(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置の基板よりも大きな板体の一面側に、複数個の半導体素子を所定箇所に接着剤を用いることなく固着し得る半導体装置の製造方法。【解決手段】板体１４の一面側に、半導体素子１６が挿入される複数個の透孔が形成された、半導体素子１６の厚さと等しい厚さで且つ熱処理によって収縮する第１樹脂フィルム１０を載置した後、電極形成面が露出するように半導体素子１６を透孔内に搭載し、次いで、第１樹脂フィルム１０の表面に、透孔に搭載した半導体素子１６の電極形成面を覆うように、第１樹脂フィルム１０の加熱処理温度で収縮する第２樹脂フィルム１８を載置した後加熱処理を施し、その後、樹脂層２０内に埋設されている各半導体素子１６の電極と、樹脂層３０の表面側に形成されるはんだボール３２とを電気的に接続する内部配線２６を形成した後、個片に切断する。【選択図】図２
2005317832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面側に積層された樹脂層内に埋設されている半導体素子の電極と、前記樹脂層の表面側に形成された外部接続端子とが、前記樹脂層に形成された内部配線を介して電気的に接続されている半導体装置を、前記基板よりも大きな板体の一面側に複数個の半導体素子を搭載して製造する際に、
該板体の一面側に、搭載される半導体素子が挿入される複数個の透孔が形成された、前記半導体素子の厚さと等しい厚さで且つ加熱処理によって収縮する第１樹脂フィルムを載置した後、電極形成面が露出するように半導体素子を前記透孔内に搭載し、
次いで、前記第１樹脂フィルムの表面に、前記透孔の各々に搭載した半導体素子の電極形成面を覆うように、前記第１樹脂フィルムの加熱処理温度で収縮する第２樹脂フィルムを載置した後、
前記板板の一面側に搭載した半導体素子の各々が、前記第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムの熱収縮によって板体の所定箇所に固着されると共に、前記第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムから成る樹脂層内に埋設されるように、前記第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムに加熱処理を施し、
その後、前記板体の一面側に固着され且つ前記樹脂層内に埋設されている各半導体素子の電極と、前記樹脂層の表面側に形成される外部接続端子とを電気的に接続する内部配線を形成して得られる半導体装置の各々を、前記板体及び樹脂層を切断して個片にすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムとして、熱硬化性樹脂から成る樹脂フィルムを用いる請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムとして、１５０〜２００℃で熱収縮を呈する樹脂フィルムを用いる請求項１又は請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
板体として、シリコン、ガラスエポキシ又は銅から成る板体を用いる請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。                                                       
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、更に詳細には基板の一面側に積層された樹脂層内に埋設されている半導体素子の電極と、前記樹脂層の表面に形成された外部接続端子とが、前記樹脂層に形成した内部配線を介して電気的に接続されている半導体装置を、前記基板よりも大きな板体の一面側に複数個の半導体素子を搭載して製造する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に示す半導体装置１００は、銅板等の熱伝導性が良好な金属から成る基板１０２の一面側に、電極形成面の背面側が密着されて搭載された半導体素子１０４が、基板１０２の一面側に積層された樹脂層１０６，１０８に埋設されている。この半導体素子１０４の電極形成面に形成された電極の各々は、半導体素子１０４の電極形成面を被覆する樹脂層１０８を貫通するヴィア１１０，１１０と、樹脂層１０８の上面に形成された配線パターン１１２，１１２とから成る内部配線を介して、ソルダレジスト層１１４の上面に形成された外部接続端子としてのはんだボール１１６，１１６・・と電気的に接続されている。
かかる図３に示す半導体装置１００を工業的に接続する半導体装置の製造方法として、下記特許文献１には、図４及び図５に示す半導体装置の製造方法が提案されている。この  図４及び図５に示す半導体装置の製造方法によれば、複数個の半導体装置１００を一度に製造できる。
【特許文献１】特開２００２−１６１７３号公報（実施例１、図１）
【０００３】
図４及び図５に示す半導体装置の製造方法では、先ず、複数個の半導体装置を一度に形成し得る大きさの銅板２００の一面側に、ガラスクロス・エポキシプリプレグから成る樹脂フィルム２０２をプレス積層する。この樹脂フィルム２０２には、複数個の半導体素子の各々を挿入する透孔が形成されており、樹脂フィルム２０２がプレス積層された銅板２００の一面側には、底面に銅板２００が露出する凹部２０４．２０４・・が形成されている［図４（ａ）］。
かかる凹部２０４．２０４・・の各底面に、高熱伝導性粘着シートを張り付けた後、凹部２０４．２０４・・の各々に、電極形成面が露出するように半導体素子１０４を搭載して圧着し、半導体素子１０４，１０４・・の各背面側を銅板２００の一面側に接着する［図４（ｂ）］。
この様に、銅板２００の一面側に接着された半導体素子１０４，１０４・・の各電極形成面を覆うように、感光性ドライフィルム２０４を樹脂フィルム２０２上に被着する［図４（ｃ）］。
【０００４】
次いで、感光性ドライフィルム２０４に、半導体素子１０４の各電極形成面に形成された電極位置にヴィアホールが形成されるようにパターニングを施した後、図５（ａ）に示す様に、形成したヴィアホール内に銅金属を充填してヴィア１１０，１１０・・を形成するとと共に、ヴィア１１０が一端部に接続された配線パターン１１２，１１２・・を形成する。
形成した配線パターン１１２，１１２・・は、図５（ａ）に示す様に、その他端部に形成されたパッドを除いて、ソルダレジスト層２０６で覆われており、配線パターン１１２，１１２・・の他端部に形成された各パッドには、外部接続端子としてのはんだボール１１６が搭載されている。
次いで、図５（ｂ）に示す様に、銅板２００、樹脂フィルム２０２、感光性ドライフィルム２０４及びソルダレジスト層２０６を切断し、半導体装置１００，１００・・の個片とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４及び図５に示す半導体装置の製造方法によれば、複数個の半導体装置を同時に製造できるため、個々に半導体装置を製造する場合に比較して、効率的に半導体装置を製造できる。
しかしながら、図４及び図５に示す半導体装置の製造方法では、図４（ａ）（ｂ）に示す如く、銅板２００の一面側に圧着した樹脂フィルム２０２に形成された、銅板２００が露出する凹部２０４．２０４・・の各底面に、高熱伝導性粘着シートを張り付けた後、凹部２０４．２０４・・の各々に、電極形成面が露出するように半導体素子１０４を搭載して圧着し、半導体素子１０４，１０４・・の各背面側を銅板２００の一面側に接着することが必要である。
この様に、接着剤によって半導体素子１０４，１０４・・の各背面側を銅板２００の一面側に接着する工程は、半導体素子１０４，１０４・・の各底面に高熱伝導性粘着シートを張り付ける操作と、各凹部２０４の底面に搭載した半導体素子１０４を押し付ける操作と、その接着剤のキュア等の処理を施す操作とを必要とし、半導体装置の製造工程を複雑化する。
そこで、本発明の課題は、半導体装置の基板よりも大きな板体の一面側に複数個の半導体素子の各々を所定箇所に接着剤を用いることなく固着し得る半導体装置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】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するには、図４及び図５に示す半導体装置の製造方法において、図４（ｃ）に示す様に、銅板２００の一面側に搭載された半導体素子１０４，１０４・・を覆う樹脂フィルム２０２及び感光性ドライフィルム２０４に代えて熱収縮性と熱接着性とを併せ持つフィルムを用いることが有効であると考え検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、基板の一面側に積層された樹脂層内に埋設されている半導体素子の電極と、前記樹脂層の表面側に形成された外部接続端子とが、前記樹脂層に形成された内部配線を介して電気的に接続されている半導体装置を、前記基板よりも大きな板体の一面側に複数個の半導体素子を搭載して製造する際に、該板体の一面側に、搭載される半導体素子が挿入される複数個の透孔が形成された、前記半導体素子の厚さと等しい厚さで且つ加熱処理によって収縮する第１樹脂フィルムを載置した後、電極形成面が露出するように半導体素子を前記透孔内に搭載し、次いで、前記第１樹脂フィルムの表面に、前記透孔の各々に搭載した半導体素子の電極形成面を覆うように、前記第１樹脂フィルムの加熱処理温度で収縮する第２樹脂フィルムを載置した後、前記板板の一面側に搭載した半導体素子の各々が、前記第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムの熱収縮によって板体の所定箇所に固着されると共に、前記第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムから成る樹脂層内に埋設されるように、前記第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムに加熱処理を施し、その後、前記板体の一面側に固着され且つ前記樹脂層内に埋設されている各半導体素子の電極と、前記樹脂層の表面側に形成される外部接続端子とを電気的に接続する内部配線を形成して得られる半導体装置の各々を、前記板体及び樹脂層を切断して個片にすることを特徴とする半導体装置の製造方法にある。
【０００７】
かかる本発明において、第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムとして、熱硬化性樹脂から成る樹脂フィルムを用いることによって、半導素子の各々を板体の所定箇所に強固に固着できる。
特に、第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムとして、１５０〜２００℃で熱収縮を呈する樹脂フィルムを好適に用いることができる。
また、板体として、シリコン、ガラスエポキシ又は銅から成る板体を好適に用いることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、最終工程で個片化した際に、半導体素子の支持基板となる板体の一面側に、半導体素子の厚さと等しい厚さで且つ加熱処理によって収縮する第１樹脂フィルムに形成された複数個の透孔内に挿入されて搭載された半導体素子は、この第１樹脂フィルムと、第１樹脂フィルムの加熱処理温度で収縮する第２樹脂フィルムとによって包まれている。この状態を保ちつつ、第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムとに加熱処理を施し、その収縮によって半導体素子の各々を板体の所定箇所に固着できると共に、第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムとから成る樹脂層内に半導体素子の各々を埋設できる。。
その結果、半導体素子の各々を接着する接着剤を用いることなく板体の一面側の所定箇所に固着でき、半導体装置の製造工程の簡略化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明においては、図１（ａ）に示す様に、半導体素子が挿入される透孔１２，１２・・が形成された第１樹脂フィルム１０を板体１４の一面側に載置し［図１（ｂ）］、この透孔１２，１２・・の各々に半導体素子１６を挿入する［図１（ｃ）］。半導体素子１６の各々は、第１樹脂フィルム１０と同一厚さ（例えば５０〜２００μｍ）に形成されており、その電極形成面が露出するように、第１樹脂フィルム１０の透孔１２内に挿入し、板板１４の一面側に載置される。
更に、第１樹脂フィルム１０の透孔１２，１２・・の各々に挿入した半導体素子１６の電極形成面を覆うように、第１樹脂フィルム１０と同一厚さの第２樹脂フィルム１８を、第１樹脂フィルム１０の表面に載置する［図１（ｄ）］。この第２樹脂フィルム１８は、第１樹脂フィルム１０よりも厚くてもよく或いは薄くてもよい。
かかる第１樹脂フィルム１０及び第２樹脂フィルム１８は、同一温度での加熱処理によって熱収縮する樹脂フィルムである。
この第１樹脂フィルム１０及び第２樹脂フィルム１８としては、熱硬化性樹脂から成るフィルムであって、室温下では安定した形態を呈するものの、所定温度以上の加熱処理下では、熱収縮と接着とを併せ呈する樹脂フィルムを好適に用いることができる。特に、第１樹脂フィルム１０及び第２樹脂フィルム１８として、１５０〜２００℃で熱収縮する樹脂フィルムを好適に用いることができる。
かかる第１樹脂フィルム１０及び第２樹脂フィルム１８は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る樹脂フィルムに、室温下では安定した形態を呈する程度に加熱処理を施すことによって得ることができる。
また、板体１４としては、シリコン、ガラスエポキシ又は銅から成る板体を好適に用いることができる。この板体１４の厚さは、半導体装置等の製造工程において、搭載した半導体素子の各々を保持してハンドリングできる程度でよく、最終的に切断することを考慮すると、製造工程でのハンドリング性を損なわない程度に薄い板板１４が好ましい。具体的には、板板１４としてシリコン基板を用いる場合には、５００〜６００μｍ程度の厚さのものが好適である。
【００１０】
図１（ｄ）に示す様に、第１樹脂フィルム１０と第２樹脂フィルム１８とによって、板体１４の一面側に搭載された半導体素子１６，１６・・の各々が包まれている状態を保ちつつ、第１樹脂フィルム１０と第２樹脂フィルム１８とが熱収縮する温度下で加熱処理を施す。かかる第１樹脂フィルム１０及び第２樹脂フィルム１８の熱収縮によって、半導体素子１６，１６・・の各々を板体１４の所定箇所に固着できる。
ここで、第１樹脂フィルム１０及び第２樹脂フィルム１８として、熱硬化性樹脂から成る樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムに加熱・硬化処理を施すことによって、
熱収縮と接着とを併せ呈するため、半導体素子１６，１６・・の各々を板体１４の所定箇所に更に強固に固着できる。
この様に、第１樹脂フィルム１０及び第２樹脂フィルム１８の熱収縮によって板体１４の一面側の所定箇所に固着された半導体素子１６，１６・・の各々は、図２（ａ）に示す様に、第１樹脂フィルム１０及び第２樹脂フィルム１８から成る樹脂層２０内に埋設されている。
【００１１】
かかる半導体素子１６，１６・・の各電極形成面に形成された電極が底面に露出するように、図２（ａ）に示す様に、ヴィアホール２２，２２・・を形成する。このヴィアホール２２，２２・・は、炭酸ガスレーザ等のレーザを用いて形成できる。
次いで、樹脂層２０のヴィアホール２２，２２・・の内壁面を含む全表面に、無電解銅めっきによって銅薄膜層を形成し、この銅薄膜層を電極層する電解銅めっきによって、ヴィアホール２２，２２・・内に銅金属を充填すると共に、樹脂層２０の上面に所定厚さの銅層を形成する。
その後、銅層にパターニングを施し、図２（ｂ）に示す様に、ヴィアホール２２，２２・・内に銅金属を充填して形成したヴィア２４，２４・・のうち、対応するヴィア２４が一端部に接続された配線パターン２６を形成する。
【００１２】
樹脂層２０の表面に形成された配線パターン２６，２６・・の各々は、図２（ｃ）に示す様に、その他端部の外部接続端子を形成する外部接続端子用パッド２８を除いて、ソルダレジストを塗布されて形成されたソルダレジスト層３０によって覆われる。
かかる配線パターン２６，２６・・の各外部接続端子用パッド２８には、図２（ｄ）に示される様に、外部接続端子としてのはんだボール３２が形成される。
このはんだボール３２は、樹脂層２０によって埋設された半導体素子１６の電極端子と、ヴィア２４及び配線パターン２６から成る内部配線を介して電気的に接続されている。
その後、図２（ｄ）に示す板体１４、樹脂層２０及びソルダレジスト層３０を、その切断ライン（形成すべき半導体装置の外形寸法に沿ったライン）に沿って同時に切断し、個片の半導体装置とする。
【００１３】
図１及び図２に示す半導体装置の製造方法によれば、板体１４の一面側に搭載した半導体素子１６，１６・・の各々を接着剤で接着する工程を不要にできるため、板体の一面側に搭載した複数個の半導体素子の各々を接着剤で接着する工程を必要とする図４及び図５に示す従来の半導体装置の製造方法よりも、その工程の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法について、その工程の一部を説明するための工程図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法について、図１に示す工程に続く工程を説明するための工程図である。
【図３】半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置について説明する断面図である。
【図４】従来の半導体装置の製造方法について、その工程の一部を説明するための工程図である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法について、図４に示す工程に続く工程を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  第１樹脂フィルム
１２  透孔
１４  板体
１６  半導体素子
１８  第２樹脂フィルム
２０  樹脂層
２４  ヴィア
２６  配線パターン
２８  外部接続端子用パッド
３０  ソルダレジスト層
３２  はんだボール                                                              
【図１】
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【図２】
2005317832.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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