(57)【要約】【課題】機械的強度を備えながら薄型化可能で高周波特性に優れる半導体チップ内蔵モジュールとその製造方法を提供する。【解決手段】半導体チップ内蔵モジュール１００は、絶縁層１０４と配線パターン１０１と半導体チップ１０２を有して成り、絶縁層は、その一方の表面に配線パターンを有し、また、その内部に半導体チップを有して成り、該配線パターンと該半導体チップは電気的に接続され、絶縁層は、（Ａ）室温で液状の熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤と（Ｃ）熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物と、（Ｄ）無機フィラーとを含んで成る硬化性組成物を硬化した硬化組成物により形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と配線パターンと半導体チップとを有して成り、該絶縁層は、その一方の表面に該配線パターンを有し、また、その内部に該半導体チップを有して成り、該配線パターンと該半導体チップは電気的に接続されている半導体チップ内蔵モジュールであって、
該絶縁層は、（Ａ）室温で液状の熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤と（Ｃ）熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物と、（Ｄ）無機フィラーとを含んで成る硬化性組成物を硬化した硬化組成物により形成されていることを特徴とする半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項２】
硬化性組成物は、（Ａ）熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤の合計量１００質量部に対して、（Ｂ）熱可塑性樹脂を１０〜１００質量部の範囲の量で含み、（Ａ）熱硬化性樹脂と（Ｂ）潜在性硬化剤と（Ｃ）熱可塑性樹脂との合計量５〜３０質量部に対して、無機フィラー（Ｄ）を７０〜９５質量部の範囲の量で含む、請求項１に記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項３】
熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂が未硬化の状態では粉末状である、請求項１または２に記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項４】
熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂である、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項５】
硬化性組成物は、室温から温度上昇させると、熱硬化性樹脂が硬化を始める前に、粘度が上昇して固形化状態になる、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項６】
硬化性組成物の固形化に到る粘度上昇は、熱可塑性樹脂に液状成分が吸収されて膨潤することに由来する、請求項５に記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項７】
無機フィラーが、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４及びＡｌＮから選ばれた少なくとも１種のフィラーである、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項８】
配線パターンに半導体チップがフェースダウンで実装され、半導体チップの背面が絶縁層から露出している、請求項１〜７のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項９】
フェースダウンで実装された半導体チップの背面および／または半導体チップの側面を被覆する絶縁層の露出表面の少なくとも一部にシールド層が設けられている、請求項１〜８のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項１０】
シールド層が金属皮膜である、請求項９記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項１１】
配線パターンが回路基板の表面に形成されている、請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュール。
【請求項１２】
絶縁層と配線パターンと半導体チップを有して成り、該絶縁層は、その一方の表面に該配線パターンを有し、また、その内部に該半導体チップを有して成り、該配線パターンと該半導体チップは電気的に接続された半導体チップ内蔵モジュールの製造方法であって、
（１）支持体の表面に形成された該配線パターンに該半導体チップをフェースダウンで実装することによって該配線パターンと該半導体チップとを電気的に接続する工程と、
（２）（Ａ）室温で液状の熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤と（Ｃ）熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物と、（Ｄ）無機フィラーとを含んで成る硬化性組成物に該半導体チップを埋設する工程と、
（３）硬化性組成物を加熱処理して固形化する工程と、
（４）固形化した該硬化性組成物の厚み方向に該支持体に到る分割部を形成する工程と、
（５）固形化した該硬化組成物を更に加熱して硬化性組成物を硬化させて硬化組成物から成る絶縁層を形成する工程と、
（６）分割部に応じて硬化組成物を分割する工程とを含むことを特徴とする半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項１３】
支持体が離型性を有する離型キャリアであって、分割部に応じて分割する工程において、離型キャリアを硬化組成物から剥離除去する、請求項１２に記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項１４】
支持体が配線パターンを有する回路基板である、請求項１２または１３に記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項１５】
硬化性組成物は、（Ａ）熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤の合計量１００質量部に対して、（Ｂ）熱可塑性樹脂を１０〜１００質量部の範囲の量で含み、（Ａ）熱硬化性樹脂と（Ｂ）潜在性硬化剤と（Ｃ）熱可塑性樹脂との合計量５〜３０質量部に対して、無機フィラー（Ｄ）を７０〜９５質量部の範囲の量で含む、請求項１２〜１４のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項１６】
熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂が未硬化の状態では粉末状である、請求項１２〜１５のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項１７】
熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂である、請求項１６に記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項１８】
硬化性組成物は、室温から温度上昇させると、熱硬化性樹脂が硬化を始める前に、粘度が上昇して固形化状態になる、請求項１２〜１７のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項１９】
硬化性組成物の固形化に到る粘度上昇は、熱可塑性樹脂に液状成分が吸収されて膨潤することに由来する、請求項１８に記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２０】
硬化性組成物を加熱処理して固形化する温度は、潜在性硬化剤の活性化温度より低い、請求項１２〜１９のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２１】
硬化性組成物の粘度が室温で１０〜１００Ｐａ・ｓの範囲であり、硬化性組成物を固形化させた後の硬化性組成物の粘度が室温で１００００〜１０００００Ｐａ・ｓである請求項１２〜２０のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２２】
硬化性組成物に半導体チップを埋設する工程と、硬化性組成物を加熱処理して硬化性組成物を固形化させる工程とを同じ工程で実施する、請求項１２〜２１のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２３】
硬化性組成物に半導体チップを埋設する工程は、硬化性組成物からなるシートを、フェースダウンで配線パターンに実装された半導体チップの背面側から重ねた後、加熱加圧することにより実施する、請求項１２〜２２のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２４】
硬化性組成物に半導体チップを埋設する工程は、硬化性組成物からなるペーストを、フェースダウンで実装された半導体チップの背面側から減圧下で供給した後、加熱することにより実施する請求項１２〜２２のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２５】
固形化する工程の後、硬化性組成物に分割部を形成する工程の前に、
硬化性組成物および硬化性組成物に埋設された半導体チップの少なくとも一部を、半導体チップの回路形成面の反対面側から除去する工程を実施する、請求項１２〜２４のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２６】
硬化性組成物および半導体チップの少なくとも一部の除去は、研磨、研削および切断から選ばれた少なくとも一つで実施する、請求項２５に記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２７】
分割する工程において、離型キャリアを剥離する前に、半導体チップの回路形成面の反対面および／あるいは側面を被覆する絶縁層の表面の少なくとも一部にシールド層を形成する、請求項１２〜２６のいずれかに記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【請求項２８】
シールド層は、めっき法、蒸着法、スパッタ法から選ばれた少なくとも一つによって形成する請求項２７に記載の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを内蔵したモジュールに関し、特に、容易に薄型化が可能で、かつ、信頼性と高周波特性に優れた、高密度実装可能なモジュール、ならびにそのようなモジュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体チップの高密度化、高機能化が進み、半導体チップの大型化や多電極化が顕著である。他方、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い、半導体パッケージの小型化が求められている。このため、半導体パッケージは、リードをパッケージの周辺に配置したＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）型から、下面に電極をエリアアレイ状に配置したＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）型や、さらに小型化を進めたＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）型へと移行しつつある。
【０００３】
これら半導体パッケージにおいて、半導体チップを樹脂封止するための封止用樹脂組成物には種々の特性が求められている。特に、吸湿した状態ではんだリフロー等の高温にさらされた際に発生するリフロークラックを防止するために、高曲げ強度であることが要求される。この要求を満足するために、封止用樹脂組成物に含まれる充填材としての無機フィラーの含有量を増加させて曲げ強度を増大させる提案が種々開示されている。
【０００４】
例えば、無機フィラーの粒度分布を最適化することによって、封止工程に必要な封止用樹脂組成物の流動性を低下させずに、無機フィラーの含有量を増加させるものがある（特許文献１参照）。また、表面に微細な凹凸を形成した球形の無機フィラーを用いることにより、流動性を低下させずに充填量を増加させ易い球形としながら、曲げ強度を向上しているものがある（特許文献２参照）。
【０００５】
上述したＣＳＰなどの開発により半導体パッケージは小型化されつつある一方で、例えばカードサイズの情報端末等には半導体パッケージの薄型化または低背化が望まれている。この要望に応じて、半導体パッケージに用いられるインターポーザとよばれる半導体実装用の回路基板も薄型化が要求され、フレキシブル基板など薄型基板の開発が活発に行われている。
【０００６】
他方、半導体チップ自身も研磨によって薄くすることが要求されている。しかし、１００μｍ以下の半導体チップは機械的強度が弱く、半導体ウェハを研磨により薄くすることはウェハ割れの発生が問題となり、また、個々の半導体チップの研磨は、より困難であり、効率的ではない。更に、薄型化して得られた半導体チップは機械的強度が弱いため、フリップチップ実装では、破壊する恐れがあるので実装時に荷重をかけることができず、取り扱いが難しい。
【０００７】
これに対し、熱硬化性樹脂に無機フィラーを混合した樹脂組成物に半導体チップを埋設した後に、半導体チップの裏面側から所望の厚みになるまで研磨することによって半導体パッケージを薄型化する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００８】
この方法によれば、フリップチップ実装した厚い半導体チップの状態で樹脂封止した後に研磨するので、半導体チップに機械的衝撃を加えずに薄い半導体パッケージが得られ、かつ、研磨時の半導体チップの汚染を防止できる。更に、半導体チップを多数個実装して、埋設・薄型化することによって半導体ウェハにおける研磨と同様に効率も良くなり、その後に分割することによって容易にＣＳＰとすることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０６−２２４３２８号公報
【特許文献２】
特開平０６−２２４３２９号公報
【特許文献３】
特開平２００１−３３２６５４号公報（第１６−１７頁，第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように樹脂封止を行った半導体パッケージにおいては、以下の問題を有している。
半導体パッケージは薄型化するほど、上述のリフロークラックが発生し易くなる。更に、半導体パッケージにおいて、インターポーザならびに半導体チップが薄型化するほど、機械的強度が弱くなり、ハンドリング時や実装時に加わる外的応力によって、また、実装後に半導体パッケージと実装した基板の熱膨張の差に起因する熱応力によって、半導体チップが破壊される恐れが大きくなる。
【００１１】
しかしながら、半導体チップを封止する樹脂組成物、ひいては半導体パッケージ自体の曲げ強度を向上させる目的で、樹脂組成物に無機フィラーを充填する場合、樹脂組成物の流動性を損なわない範囲で充填できる無機フィラー量には限界がある。その限界量を超えて無機フィラーを含有する樹脂組成物を用いると半導体パッケージの成形が困難である。
【００１２】
他方、上述の半導体チップを実装してから無機フィラーを混合した熱硬化性樹脂組成物で埋設した後に研磨して薄型化した半導体パッケージにおいて、研磨によって半導体チップを薄くするほど、研磨時の外力から半導体チップを保護するために樹脂組成物の機械的強度が要求される。また、薄型化するための研磨工程および複数の半導体チップを樹脂封止した後のダイシング等の加工による個辺分割の工程において、樹脂組成物中の無機フィラーが硬いため、フィラーが多量に充填されているほど加工が困難であり、また、加工時の加工工具の磨耗が激しいという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のような問題を解消することを課題とし、容易に薄型化が可能であり、信頼性と高周波特性に富む高密度実装可能なモジュールおよびその製造方法を提供しようとするものである。
【００１４】
第１の要旨において、本発明は、絶縁層と配線パターンと半導体チップを有して成り、該絶縁層は、その一方の表面に該配線パターンを有し、また、その内部に該半導体チップを有して成り、該配線パターンと該半導体チップは電気的に接続された半導体チップ内蔵モジュールを提供し、
該絶縁層は、（Ａ）熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤と（ｃ）熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物と、（Ｄ）無機フィラーとを含んで成る硬化性組成物を硬化した硬化組成物により形成されている。
【００１５】
第２の要旨において、上述のような半導体チップ内蔵モジュールの製造方法を提供し、その方法は、
（１）半導体チップを、支持体の表面に形成された配線パターンに、フェースダウンで実装する（即ち、電気的に接続する）工程と、
（２）（Ａ）熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤と（Ｃ）熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物と、（Ｄ）無機フィラーとを含んで成る硬化性組成物に該半導体チップを埋設する工程と、
（３）該硬化性組成物を加熱処理して固形化させる工程と、
（４）固形化した該硬化性組成物を更に加熱処理して該硬化性組成物を硬化させる工程とを含んで成る。必要に応じて、工程（３）または工程（４）の後、支持体を取り除いてよく、支持体を有さない状態の半導体チップ内蔵モジュールを得ることができる。
【００１６】
この製造方法において、複数の半導体チップ内蔵モジュールを実質的に同時に製造する場合、以下のように実施できる：
上記工程（１）において、複数の配線パターンが表面に形成されている支持体を使用し、各配線パターンに半導体チップを実装し、
上記工程（２）において、硬化性組成物内に全ての半導体チップを埋設し、
上記工程（３）の後、上記工程（４）の前に、該支持体を有する状態で、各々が半導体チップを所定のように含む、複数の半導体チップ内蔵モジュールを画定するように、該硬化性組成物の厚み方向に分割部（例えば分割ライン）を形成し、その後、
上記工程（４）を実施し、その後、該分割部に沿って分割して、個々の半導体チップ内蔵モジュールを得ることを特徴とする。
【００１７】
上記方法において、複数の配線パターンは、同じ配線パターンが繰り返し支持体上に形成されていてよく、従って、各配線パターンに実装する半導体チップは同じであってよい。分割部は、硬化性組成物の露出表面から支持体に達するように形成し、分割は、そのような支持体を他の部分（即ち、半導体チップおよび配線パターンを含む硬化組成物）から除去することによって自動的に実施できる。
【００１８】
本発明においては、硬化性組成物を使用する。この硬化性組成物は、液状の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂を含んで成る樹脂組成物、ならびにそれに含まれている無機フィラーを含んで成る。熱硬化性樹脂は、潜在性硬化剤を含む。熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂が未硬化の状態では、特に室温（通常２５℃）において、粉末状であるのが好ましい。このような硬化性組成物は、それを構成する各成分を均質に混合して得られ、その場合、粘土またはペースト状の組成物となり、多少のべたつき感があってもよい。硬化性組成物に含まれる熱硬化性樹脂は液状である。硬化性組成物に含まれる潜在性硬化剤は、ある温度を越えると硬化剤としての機能を発揮して熱硬化性樹脂を硬化させるものであり、そのような温度を本明細書では「活性化温度」と呼ぶ。活性化温度より低い温度では、熱硬化性樹脂の硬化は実質的に起こらない。
【００１９】
上述のような硬化性組成物を加熱すると、その粘度が次第に上昇する。尚、加熱に際して、一旦粘度が多少下がって、その後、上昇する場合もある。この粘度の上昇は、加熱の前段においては、熱可塑性樹脂がその周囲の液状物を吸収することによって膨潤することに由来し、加熱の後段においては、潜在性硬化剤が活性化されて熱硬化性樹脂の硬化が進むことに由来するものと考えられる。このような粘度特性を有する結果、硬化性組成物は、その加熱の途中で、好ましくは前段の粘度上昇が終了した後で、それを固形物として扱うことができる（例えば後述するように、半導体モジュールの製造に際して実質的に悪影響を及ぼすことなく分割線を形成できる）ほどに高い粘度を有する状態となる。即ち、粘度を測定することができるものの、見掛け上（例えば重力以外の外力が作用しない状態では）、流動性が無いかのような状態となる。そのような状態になることを本明細書では「固形化」と呼ぶ。加熱することによる固形化状態への変化は非可逆的な変化であり、一旦固形化すると、温度が低下しても最初に組成物が有していたような低い粘度には戻らない。この意味で、硬化性組成物の固形化は、非可逆的固形化である。
【００２０】
硬化性組成物の加熱の過程において、硬化性組成物の温度が潜在性硬化剤の活性化温度に達すると、熱硬化性樹脂の硬化が始まり、その後、硬化が次第に進行し、その影響によって粘度が更に上昇し、硬化の完了が近づく、あるいは実質的に完了すると、実質的に固体状態となる。用語「硬化性組成物」中の用語「硬化性」は、このように熱硬化性樹脂が硬化することを意味するものとして使用している。尚、固形化した状態において、硬化は既に進行していても構わないが、硬化が完了していてはならない。特に、好ましい態様では、固形化した状態では、硬化は実質的に進行していない。即ち、固形化のための加熱では、潜在性硬化剤は活性化されない。
【００２１】
上述のような粘度特性を有する硬化性組成物は、後に例示する使用可能な熱硬化性樹脂および潜在性硬化剤、ならびに熱可塑性樹脂を適宜選択することによって調製することができる。これらの成分の種類および配合量を種々変えることによって、（ａ）固形化状態では硬化が実質的に進んでいない組成物、（ｂ）固形化状態では硬化が進行しているものの、硬化が完了していない（いわゆるＣ−ステージ状態に達していない）組成物、（ｃ）固形化状態では硬化が進行しているものの、硬化の進行は中間的な状態である（いわゆるＢ−ステージ状態である）組成物、（ｄ）固形化状態では硬化が進行しているものの、硬化の進行はわずかである（いわゆるＡ−ステージ状態である）組成物等、種々の硬化性組成物を調製することができる。（ａ）、（ｃ）および（ｄ）の硬化性組成物、特に（ａ）および（ｄ）の硬化性組成物が好ましい。
【００２２】
そのような硬化性組成物の粘度特性の一例を模式的に図７に示している。図７において、縦軸は対数粘度（即ち、ｌｏｇ（粘度））であり、横軸は普通目盛の温度である。図７のグラフにて実線の曲線Ｙで示すように、本発明の硬化性組成物を加熱すると、その粘度が２度急激に上昇している。一旦粘度が低下した後、潜在性硬化剤の活性化温度（α）より低い温度で第１次粘度上昇（曲線Ｙ１）を示し、潜在性硬化剤の活性化温度（α）より高い温度で第２次粘度上昇（曲線Ｙ２）を示す。本発明の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法において、硬化性組成物を固形化する工程は、硬化性組成物が上述のような意味での「固形化」状態になるような温度、即ち、第１次粘度上昇が実質的に終了するような温度と第２次粘度上昇が実質的に始まる温度との間の温度で実施すればよく、例えば、これらの温度の中間的な温度で固形化を実施する。
【００２３】
尚、先に説明したように、第１次粘度上昇カーブＹ１が発現するのは、硬化性組成物が熱可塑性樹脂を含むことに起因する。即ち、潜在性硬化剤の活性化温度未満の温度まで加熱する熱処理によって熱可塑性樹脂が液状成分を吸収した結果、急激な粘度上昇を起こす。また、第２次粘度上昇カーブＹ２の発現は、潜在性硬化剤を加えていることに起因する。即ち、潜在性硬化剤の活性化温度αを越えると硬化反応が始まり、それが急激に進行して粘度が上昇する。
【００２４】
好ましい態様では、硬化組成物を構成する潜在性硬化剤の活性化温度（α）は、熱可塑性樹脂の軟化開始点、特にその軟化点より高く、より好ましくは熱可塑性樹脂の融点より低い。このような温度関係が存在する場合、硬化性組成物は、図示するような粘度特性を有する場合が多い。固形化状態では、実質的に硬化が始まっていないことを確保することが可能となる。
【００２５】
尚、図７において、曲線Ｘは、熱硬化樹脂と硬化剤からなる組成物（即ち、熱可塑性樹脂を含まない）の温度―粘度特性を示したものである。温度の上昇につれて組成物の溶融および／または軟化のために粘度が一旦低下した後、硬化が進んで粘度は単調に徐々に増加する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体チップ内蔵モジュールは、（Ａ）熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤と（ｃ）熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物と、（Ｄ）無機フィラーとを含んで成る硬化性組成物を硬化した硬化組成物が硬化して形成された絶縁層と、配線パターンと、絶縁層の内部に配置され、配線パターンに実装された半導体チップとを備えたことを特徴とする。
【００２７】
本発明の半導体チップ内蔵モジュールによれば、半導体チップを埋設する絶縁層を構成する硬化組成物が曲げ強度に優れるため、半導体チップ内蔵モジュールが薄型化するほど発生し易くなるリフロークラックを効果的に防止することができる。また、本発明の半導体チップ内蔵モジュールの機械的強度も優れており、ハンドリング時や実装時に加わる外的応力に対して、また、実装後に半導体パッケージと実装した基板の熱膨張の差に起因する熱応力に対して強い半導体チップ内蔵モジュールであり、半導体チップが破壊されることはない構造となる。
【００２８】
また、本発明の半導体チップ内蔵モジュールに用いる硬化性組成物は、
（１）（Ａ）熱硬化性樹脂と（Ｂ）潜在性硬化剤との合計量１００質量部に対して、（Ｃ）熱可塑性樹脂が好ましくは１０〜１００質量部、より好ましくは２０〜８０質量部、特に３０〜６０質量部の範囲内の量であり、かつ、
（２）（Ａ）熱硬化性樹脂と（Ｂ）潜在性硬化剤と（Ｃ）熱可塑性樹脂との合計量５〜３０質量部に対して（Ｄ）前記無機フィラーが７０〜９５質量部、より好ましくは８５〜９３質量部、特に８９〜９１質量部の範囲の量である。
【００２９】
熱硬化性樹脂は、室温（一般的に２５℃）で液状であり、熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂が未硬化の時に粉末状であることが望ましい。硬化性組成物を構成する樹脂組成物は、室温で液状の熱硬化性樹脂を主成分とし、少なくとも熱可塑性樹脂および潜在性硬化剤を含有し、かつ、未硬化状態において、熱可塑性樹脂が粉末状であるのが好ましい。このような樹脂組成物は、加熱すると、熱可塑性樹脂粉末が液状成分を吸収して膨潤することが促進され、その結果、未硬化状態であっても粘度が大きくなり非可逆的に実質的に固形化状態となることが可能である。更に加熱して潜在性硬化剤の活性化温度以上に達すると、硬化が始まり、そして、硬化が進み、最終的に完全に硬化状態となることができる。
【００３０】
本発明において使用できる熱硬化性樹脂としては、液状エポキシ樹脂、液状フェノール樹脂等の各種の樹脂を例示できるが、耐熱性および電気絶縁性の点から、本発明では液状エポキシ樹脂が特に好ましい。また、液状であるために硬化性組成物の粘度が低減され、溶剤を含まない場合でも硬化性組成物の加工性が良好になり、絶縁層に加工することが容易になるという利点がある。更に、溶剤を含まないために、絶縁層のボイド発生を低減することができ、その結果、絶縁層の絶縁性を向上させることができる点で好ましい。
【００３１】
上述のような液状エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等を使用できる。このような液状エポキシ樹脂に、室温で固体状であるエポキシ樹脂を添加してもよい。また、一部を臭素化したエポキシ樹脂を添加してもよく、この場合、樹脂組成物およびその硬化物である絶縁層の難燃性が向上する点で好ましい。
【００３２】
潜在性硬化剤は、使用する熱硬化性樹脂に応じて適宜選択できる。例えば、液状エポキシ樹脂を使用する場合、ジシンジアミド系硬化剤、尿素系硬化剤、有機酸ヒドラジド系硬化剤、ポリアミン塩系硬化剤、アミンアダクト系硬化剤等を使用できる。これらは、その活性化温度が好ましくは８０℃以上、より好ましくは９０℃以上である。潜在性硬化剤の配合量は、その種類ならびに熱硬化性樹脂の種類およびその量との組み合わせにより適正な量で選ぶことができる。液状エポキシ樹脂を用いる場合、通常、エポキシ基１当量に対して当量比０．７〜１の範囲で潜在性硬化剤の反応基が存在するように配合するのが好ましい。
【００３３】
熱可塑性樹脂は、液状の熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂組成物に含まれる液状成分、特に液状熱硬化性樹脂を吸収して膨潤する性質を有するものであればよい。特に限定されないが、使用する熱硬化性樹脂の種類に応じて膨潤するものが選択され、粉末形態であるのが特に好ましい。具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリアミドを熱可塑性樹脂として使用でき、これらの樹脂は、液状エポキシ樹脂を用いる場合に特に好ましい。
【００３４】
熱可塑性樹脂粉末の平均粒径は一般的に１〜１００μｍであるのが望ましい。液状成分を含有する樹脂組成物に対する熱可塑性樹脂粉末の混入量は、熱可塑性樹脂粉末が自由に流動する液状成分を吸収し、その結果、混合物が実質的に固形化するのに十分な量であれば良い。液状エポキシ樹脂を用いる場合、液状エポキシ樹脂を主成分とする樹脂組成物の合計量１００質量部に対して、１０〜１００質量部、好ましくは２０〜８０質量部、より好ましくは３０〜６０質量部の熱可塑性樹脂粉末を使用する。熱可塑性樹脂粉末の液状成分に対する膨潤は、加熱処理によって促進される。従って、固形化は、硬化性組成物を加熱処理することによって実施するのが好ましい。
【００３５】
尚、加熱処理は、硬化性組成物が先に説明した固形化状態になる温度で実施すればよい。この加熱処理は、樹脂組成物を熱可塑性樹脂粉末の軟化点以上、溶融点未満の温度に加熱することによって実施するのが好ましく、かつ、活性化温度より低い温度で実施するのが好ましい。尚、本明細書において、軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０６のビカット軟化温度試験方法に則り、本試験方法において加重１０Ｎ、昇温速度５０℃／時間によって測定されるビカット軟化温度を意味する。また、溶融点は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用い昇温速度１０℃／分にて測定し吸熱ピークの発現温度とする。
【００３６】
硬化性組成物を固形化する場合、硬化性組成物に含まれる熱硬化性樹脂の硬化開始温度未満、即ち、潜在性硬化剤の活性化温度未満で行い、熱硬化性樹脂の硬化が始まらないか、あるいは少なくとも仮硬化反応段階において熱硬化性樹脂の状態を保持する（即ち、半硬化状態を）ように行うのが望ましい。仮硬化反応段階における硬化性組成物に含まれる熱硬化性樹脂の反応率は３０％を上限とするのが好ましく、より好ましくは１０％を上限とするのが適当である。この場合、その熱処理温度は、好ましくは５０〜１５０℃、より好ましくは６０〜１２０℃、特に好ましくは７０〜９０℃とする。加熱時間は硬化性組成物が実質的に固形化するのに十分であればよい。尚、ここで、反応率とは、熱硬化性樹脂の硬化反応の割合として定義され、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定される反応に伴う発熱量について，硬化反応を終了した段階の総発熱量に対する割合を算出することによって測定できる。
【００３７】
（Ｄ）無機フィラーは、熱伝導性に優れるＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４及びＡｌＮから選ばれる少なくとも１種のフィラーを含むことが望ましい。半導体チップ内蔵モジュールの曲げ強度を向上し、かつ、モジュールの各種の性能を確保できるからである。無機フィラーの材料を変えることで、硬化性組成物の熱膨張係数、熱伝導度、誘電率等を制御することができる。
【００３８】
Ａｌ２Ｏ３を用いた場合は熱膨張係数を小さくでき、かつ、熱伝導性に優れたモジュールが実現できる。またＳｉＯ２を利用すれば誘電率を制御でき、熱膨張係数も小さくできる。その他ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＢＮ等を選択することにより、熱伝導性が更に優れた半導体チップ内蔵モジュールを実現できる。無機フィラーは、粒状形態であるのが好ましく、その平均粒子径は、０．１〜１００μｍの範囲が適当である。この範囲から外れた粒子径の場合、無機フィラーの充填性や絶縁層の放熱性が低下することがある。粒子径は７〜１２μｍであることが好ましい。
【００３９】
（Ａ）熱硬化性樹脂および（Ｂ）潜在性硬化剤と、（Ｃ）熱可塑性樹脂と、無機フィラー（Ｄ）とを含む硬化性組成物における各成分の含有量は、硬化性組成物全体を１００質量部とすると、例えば、（Ａ）熱硬化性樹脂と（Ｂ）潜在性硬化剤と（Ｃ）熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物を５〜３０質量部、好ましくは７〜１５質量部、更に好ましくは９〜１２質量部とし、無機フィラー（Ｄ）を７０〜９５質量部、好ましくは８５〜９３質量部、更に好ましくは８８〜９１質量部とする。無機フィラーの配合比率がこの範囲より多い場合には、硬化性組成物の流動性および接着性が低下し、配線パターンと接着させることが困難になることがある。また、この範囲より小さい場合、絶縁層の曲げ強度や放熱性が低くなることがある。
【００４０】
硬化性組成物は、必要に応じて、カップリング剤、分散剤、着色剤、離型剤等の添加剤を含有していることが好ましい。このような添加剤を含有することにより、絶縁層の特性の改善を図ることができる。例えば、カップリング剤は、無機フィラーと樹脂組成物との接着性を改善するので絶縁耐圧の向上に有効である。また、分散剤は、無機フィラーの分散性を改善し、組成ムラの低減に有効である。更に、着色剤は、例えばカーボン粉末等の黒色の着色剤であれば、熱放散性の改善に有効である。尚、これらの添加剤の存在は、上述の量的割合においては無視している。
【００４１】
また、本発明の半導体チップ内蔵モジュールにおいては、半導体チップがフェースダウンで実装され、半導体チップの背面が絶縁層から露出していることが望ましい。これは、半導体チップ内蔵モジュールを半導体チップの背面側から加工して厚みを薄くすることができるからであり、機械的強度を備えた薄型の半導体チップ内蔵モジュールとなる。
【００４２】
更に、本発明の半導体チップ内蔵モジュールにおいては、フェースダウンで実装された半導体チップの背面および／あるいは側面を被覆する前記絶縁層の表面の少なくとも一部にシールド層が設けられていることが望ましい。これによって半導体チップから外部に放出される電磁波を遮断することができ、電子部品を含む他の電気回路の誤動作を引き起こすことがない。また、外部から半導体チップ内蔵モジュールに向かう電磁波を遮蔽することができ、半導体チップ内蔵モジュール自身の信頼性も高いものとなる。そのようなシールド層は、薄層の形態の金属、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｓｎであることが望ましい。
【００４３】
また、本発明の半導体チップ内蔵モジュールにおいては、配線パターンは、回路基板の表面に形成されたものであってもよい。これによって半導体チップの電極ピッチを回路基板によって再配線することが可能となり、半導体チップ内蔵モジュールの実装ピッチの自由度が向上する。
【００４４】
本発明の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法は、１つの態様において、
支持体の表面に形成された配線パターンに半導体チップをフェースダウンで実装する工程と、
（Ａ）熱硬化性樹脂と、（Ｂ）潜在性硬化剤と、（Ｃ）熱可塑性樹脂と、無機フィラー（Ｄ）とを含む硬化性組成物に前記半導体チップを埋設する工程と、
前記硬化性組成物を熱処理して前記硬化性組成物を固形化させる工程と、
前記固形化した硬化性組成物の厚み方向に前記支持体を残して分割部を形成する工程と、
加熱して前記硬化性組成物を硬化させる工程と、
前記分割部に応じて分割する工程とを含むことを特徴とする。
【００４５】
本発明の製造方法では、硬化性組成物に含まれる熱硬化性樹脂が未硬化状態のまま固形化した状態で分割線を形成するので、硬化性組成物に硬い無機フィラーが多量に充填されていても容易に加工でき、加工工具の磨耗も最小限に抑えることができる。また、その後の加熱により熱硬化性樹脂を硬化させた場合でも、非可逆的に固形化されているため、加熱による硬化性組成物の流動がおこらず、分割線形成時の形状が維持される。
【００４６】
また、本発明の製造方法においては、支持体が離型性を有する離型キャリアであって、分割線に基づいて分割する工程が離型キャリアを剥離除去する工程であることが望ましい。これにより、複数の半導体チップ内蔵モジュールの製造を一括して行うことができる。また、最終工程まで、配線パターンが離型キャリアによって汚染や衝撃から保護される。
【００４７】
更に、本発明の製造方法においては，前記支持体が回路基板であることも有効である。実装ピッチの自由度が向上した半導体チップ内蔵モジュールを提供することができる。
【００４８】
また、本発明の製造方法においては、硬化性組成物を固形化させるに際して加熱処理を実施するのが好ましく、加熱処理温度が潜在性硬化剤の活性化温度未満であることが望ましい。また、固形化する前の硬化性組成物の粘度が２５℃において１０〜１００Ｐａ・ｓの範囲であり、固形化させた後の硬化性組成物を粘度が２５℃において１００００〜１０００００Ｐａ・ｓであることが望ましい。固形化した硬化性組成物の粘度がこの望ましい範囲にあれば、その後、容易に加工できる、例えば最終的に得られる半導体チップ内蔵モジュールに悪影響を与えることなく、分割部を形成できるからである。
【００４９】
本発明の製造方法においては、硬化性組成物に前記半導体チップを埋設する工程が、硬化性組成物からなるシートをフェースダウンで実装された半導体チップの背面側から重ねた後、加熱加圧することにより行うことが望ましい。これにより、簡単な工程で半導体チップを埋設することができる。
【００５０】
また、本発明の製造方法においては、硬化性組成物に半導体チップを埋設する工程が、硬化性組成物からなるペーストを前記フェースダウンで実装された半導体チップの背面側から減圧下で付与した後、加熱することにより行うことも有効である。減圧下で行うことにより、細部にまでペースト状の硬化性組成物を行き渡らせることができる。
【００５１】
本発明の製造方法においては、硬化性組成物に半導体チップを埋設することと、硬化性組成物を熱処理して硬化性組成物を非可逆的に固形化させることが同じ工程で行われることが望ましい。特に、硬化性組成物の粘度が一旦低下する時に、半導体チップを埋設して、その後の温度上昇によって引き続いて固形化するのが好ましい。
【００５２】
また、本発明の製造方法においては、硬化性組成物に分割部を形成する工程の前に、硬化性組成物および硬化性組成物に埋設された半導体チップの少なくとも一部を、前記半導体チップの回路形成面の反対面側から除去する工程を付加することが望ましい場合がある。この場合、除去加工する方法は、研磨、研削、切断から選ばれた少なくとも一つを含む方法で行うことが望ましい。
【００５３】
これにより、半導体チップは固形化した硬化性組成物に埋設されたままの状態で薄く加工されるので、薄型化加工に際して作用する外力によって半導体チップが損傷することが抑制される。また、硬化性組成物に含まれる熱硬化性樹脂が未硬化状態のまま固形化した状態で加工するのが好ましく、その場合、硬化性組成物に硬い無機フィラーが多量に充填されていても容易に加工でき、加工工具の磨耗も最小限に抑えることができる。また、埋設した半導体チップに対して加工が行われるので、必要以上の半導体チップの汚染を防止することができる。更に、離型キャリアは薄型加工後に剥離除去されるので、配線パターンの汚染も防止できる。このようにして、機械的強度を備えた薄型の半導体チップ内蔵モジュールを提供できる。
【００５４】
また、本発明の製造方法においては、前記離型キャリアを剥離する工程の前に、前記半導体チップの回路形成面の反対面および／あるいは側面を被覆する前記絶縁層の表面の少なくとも一部にシールド層を形成する工程を付加することが望ましい。この場合、前記シールド層の形成方法がめっきであることが好ましい。
これにより、高周波特性および高周波信頼性の優れた半導体チップ内蔵モジュールを提供できる。
【００５５】
以下、本発明の実施の具体的な形態について、図面を参照しながら更に詳しく説明する。
【００５６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における半導体チップ内蔵モジュールの構成を示す模式的断面図である。図１に示したように半導体チップ内蔵モジュール１００は、熱硬化性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）と潜在性硬化剤（Ｃ）及び無機フィラー（Ｄ）を含む硬化性組成物が硬化した硬化組成物でできた絶縁層１０４と、配線パターン１０１と、絶縁層の内部に配置され、配線パターン１０１にバンプ１０３を介してフェースダウンで実装された半導体チップ１０２とを備えたことを特徴としている。
【００５７】
本発明の半導体チップ内蔵モジュールにおいて、半導体チップ１０２の回路形成面（即ち、能動面）の反対面および／または側面を覆うように、絶縁層の表面の少なくとも一部にシールド層が設けられているのが好ましい。図１に示した態様では、半導体チップ１０２の回路形成面の反対面および側面を覆うように、絶縁層の表面にシールド層１０５が設けられている
【００５８】
本発明の半導体チップ内蔵モジュールに用いる半導体チップ１０２としては、回路形成面上に電極を有するものであればよく、例えば、トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子を用いることができる。特に、半導体ベアチップであることが望ましく、バンプ１０３を介してフェースダウンで実装することにより、配線パターン１０４と最短距離で電気的接続できる点で好ましい。フェースダウンで実装する方法については、公知のフリップチップ法を用いることができ、特に限定されなるものではない。例えば、はんだや導電性接着剤を主成分とするバンプによる接続、半導体チップの電極上に形成した金属バンプとのはんだや導電性接着剤による接続などを用いることができる。尚、図１には示していないが、半導体ベアと配線パターンの接続部分とが封止樹脂によって封止されていてもよい。封止は必ずしも必要ではないが、その後の工程の間に電気的接続の不具合が生じないように機械的に補強する役割を果たし、その結果、作業性が良くなる。
【００５９】
配線パターン１０１は、導電性に優れ、かつ、回路形成が容易に行われる材料で形成されていれば、特に限定されないが、金属箔であることが好ましい。配線パターンに用いる金属としては、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌおよびこれらのいずれかの金属を主成分とする合金を例示できるが、特にＣｕおよびＣｕを主成分とする合金が好ましい。Ｃｕは電気伝導性に優れ、安価で回路パターン形成が容易に行えるからである。更に、その上にＮｉやＡｕのめっきが施してあると、半導体チップ１０２のバンプ１０３との安定的な接続が得られるので好ましい。
【００６０】
配線パターン１０１は転写にて形成されることが好ましい。このため、離型キャリアに剥離層を介して配線パターン形状の金属箔が付着した転写パターン形成材を用いることが好ましい。これによりエッチング等による微細な配線パターンの作製が容易となり、さらに、離型キャリアがあるため取り扱いやすいからである。
【００６１】
シールド層１０５は、電磁遮蔽機能を有するものであればよく、特に限定されるものではないが、金属皮膜、導電性樹脂組成物、磁性体粉末を混合した樹脂組成物などを用いてシールド層を形成できる。特に、金属皮膜は、めっき法、蒸着法、スパッタ法等によって薄く形成できる点で好ましい。金属皮膜を形成する金属としては、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｓｎおよびこれらのいずれかまたは複数の金属を主成分とする合金を例示できる。また、シールド層が導電性を有している場合、グランド電位となることが好ましく、半導体チップの接地用端子が電気的に接続された配線パターンと接していることが好ましい。これにより、半導体チップの動作が更に安定する。また、シールド層は硬化組成物の表面全体に形成されている必要はなく、電磁遮蔽機能を果たす限り、網目状や格子状などの形状であってもよい。
【００６２】
上述の本実施の形態の半導体チップ内蔵モジュールは、半導体を埋設する絶縁層が曲げ強度の高い硬化組成物からなるため、半導体チップ内蔵モジュールが薄型化するほど発生し易くなるリフロークラックを効果的に防止することができる。また、機械的強度の高い半導体チップ内蔵モジュールとなり、モジュールのハンドリング時や実装時に加わる外的応力、実装後に半導体モジュールと実装した基板との間の熱膨張の差に起因する熱応力で半導体チップが破壊されることが抑制される。従って、より薄型化を図ることができる。更に、シールド層によって、半導体チップから外部に輻射される電磁波および外部からモジュール内に侵入する電磁波を有効に遮断することができる。その結果、電気的信頼性の高い半導体チップ内蔵モジュールとなる。
【００６３】
（実施の形態２）
図２（ａ）〜（ｄ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｄ）は、図１に示した本発明の半導体チップ内蔵モジュールを製造する方法を、工程別に示す模式的断面図である。使用する材料は、特に断りの無い限り、上記の実施の形態１で説明したものをし様でき、同じ呼称の構成部材および製造方法についても同様の機能を持つ。
【００６４】
図２（ａ）に示すように、配線パターン２０１が表面に形成された離型キャリア２０６を準備する。離型キャリアは、絶縁層に配線パターンを転写した後、機械的に剥離・離型できるものであり、ポリエチレンやポリエチレンテレフタレート等の有機樹脂フィルムや、銅、アルミ箔等などの金属箔を利用できる。
【００６５】
離型キャリアが有機樹脂フィルムのものは、離型キャリアに銅箔などの金属箔を接着剤を介して接着したものや、金属箔上に電解めっき法等で更に形成した膜状の金属層を、化学エッチング法等の既存の加工技術を利用して配線パターンを形成する。離型キャリアが有機フィルムであれば、半導体チップを実装した段階で、半導体チップおよび配線パターンとの接続の電気的性能検査が行うことができる。また、配線パターンを転写して剥離された離型フィルムに再度配線パターンを形成して再利用することができる。
【００６６】
離型キャリアが金属箔のものは、離型キャリア上の剥離層（図示せず）の上に金属箔を接着したり、めっきにより金属層を形成した後、化学的エッチング法等によって配線パターンを加工する。剥離層は特に限定されないが、薄い有機層や、ニッケル、クロム、鉛などの金属めっき層を用いることができる。離型キャリアと配線パターンとの接着強度が、配線パターンを転写する工程で離型キャリアを剥離する時に絶縁物に接着している配線パターンを引き剥がさない程度であることが望ましい。離型キャリアが金属箔のものは、絶縁層に配線パターンを転写する工程において、配線パターンが硬化性組成物の流動によって動くことがない。
【００６７】
この離型キャリア２０６上に形成された配線パターン２０１に、図２（ｂ）に示すように、実施の形態１で述べたようにフリップチップ法等でバンプ２０３を介して半導体チップ２０２を実装する。尚、図２（ｂ）〜（ｄ）、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｄ）では、半導体チップと配線パターンの接続部分における封止樹脂を図示していないが、より好ましい態様では、封止樹脂により封止されている。この場合、半導体チップをフェースダウンで実装後、所望の個所に樹脂を注入して硬化させる。
【００６８】
次に、図２（ｃ）に示すように、半導体チップ２０２上に、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂と潜在性硬化剤と無機フィラーとを含んで成る硬化性組成物の未硬化状態のシート状物２０４を位置あわせして重ねる。尚、シート状物２０４を構成する硬化性組成物２０４は以下のようにして得る：
【００６９】
まず、硬化性組成物を構成する各成分を秤量して混合する。混合の方法としては、例えばボールミル、プラネタリーミキサー、攪拌機等を使用できる。また、硬化性組成物の性状としては粘土状もしくはペースト状であることが好ましく、具体的には、室温において、粘度が１０〜５００Ｐａ・ｓであることが好ましく、１０〜１００Ｐａ・ｓであることがより好ましい。尚、この粘度は、コーンプレート型のＥ型粘度計を用いて２５℃で与える剪断速度を５  ／ｓｅｃとすることによって測定される。この範囲であれば硬化性組成物の取り扱いが容易になり、また、その後の加熱加圧によって半導体チップを埋設することが容易になるからである。上述の粘度は、硬化性組成物中の熱可塑性樹脂粉末の液状成分に対する膨潤を促進する加熱処理温度、即ち、熱硬化性組成物を固形化する温度よりも低い温度における粘度を意味し、室温から上記熱処理温度までの範囲におけるある温度での粘度が上述の範囲内の粘度に該当すればよい。
【００７０】
上述の硬化性組成物をシート状に加工する。硬化性組成物をシート状に加工する方法としては特に限定されず、組成物の粘度や性状に応じて適宜選択すればよい。例えば、押出し成形機による押出方法、ロールコーターやカーテンコーターによる塗布方法、印刷による方法、ドクターブレード法等を使用できる。
【００７１】
次に、半導体チップ２０２を実装した離型キャリア２０６にシート状の硬化性組成物２０４を重ね、これを加熱加圧する。これにより、図２（ｄ）に示すように、半導体チップ２０２が硬化性組成物２０４に埋設される。この加熱によって、硬化性組成物が全体として見掛け上、溶融軟化して半導体チップを容易に埋設し、引き続いて、樹脂組成物の粘度を上昇させて非可逆的に固形化される温度で行われることが望ましい。尚、見掛け上とは、組成物の全て成分が溶融・軟化するのではなく、組成物を全体としてみた場合に、溶融・軟化しているように見えることを意味する。このように固形化するに際して、硬化性組成物に含まれる熱硬化性樹脂の硬化が完了してはならず、熱硬化性樹脂の硬化が、実質的に始まらないか、あるいは少なくともいわゆる仮硬化反応段階に熱硬化性樹脂を保持するように行うのがより好ましい。
【００７２】
使用する熱硬化樹脂および潜在性硬化剤の種類に応じて、固形化の温度を適宜選択できるが、固形化の温度は、具体的には、例えば５０〜１５０℃、好ましくは６０〜１２０℃、更に好ましくは７０〜９０℃とする。加圧圧力は特に限定されず、配線パターンと半導体チップが埋設することが可能であればよい。通常０．５〜２０ＭＰａ、好ましくは１〜５ＭＰａである。このような加熱加圧には、例えば熱板付プレス装置を使用できる。この加熱加圧によって硬化性組成物を非可逆的に固形化させたときの粘度は、１００００〜５０００００Ｐａ・ｓであることが好ましく、１００００〜１０００００Ｐａ・ｓであることがより好ましい。この粘度は、先に説明した方法で測定されるものである。この好ましい範囲にあれば、通常の取り扱いにおいても、加熱加圧により得られたものの形状を保持することができる。また、上述の好ましい範囲よりも粘度が高い場合は引き続き行う加工が困難になる場合がある。明らかなように、「固形化」なる用語は、厳密な意味で固体になることを意味するものではなく、流動性が実質的に無くなり、見掛け上、固体として扱えるかのように見える状態を意味する。上述の粘度は、本発明の硬化性組成物を加熱加圧して固形化した後に２５℃にて測定される粘度を意味する。
【００７３】
図３（ａ）〜（ｃ）は、分割線を形成する工程を示す。図２（ａ）〜（ｄ）のようにして得られた半導体チップ内蔵硬化性組成物を図３（ａ）に示す。これは、図２（ｄ）と実質的に同じであり、離型キャリア３０６上の配線パターン３０１にバンプ３０３を介して実装された半導体チップ３０２が、固形化した硬化性組成物３０４に埋設されている。
【００７４】
これに、図３（ｂ）に示すように、固形化した硬化性組成物３０４の所定の位置に離型キャリア３０６を有する状態で分割用工具３０７を用いて分割線３０５を形成する。図示するように、分割線形成後も、離型キャリア３０６により硬化性組成物、配線パターンおよび半導体チップは繋がっている。硬化性組成物は含まれる熱硬化性樹脂が硬化を完了していない、好ましくは実質的に未硬化状態のまま固形化した状態であるため比較的柔らかく、分割線の形成が容易であり、また、硬化性組成物に硬い無機フィラーが多量に充填されていても、加工工具の磨耗は最小限に抑えることができる。分割線の形成方法は特に限定されず、例えば、金型によるプレス、回転刃による切断加工等を利用できる。
【００７５】
次に、これを加熱して硬化性組成物３０４の硬化を完了させて絶縁層にする。尚、本明細書において、「完了」とは、以後の硬化が全く起こらない程度（１００％硬化済み）であっても、あるいは、以後に多少硬化が起こっても半導体モジュールの機能に悪影響を与えない程度まで硬化が進んでいる（例えば９５％硬化済み）が、硬化が完了していない場合も含むものとして使用している。硬化性組成物は非可逆的に固形化されているため，加熱による硬化性組成物の流動がおこらず、形状が維持される。
【００７６】
本発明において使用する硬化性組成物は、熱可塑性樹脂を含んで成り、固形化温度まで加熱し、その後、それより低い温度、例えば室温に戻っても、元の組成物と同じ性状であることはなく、実質的に固形化の状態が維持されており、この意味で「非可逆的」に固形化なる用語を使用している。これは、熱可塑性樹脂を含むことに由来する固有の性質であると考えられる。特に、熱可塑性樹脂は液状物を吸収すると考えられ、温度が下がっても吸収された液状物が熱可塑性樹脂から排出されて元の状態に戻るとは考えられない。
【００７７】
硬化が完了することによって、図３（ｃ）に示すように、半導体チップ３０２が硬化性組成物３０４に封止され、硬化性組成物３０４と配線パターン３０１が強固に接着される。加熱温度は硬化性組成物中の潜在性硬化剤の活性化温度以上で行う。熱硬化性樹脂および潜在性硬化剤の種類に応じて選択されるが、具体的には、例えば８０〜３００℃、好ましくは１２０〜２４０℃、更に好ましくは１５０〜２００℃とするのが適当である。この好ましい範囲よりも低い場合、硬化が不十分になる恐れや硬化に時間がかかる恐れがあり、好ましい範囲より高い場合、樹脂が熱分解を開始する恐れがあるからである。
【００７８】
また、この加熱時に同時に加圧することが好ましい。これによって、配線パターンおよび半導体チップと硬化性組成物との接着性が向上する。加圧圧力は適宜決定すればよいが、通常、５ＭＰａを上限とし、好ましくは０．０１〜３ＭＰａである。この範囲より高い場合、硬化性組成物が変形する恐れがある。上記の加熱加圧には、例えば密閉チャンバー内で高圧気体により加圧する加圧オーブン装置を使用できる。
【００７９】
図４（ａ）〜（ｃ）は、シールド層を形成する工程を示す。図３（ａ）〜（ｃ）のようにして得られた半導体チップ内蔵硬化組成物を図４（ａ）に示す。離型キャリア４０６上の配線パターン４０５にバンプ４０３を介して実装された半導体チップ４０２が、硬化組成物４０４に封止され、更に、所定の分割線４０８が形成されたものである。
【００８０】
これに、図４（ｂ）に示すように、シールド層４０５を形成する。シールド層４０５は，公知のめっき法、蒸着法、スパッタ法により金属皮膜を形成するのが望ましい。尚、蒸着法およびスパッタ法は一定方向から金属皮膜を堆積させるので、離型キャリアの裏面に金属被膜は付着しない。他方、めっき法はめっき液に浸漬するので、図４（ｂ）に示すように、離型キャリアの露出面にも金属被膜が付着する。
【００８１】
次に、図４（ｃ）に示すように、離型キャリアを剥離除去する。除去すると同時に分割線に応じて各モジュールに分割され、図４（ｄ）に示す半導体チップ内蔵モジュールが得ることができる。最終工程まで離型キャリアが存在することにより、複数の半導体チップ内蔵モジュールの製造を一括して行うことができる。
また、製造工程中、配線パターンが離型キャリアによって汚染や衝撃から保護される。このようにして、信頼性と高周波特性に富む半導体チップ内蔵モジュールが得られる。
【００８２】
図２〜図４から容易に理解できるように、離型キャリア２０６上には同じ配線パターンが複数形成されていてよく（即ち、配線パターンのアレイであってよく）、そして、そのように形成された各配線パターン上に同じ種類の半導体チップを実装して、所定の配線パターンおよび半導体チップを複数画定するように分割部３０５を形成し、その後、硬化性組成物を硬化させる（即ち、半導体チップ内蔵モジュールのアレイを得る）。そして、必要に応じてシールド層４０７を形成し、最後に、離型キャリヤ２０６を除去することによって、個々の半導体チップ内蔵モジュールが複数得られる。勿論、離型キャリア上の複数の配線パターンは相互に異なってもよく、また、実装する半導体チップが異なる種類のものであってもよい。本発明の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法では、硬化性組成物の固形化の後で分割部を形成し、その後、硬化性組成物を硬化して硬化組成物とすることによって、硬化性組成物が適度に固形化された状態で加工、例えば研磨、切削、切断等を実施して、硬度が大きい硬化組成物の状態ではそのような加工を実施することを必要としない。
【００８３】
尚、本実施の形態においては、図２を参照して説明したように、離型キャリア２０６上の配線パターン２０５にバンプ２０３を介して実装された半導体チップ２０２を硬化性組成物２０４に埋設する際に、シート状に成形された硬化性組成物を用いて行った。しかしながら、本発明において、半導体チップの埋設方法はこれに限定されるものではない。例えば、減圧下で、フェースダウンで実装された半導体チップの背面側から、硬化性組成物からなるペーストを供給することによって埋設してもよい。ペースト状の硬化性組成物を減圧下で供給することにより、半導体チップ２０２と配線パターン２０１との隙間にも十分に充填させることができる。
【００８４】
ペースト状の硬化性組成物を用いた具体的な埋設方法は以下のとおりである。まず、図２（ｂ）に示すように、半導体チップ２０３を配線パターン２０１上に実装する。次いで、印刷ステージを減圧下に保持できるスクリーン印刷装置を用いてペーストを印刷供給する。印刷は、印刷すべき領域に対応した開口部が形成され、また、印刷後の硬化性組成物の所望の厚みに対応した厚みを有するメタルマスクを用いて行う。このメタルマスクを、その開口部に半導体チップが位置するように重ねる。次いで，メタルマスクの上方よりペースト状の硬化性組成物をスキージで押し当てながら印刷する。これにより、メタルマスクの開口部に対応した領域に硬化性組成物を付与することができる。この印刷工程を半導体チップの周囲が減圧雰囲気となるように行う。圧力は，１００〜１００００Ｐａの範囲で行われることが好ましい。
【００８５】
ペーストを印刷後、熱処理によって硬化性組成物中の熱可塑性樹脂粉末に液状成分を吸収させ膨潤させることにより樹脂組成物の粘度を上昇させて非可逆的に固形化される。この際、加圧オーブン装置を用いて、加熱と同時に加圧することが望ましい。加圧圧力は適宜決定すればよいが，好ましくは０．５〜１ＭＰａである。
【００８６】
ペースト状の硬化性組成物を用いた場合も、硬化性組成物を固形化した後は、シート状の硬化性組成物を用いた本実施の形態において説明した工程と同様の工程を経て半導体チップ内蔵モジュールを得ることができる。
【００８７】
（実施の形態３）
図５（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態３における半導体チップ内蔵モジュールの製造方法を工程別に示す模式的断面図である。この実施の形態３では、本発明にかかる半導体モジュールおよびその製造方法の一実施の形態を説明する。用いる材料およびそれを得る方法は、特に断らない限り、上記の各実施の形態で述べたものと同様である。
【００８８】
図５（ａ）は、固形化状態にある、硬化が終了していない半導体チップモジュールのアレイを示し、これは、図２（ａ）〜（ｄ）の工程を経て得られるものと同一のものであり、離型キャリア５０６上の配線パターン５０５のアレイにバンプ５０３を介して実装された半導体チップ５０２が、固形化した硬化性組成物５０４に埋設されている。
次に、図５（ｂ）に示すように、離型キャリア５０６とは反対側の面から所定の厚みになるまで硬化性組成物５０４および半導体チップ５０２の除去加工を行う。除去加工の方法は、研磨・研削・切断から選ばれる方法であることが望ましい。半導体チップ５０２は、固形化した硬化性組成物５０４に埋設されたまま薄く加工されるので、薄型化しても加工時の外力によって半導体チップが損傷することがない。しかも、硬化性組成物に含まれる熱硬化性樹脂が未硬化状態のまま固形化した状態で加工するので、硬化性組成物に硬い無機フィラーが多量に充填されていても容易に加工でき、その結果、加工工具の磨耗も最小限に抑えることができる。また、埋設した状態の半導体チップに対して加工が行われるので、必要以上に半導体チップが汚染されることを防止できる。更に、配線パターンは離型キャリアによって覆われているため、配線パターンの汚染も防止できる。このように半導体チップ５０２を保護した状態で薄く加工を行うことで、５０μｍ程度の厚みまで薄くすることができる。
【００８９】
次に、図５（ｃ）に示すように、上述のように薄型に加工したアレイに、図３（ｂ）と同様に分割工具５０７によって分割部５０５を図示するように離型キャリア５０６に達するように形成する。その後、図５（ｄ）において、図３（ｃ）と同様に加熱により硬化性組成物５０４を硬化させる。
【００９０】
最後に、離型キャリア５０６を除去する。これによって、アレイは分割線５０５に沿って自動的に分割され、図５（ｅ）に示すように、機械的強度を備えた極めて薄い半導体チップ内蔵モジュールのアレイを得ることができる。
【００９１】
尚、本実施の形態においては，シールド層は形成していないが、先に説明したように、シールド層を形成してよい。一般的に、半導体チップは、パワー半導体等のように一般的に大電流化に対応するためチップの厚み方向に電流を流す構成のものを除いては、回路形成面とその背面は電気的に絶縁された構造である。この場合、本実施の形態における半導体チップ内蔵モジュールのように、硬化組成物から露出した半導体チップの背面にシールド層を形成することができる。
【００９２】
（実施の形態４）
図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態４における半導体チップ内蔵モジュールの製造方法を工程別に示す模式的断面図である。この実施の形態４では，本発明にかかる半導体モジュールおよびその製造方法の一実施の形態を説明する。用いる材料およびそれを得る方法は、特に断らない限り、上記の各実施の形態で述べたものと同様である。
【００９３】
実施の形態１、２および３においては、半導体チップを支持体としての離型キャリア上の配線パターンに実装したが、支持体としての回路基板上の配線パターンに半導体チップを実装することもできる。本実施の形態では、支持体としての回路基板を用いた半導体チップ内蔵モジュールおよびその製造方法について、その一実施の形態を説明する。
【００９４】
図６（ａ）は，実施の形態３における図５（ａ）〜（ｄ）を経て得られる半導体チップ内蔵モジュールのアレイである。但し、配線パターン６０１の支持体として、離型キャリアの代わりに回路基板６０６を用いている。回路基板６０３上の配線パターン６０１にバンプ６０３を介して実装された半導体チップ６０２が、硬化性組成物６０４の固形化段階で薄型化され、かつ、硬化性組成物に所定知の分割線６０５が形成された後に、硬化されたものである。
【００９５】
回路基板６０６は、少なくとも２層の配線層を有する多層配線板（両面配線板を含む）であり、その露出表面の少なくとも片側（半導体チップに対向する側）または両側（図示した態様）に配線パターン６０１が形成されている。尚、多層配線板は、露出表面以外に内部に配線パターンを有し、メッキスルーホールやインナービアホールによって表裏面および内部の配線パターンが接続された多層基板であってもよい。露出表面の配線パターンは、内部の配線パターンと所定のように電気的接続されている。
【００９６】
次に、図６（ｂ）に示すように、硬化性組成物６０４に形成された分割線６０５に沿って、分割用工具６０７で回路基板を分割して、図６（ｃ）に示すような半導体モジュールを得る。分割方法としては、例えば金型による打ち抜きやレーザによる切断等を利用できる。この分割は、回路基板６０６に実装用外部端子を形成する前に実施してよい。これにより、１度に多数の半導体モジュールを安価に製造できる。このようにすると、半導体チップの電極ピッチを回路基板によって再配線することができ、その結果、実装ピッチの自由度が向上した薄型の半導体チップ内蔵モジュールを提供できる。
【００９７】
尚、本実施の形態においては、シールド層を形成していないが、必要に応じて形成してよい。例えば、回路基板の露出部に公知の手法でマスキングを行えば，実施の形態１と同様にシールド層を形成することが可能である。
【００９８】
上述の実施の形態および後述の実施例は、本発明の例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。また、特許請求の範囲によって規定される発明に基づいて更に他の実施の形態を採ることができることは言うまでもない。加えて、本半導体チップ内蔵モジュールは、半導体チップ以外の公知の電子部品、例えばチップ抵抗、チップコンデンサ、チップインダクタ、弾性表面波素子等も、半導体チップと同様に、半導体チップに加えて、あるいはその代わりに内蔵することができるものである。この意味で、本明細書において、「半導体チップ」なる用語は広く解釈され、そのような公知の電子部品も半導体チップに含まれる。
【００９９】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明する。
（実施例１）
上述の実施の形態２を以下に説明するように実施した。最初に、図２（ａ）に示した配線パターン形成材（または配線パターン転写部材）の製造方法、即ち、離型キャリア２０６に配線パターン２０１を形成する方法について説明する。
離型キャリアには金属箔を用いた。この金属箔としては既存の回路基板用銅箔が利用できる。一般的な回路基板用銅箔は、まず、銅塩原料をアルカリ性浴に溶解し、これに高電流密度となるように電流を通して回転ドラムに銅を電着させ、回転ドラム上に形成された銅めっき層を連続に巻き取ることにより作製される。この時、めっき電流密度、ドラム回転速度などを制御することにより、任意の厚みの電解銅箔を作製することができる。本実施例においては、厚み７０μｍの電解銅箔（キャリア銅箔）を離型キャリア２０６として準備した。
【０１００】
次に、準備したキャリア銅箔２０６の表面にクロムおよびクロム酸塩で構成された薄い剥離層（図示せず）を形成し、この剥離層上に銅めっきを施し、厚み１２μｍの銅層を作製した。
【０１０１】
その後、キャリア銅箔上に剥離層を介して形成された銅層に対し、二塩化鉄水溶液を用いて公知のフォトリソグラフィ法により化学的エッチングを施し、所定の位置に配線パターンを形成した。
【０１０２】
このようにして，配線パターンを有するキャリア銅箔（離型キャリア２０６）上に、半導体チップをフリップチップ法で実装した。使用した半導体チップはシリコンメモリー半導体で、１０ｍｍ×１０ｍｍ（厚み０．３ｍｍ）であった。
【０１０３】
実装に際して、まず、半導体チップのアルミ電極に２５μｍ径の金ワイヤを用いてボンディングし、２段突起状の金バンプを形成した。形成した金バンプは高さが一定しないので、半導体チップ上の金バンプ群に金型を押し当て一定圧力で加圧することで、高さを均一化するレベリングを行った。作製した金バンプ付半導体チップを、一定厚みにスキージングした導電性ペースト面に金バンプ側から押し当て、２段突起状の金バンプ先端部に導電性ペーストを塗布した。このようにして作製された半導体チップを配線パターン２０１上に位置合わせして重ね、更に加熱により導電性ペーストを硬化させ、金バンプと配線パターン間を導電性ペーストを介して電気的に接続した。
【０１０４】
次いで、半導体チップと配線パターンを有する離型キャリアとの間を液状封止樹脂で封止した。封止樹脂は、液状エポキシ樹脂に熱膨張係数を制御するためのシリカ粒子を混合したぺースト状の封止樹脂で、半導体チップと配線パターン間の隙間に滴下し、その表面張力を利用して封入した。
【０１０５】
そして、半導体チップを実装した配線パターンを有する離型キャリアに、未硬化状態でシート状の硬化性組成物重ね、加熱加圧することにより、半導体チップを硬化性組成物に埋設するとともに、硬化性組成物を固形化させた。
【０１０６】
使用した硬化性組成物は以下のように調製した。
硬化性組成物の組成を以下に示す：
2005012089.tif 000003
【０１０７】
これらの成分を秤量し、攪拌混練機で混合して硬化性組成物を調製した。その後、この硬化性組成物を押出成形機で厚さ約５００μｍのシート状に加工した。
この樹脂組成物の粘度をＥ型粘度計（英弘精機（株）製、測定条件：剪断速度５／ｓｅｃ）で昇温させながら測定したところ、５０℃で約５０Ｐａ・ｓ、１１０℃で約８００００Ｐａ・ｓであった。
【０１０８】
半導体チップを実装した配線パターンを有するキャリア銅箔を金型にセットし、その上に上述の未硬化状態の硬化性組成物のシートを載置した。金型を７０℃に加熱して３ＭＰａの圧力で加圧した。保持時間は１５分であった。これによって、図２（ｄ）に示すように半導体チップ２０３を硬化性組成物２０４に埋設っすると共に、硬化性組成物中の熱可塑性樹脂粉末に液状成分を吸収させ膨潤させることにより硬化性組成物の粘度を上昇させて非可逆的に固形化した。
【０１０９】
次いで、図３（ｂ）に示すように，隣り合う半導体チップの中間に離型キャリアを残して固形化した硬化性組成物に対して分割線を形成した。分割線は、金型に硬化性組成物と一体となったキャリア銅箔をセットしたままの状態で、その上方から格子状に刃を形成した金型を位置合わせし、５ＭＰａの圧力で押圧することにより行った。
【０１１０】
その後、加圧オーブン装置を用い、１ＭＰａの圧力で加圧しながら１７０℃で２時間加熱して硬化性組成物中のエポキシ樹脂を硬化させた。次に、全面に無電界めっきにより，厚さ約５μｍのＮｉ−Ｐめっきを施して図４（ｂ）に示すようなシールド層４０５を形成した。最後に，離型キャリアを剥離除去し，図４（ｄ）に示すような半導体チップ内蔵モジュールを完成させた。
【０１１１】
（比較例１）
比較例として、熱可塑性樹脂を使用せず、熱硬化性樹脂の量を８．５質量部としたこと以外は、実施例１と同様にして硬化性組成物を調製した。これ用いて上記と同様に半導体チップ内蔵モジュールを作製した。但し、本比較例は、熱可塑性樹脂粉末を含まないため、以下のような作製方法とした。金型に半導体チップを実装した配線パターンを有するキャリア銅箔をセットし、その上に上述の未硬化状態の硬化性組成物のシートを載置した。金型を７０℃に加熱して３ＭＰａの圧力で１５分保持した。これを、加圧オーブン装置を用い、１ＭＰａの圧力で加圧しながら１７０℃で２時間加熱して硬化させた。次に、ルータ加工により分割を行った。
【０１１２】
その後、全面に無電界めっきによってＣｕめっきを行い、更に、その上に電解Ｃｕめっき、電解Ｓｎめっきを施して図４（ｂ）に示すようなシールド層４０５を形成した。最後に、離型キャリアを剥離除去して図４（ｄ）に示すような半導体チップ内蔵モジュールを完成させた。
【０１１３】
（比較例２）
比較例として、熱可塑性樹脂を使用せず、無機フィラーの量を９３質量部としたこと以外は、実施例１と同様にして硬化性組成物を調製した。これ用いて比較例１と同様に半導体チップ内蔵モジュールを作製した。
【０１１４】
上述の実施例および比較例の半導体チップ内蔵モジュールについて、外観観察ならびに超音波探傷装置を用いて硬化組成物と半導体チップまたは配線パターンとの界面におけるボイドの有無を観察して成形性を評価した。
【０１１５】
また、硬化性組成物のみを、上述の半導体モジュール作製と同様にして硬化させ、その曲げ強度を評価した。曲げ強度の評価はＪＩＳ  Ｒ−１６０１に規定された方法で評価した。評価方法は、一定寸法に加工したシート材料を試験片とし、一定距離に配置された２支点上に置き，支点間の中央の１点に荷重を加えて折れたときの最大曲げ応力を計測することで求められる。３点曲げ強さとも呼ばれる。
【０１１６】
上述の評価結果を以下に示す：
【表１】
2005012089.tif 000004
尚、「ボイド」とは絶縁層、特に半導体チップとの境界部に存在する比較的小さな空隙部であり、「埋まり不良」とは、ボイドが多数集まって一体化した比較的大きな空隙部である。
【０１１７】
この結果から、本発明に基づく実施例１の半導体パッケージは成形性が良好であり、また、曲げ強度も高いものであることが解る。
【０１１８】
また、実施例１の半導体チップ内蔵モジュールの信頼性の評価として、半田リフロー試験および温度サイクル試験を行った。半田リフロー試験はベルト式リフロー炉を用い、最高温度が２６０℃で３０秒保持される温度履歴のリフローを３回通過させることで行った。温度サイクル試験は、低温側として−５５℃で３０分、高温側として１２５℃で３０分それぞれ保持することを１サイクルとし、これを３００サイクル行った。
【０１１９】
いずれの場合も、試験後、半導体チップ内蔵モジュールにおいてクラックは認められず，また，超音波探傷装置による観察においても，内蔵した半導体チップにクラックは認められなかった。従って、本発明に基づく半導体チップ内蔵モジュールは高信頼であることが解った。
【０１２０】
（実施例２）
図６と同様な構造を有する半導体チップ内蔵モジュールを以下の要領で作製した。
まず、配線パターンが両側に形成されたガラスエポキシからなるプリント配線基板（Ｒ−１７６６Ｔ、松下電工製）（厚み２００μｍ）を準備した。次に、実施例１と同じ半導体チップを同様の方法でフリップチップ実装した。
【０１２１】
次いで、半導体チップを実装した配線パターンを有する配線基板に、未硬化状態でシート状の硬化性組成物を重ね、加熱加圧することにより、半導体チップを硬化性組成物に埋設するとともに、硬化性組成物を固形化させた。
【０１２２】
硬化性組成物の組成を以下に示す：
2005012089.tif 000005
【０１２３】
これらの成分を秤量し、攪拌混練機で混合して硬化性組成物を調製した。その後、この硬化性組成物を押出成形機で厚さ約５００μｍのシート状に加工した。半導体チップを実装した配線パターンを有するプリント配線基板を金型にセットし、その上に上述の未硬化状態の硬化性組成物のシートを載置した。金型を７０℃に加熱して３ＭＰａの圧力で加圧した。保持時間は１５分であった。これによって、半導体チップ２０３を硬化性組成物２０４に埋設っすると共に、硬化性組成物中の熱可塑性樹脂粉末に液状成分を吸収させ膨潤させることにより硬化性組成物の粘度を上昇させて非可逆的に固形化した。
【０１２４】
次いで、固形化した硬化性組成物とともに半導体チップをその背面側から研磨した。研磨は通常の研磨剤（遊離砥粒）を用いたラッピングマシンを用い、半導体チップの厚さが１００μｍになるまで研磨した。研磨後、洗浄を行った。次に、固形化した硬化性組成物の所望の位置に、プリント配線基板まで達する分割線を形成した。分割線の形成方法は実施例１と同様である。
【０１２５】
これを、加圧オーブン装置を用いて、１ＭＰａの圧力で加圧しながら１７０℃で２時間加熱して硬化性組成物中のエポキシ樹脂を硬化させた。次に，図６（ｂ）に示すように、分割線に沿ってルータ加工によりプリント配線板を切断した。これにより，図６（ｃ）に示すような薄型のインターポーザとしての回路基板を備えた半導体チップ内蔵モジュールを完成させた。
【０１２６】
この半導体チップ内蔵モジュールの信頼性の評価として、上述の半田リフロー試験および温度サイクル試験を行った。その結果，  試験後，半導体チップ内蔵モジュールにおいてクラックは発生せず、また、超音波探傷装置による観察においても，内蔵した半導体チップにクラックは認められなかった。従って、本発明に基づく半導体チップ内蔵モジュールは高信頼であることが分かった。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により得られる半導体チップ内蔵モジュールは、熱硬化性樹脂（Ａ）と、熱可塑性樹脂（Ｂ）と、潜在性硬化剤（Ｃ）及び無機フィラー（Ｄ）とを含む硬化組成物である絶縁層と、配線パターンと、前記絶縁層の内部に配置し前記配線パターンに実装された半導体チップとを備えたことを特徴とする。
【０１２８】
そのような本発明によれば、半導体チップを埋設する絶縁層を構成する硬化性組成物が曲げ強度に優れるため、半導体チップ内蔵モジュールが薄型化するほど発生し易くなるリフロークラックを効果的に防止することができる。また、機械的強度も優れており、ハンドリング時や実装時に加わる外的応力、実装後に半導体パッケージと実装した基板の熱膨張の差に起因する熱応力に対して強い半導体チップ内蔵モジュールであり、半導体チップが破壊されることはない構造となる。
【０１２９】
また、本発明において用いる上述の硬化性組成物は，潜在性硬化剤の活性化温度未満の熱処理で熱可塑性樹脂が液状成分を吸収することに起因する急峻な第１次粘度上昇と、潜在性硬化剤の活性温度以上で硬化反応が急激に進行することに起因する急峻な第２次粘度上昇を有する。この特性により、本発明による半導体チップ内蔵モジュールの製造方法は、前記半導体チップを硬化性組成物で埋設後、未硬化状態で研磨を加工を行うことで、極薄の半導体チップ内蔵モジュールを提供できるものである。更に、複数の半導体チップ内蔵モジュールに一括でシールド層を形成でき，高周波特性にすぐれた半導体チップ内蔵モジュールを容易に実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体チップ内蔵モジュールの一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における半導体チップ内蔵モジュールの製造方法において硬化性組成物を固形化する工程を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における半導体チップ内蔵モジュールの製造方法において硬化性組成物に分割線を形成する工程を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における半導体チップ内蔵モジュールの製造方法において硬化性組成物に硬化して、その後、分割する工程を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法の別の形態を工程別に示す模式的断面図である。
【図６】本発明の半導体チップ内蔵モジュールの製造方法の更に別の形態を工程別に示す模式的断面図である。
【図７】本発明において用いる硬化性組成物の粘度特性を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
１００…半導体チップ内蔵モジュール
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１…配線パターン
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２…半導体チップ
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３…バンプ
１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４…硬化性組成物（絶縁層）
１０５，４０５…シールド層
２０６，３０６，４０６，５０６，６０６…離型キャリア
３０５，４０７，５０５，６０５…分割部
３０７，５０７，６０７…分割用工具
【図１】
2005012089.tif 000006
【図２】
2005012089.tif 000007
【図３】
2005012089.tif 000008
【図４】
2005012089.tif 000009
【図５】
2005012089.tif 000010
【図６】
2005012089.tif 000011
【図７】
2005012089.tif 000012