４６をエッチングマスクとして利用して金属酸化層４４をエッチングして、素子が実装されるキャビティ４７を形成する。次に、マスク層４６を除去する。
【００８５】
図３８および図３９を参照すれば、キャビティ４７内に素子４８をエポキシなどの接着剤（図示せず）を利用して接着して固定する。そして、素子４８は、キャビティ４７内の側面上に形成された金属酸化層４４によって絶縁される。次に、素子４８の電極４８ａと金属酸化層４４上に形成された配線パッド６１とをワイヤー５０で互いに連結することができる。
【００８６】
特に、図３９では、キャビティの底面上に別途の下部電極５１を形成し、素子４８の上部電極４８ａと配線パッド６１とをワイヤー５０で連結する。このようにすると、上下に電極を有する素子４８を実装させることができ、ベース金属基板４０でない他の信号ラインに下部電極５１を連結することができる。
【００８７】
パッケージ基板の連結パッドおよびその形成方法について説明する。
【００８８】
図４０乃至図４２は本発明の一実施形態によるパッケージ基板の連結パッドの構造およびその形成方法を説明するための断面図である。
【００８９】
図４０を参照すれば、前記実施形態のような多様なパッケージ基板１００を準備する。図４０では、便宜上、図６のパッケージ基板１００を例に挙げて説明する。つまり、図４０では、金属酸化層１８の両側部にビア２０が形成されたパッケージ基板１００が準備される。
【００９０】
図４１を参照すれば、金属酸化層１８およびビア２０を含むパッケージ基板の上面上および下面上に金属層６２ａを形成する。前記金属層６２ａは、後に連結パッド、受動素子、金属配線層を形成するのに利用することができる。金属層６２ａは、パッケージ基板の上面上および下面上に金属シートを付着したり、メッキ工程を利用したりして形成する。
【００９１】
図４２を参照すれば、金属層６２ａをマスキングおよびエッチング工程によって湿式または乾式エッチングして、連結パッド６２、金属配線、または受動素子を形成する。連結パッド６２は、金属酸化層１８の表面上やビア２０の表面上に形成されて、複数個のパッケージ基板１００を連結する時に使用される。連結パッド６２、金属配線または受動素子は、シルクスクリーン工程などの方法で形成されてもよい。
【００９２】
図４３および図４４は本発明の他の実施形態によるパッケージ基板の連結パッドの構造およびその形成方法を説明するための断面図である。
【００９３】
図４３を参照すれば、前記のような多様なパッケージ基板１００を準備する。図４３では、便宜上、図６のパッケージ基板１００を例に挙げて説明する。つまり、図４３では、金属酸化層１８の両側部にビア２０が形成されたパッケージ基板１００が準備される。
【００９４】
図４４を参照すれば、金属酸化層１８およびビア２０を含むパッケージ基板１００の上面上および下面上に連結パッド６２、金属配線または受動素子を直接形成する。連結パッド６２、金属配線または受動素子は、シルクスクリーン工程、半導体工程などによって形成される。連結パッド６２は、金属酸化層１８の表面上やビア２０の表面上に形成されて、複数個のパッケージ基板１００を連結する時に使用される。
【００９５】
連結パッドが形成されたパッケージ基板の多層積層方法およびその構造について説明する。
【００９６】
以下では、連結パッドが形成されたパッケージ基板の多層積層方法を説明するが、このような方法をベースパッケージモジュールを積層する時にも適用することができる。パッケージ基板を利用した多層積層方法を説明する。
【００９７】
図４５乃至図４７は本発明の一実施形態によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【００９８】
具体的に、前記で説明したような連結パッド６２が形成された複数個のパッケージ基板１００を準備する。各パッケージ基板１００では、金属酸化層１８内にビア２０が形成され、ビア２０の上下に重ねて連結パッド６２が形成されている。連結パッド６２およびビアは、パッケージ基板１００の望ましい設計に応じ、異なった形態に構成される。
【００９９】
連結パッド６２が形成されたパッケージ基板１００を、接着層６６を利用して積層する。それによって、パッケージ基板１００間には接着層６６が位置するようになる。パッケージ基板１００の積層時には、連結パッド６２を通じて個々のパッケージ基板１００が互いに連結される。
【０１００】
図４５乃至図４７で、前記実施形態における参照番号と同一なものは同一な部材を示す。
【０１０１】
図４８および図４９は本発明の他の実施形態によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【０１０２】
図４８を参照すれば、前記で説明したような連結パッド６２が形成された複数個のパッケージ基板１００を準備する。パッケージ基板１００は、金属酸化層１８内にビア２０が形成され、ビア２０の上下に重ねて連結パッド６２が形成されている。連結パッド６２及びビアは、パッケージ基板１００の望ましい設計に応じ、異なった形態に構成される。次に、パッケージ基板１００の上面上や下面上にシルクスクリーン工程などを利用して選択的に接着層６６を形成する。
【０１０３】
図４９を参照すれば、連結パッド６２が形成されたパッケージ基板１００を積層して互いに接着する。それによって、パッケージ基板１００間には接着層６６が位置するようになる。パッケージ基板１００の積層時には、連結パッド６２を通じて個々のパッケージ基板１００が互いに連結される。
【０１０４】
図５０は本発明の更に他の実施形態によるパッケージ基板の多層積層方法およびその構造を説明するための断面図である。
【０１０５】
図５０を参照すれば、前記実施形態のように形成された多層のパッケージ基板１００を準備する。さらに、多層のパッケージ基板１００を貫通する貫通ホール７０や多層のパッケージ基板１００のうちの一部だけを貫通する非貫通ホールを７２を形成する。更に、貫通ホール７０を金属物質で満たしてビア７６を形成する。非貫通ホール７２も金属物質で満たしてビア７８を形成する。図５０中で、参照番号７４は接触金属層を示す。図５０のように、パッケージ基板を積層した後に多様な形態に加工して、パッケージ基板を利用することができる。
【図１】
2010534950.tif 000003
【図２】
2010534950.tif 000004
【図３】
2010534950.tif 000005
【図４】
2010534950.tif 000006
【図５】
2010534950.tif 000007
【図６】
2010534950.tif 000008
【図７】
2010534950.tif 000009
【図８】
2010534950.tif 000010
【図９】
2010534950.tif 000011
【図１０】
2010534950.tif 000012
【図１１】
2010534950.tif 000013
【図１２】
2010534950.tif 000014
【図１３】
2010534950.tif 000015
【図１４】
2010534950.tif 000016
【図１５】
2010534950.tif 000017
【図１６】
2010534950.tif 000018
【図１７】
2010534950.tif 000019
【図１８】
2010534950.tif 000020
【図１９】
2010534950.tif 000021
【図２０】
2010534950.tif 000022
【図２１】
2010534950.tif 000023
【図２２】
2010534950.tif 000024
【図２３】
2010534950.tif 000025
【図２４】
2010534950.tif 000026
【図２５】
2010534950.tif 000027
【図２６】
2010534950.tif 000028
【図２７】
2010534950.tif 000029
【図２８】
2010534950.tif 000030
【図２９】
2010534950.tif 000031
【図３０】
2010534950.tif 000032
【図３１】
2010534950.tif 000033
【図３２】
2010534950.tif 000034
【図３３】
2010534950.tif 000035
【図３４】
2010534950.tif 000036
【図３５】
2010534950.tif 000037
【図３６】
2010534950.tif 000038
【図３７】
2010534950.tif 000039
【図３８】
2010534950.tif 000040
【図３９】
2010534950.tif 000041
【図４０】
2010534950.tif 000042
【図４１】
2010534950.tif 000043
【図４２】
2010534950.tif 000044
2010534950.tif 000045
【図４３】
2010534950.tif 000046
【図４４】
2010534950.tif 000047
【図４５】
2010534950.tif 000048
【図４６】
2010534950.tif 000049
【図４７】
2010534950.tif 000050
【図４８】
2010534950.tif 000051
【図４９】
2010534950.tif 000052
【図５０】
2010534950.tif 000053
【国際調査報告】
2010534950.tif 000054
2010534950.tif 000055