(57)【要約】【課題】  信頼性の高い電子装置を提供することを課題とする。【解決手段】  電子装置は、インターポーザと、前記インターポーザの一面に実装される第１チップと、前記インターポーザの他面に実装される第２チップと、前記第１チップの背面に接続される第１金属板と、前記第２チップの背面上に設けられる第２金属板と、前記インターポーザを貫通し、前記第１金属板と前記第２金属板とに接続されるビアとを含む。【選択図】図３
2012186393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターポーザと、
前記インターポーザの一面に実装される第１チップと、
前記インターポーザの他面に実装される第２チップと、
前記第１チップの背面に接続される第１金属板と、
前記第２チップの背面上に設けられる第２金属板と、
前記インターポーザを貫通し、前記第１金属板と前記第２金属板とに接続されるビアと
を含む電子装置。
【請求項２】
前記ビアは、平面視で前記インターポーザの一又は複数の隅部を貫通する、請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記ビアは、Ｎｉメッキ、Ｃｕメッキ、又はＡｇペーストを充填することによって作製される、請求項１又は２記載の電子装置。
【請求項４】
前記第１金属板の下側に配設される基板と、
前記基板の下面に配設される放熱板と、
前記基板を貫通し、前記第１金属板と前記放熱板とを接続する第２ビアと
をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載の電子装置。
【請求項５】
前記第２ビアは、Ｎｉメッキ、Ｃｕメッキ、又はＡｇペーストを充填することによって作製される、請求項４記載の電子装置。
【請求項６】
前記第１金属板又は前記第２金属板は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｏ、又はＷ、あるいは、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｏ、又はＷのうちのいずれか一つ以上を含む合金によって作製される、請求項１乃至５のいずれか一項記載の電子装置。
【請求項７】
電子回路基板と、
前記電子回路基板に実装される請求項１乃至６のいずれか一項記載の電子装置と
を含む、携帯型電子端末機。
【請求項８】
インターポーザの一面に第１チップを実装する工程と、
前記インターポーザの他面に第２チップを実装する工程と、
前記第１チップの背面に第１金属板を接続する工程と、
前記インターポーザを貫通し、一端が前記第１金属板に達するビアを形成する工程と、
前記第２チップの背面側に、前記ビアの他端に接続する第２金属板を設ける工程と
を含む電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置、携帯型電子端末機、及び電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回路基板の上面にＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）チップをフリップチップ方式で実装し、回路基板の下面にＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）チップをフリップチップ方式で実装したマルチチップモジュールがあった。回路基板に実装されたＣＰＵチップ及びＳＲＡＭチップは、熱伝導ブロックを介して、ヒートシンク又は熱伝導板に接続されていた。
【０００３】
また、回路基板の上面にＣＰＵチップをフリップチップ方式で実装し、回路基板の下面にＳＲＡＭチップをダイスボンディング方式で実装したマルチチップモジュールがあった。回路基板に実装されたＣＰＵチップは、熱伝導ブロックを介してヒートシンクに接続され、ＳＲＡＭチップは回路基板に接続された熱伝導ブロックを介して熱伝導板に接続されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０７８６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、携帯電話端末機又は小型デジタルカメラ等に搭載するための装置の小型化が進行しており、従来のマルチチップモジュールのような電子装置は益々小型化されている。
【０００６】
電子装置の小型化を図る手法としてＣＰＵ又はメモリ等のチップ同士を直接接合するチップ・オン・チップ方式があるが、チップ・オン・チップ方式では配線を接続するための専用の構造が双方のチップに必要で、チップの汎用性が低くなる。
【０００７】
このため、携帯電話端末機又は小型デジタルカメラ等の携帯型電子端末機に搭載される電子装置には、インターポーザの両面にチップを実装するフリップチップ方式が多く用いられている。フリップチップ方式では、チップ同士の間の配線をインターポーザによって再配線することができるため、チップの汎用性も高くなる。
【０００８】
ところで、ＣＰＵ又はメモリ等のチップの線膨張係数とインターポーザの線膨張係数は異なるため、電子装置の製造時にチップとインターポーザを加熱した後に冷却すると、チップとインターポーザとの間に反りが生じる場合がある。このような反りは、ＣＰＵ又はメモリ等のチップとインターポーザの間に施されるアンダーフィルの硬化収縮によって生じる場合もある。
【０００９】
チップとインターポーザとの間に反りが生じると、例えば、モールド樹脂等でパッケージ化する際に、チップ又はモールド樹脂が破損する場合がある。
【００１０】
チップ又はモールド樹脂の破損等は、電子装置の信頼性を低下させるという問題があった。
【００１１】
そこで、信頼性の高い電子装置、携帯型電子端末機、及び電子装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施の形態の電子装置は、インターポーザと、前記インターポーザの一面に実装される第１チップと、前記インターポーザの他面に実装される第２チップと、前記第１チップの背面に接続される第１金属板と、前記第２チップの背面上に設けられる第２金属板と、前記インターポーザを貫通し、前記第１金属板と前記第２金属板とに接続されるビアとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
信頼性の高い電子装置、携帯型電子端末機、及び電子装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】比較例の電子装置１の断面構造を示す図である。
【図２】実施の形態の電子装置１００を含む携帯型電子端末機５０を示す図であり、（Ａ）は斜視透視図、（Ｂ）は携帯型電子端末機５０に含まれるマザーボード５４を示す図である。
【図３】実施の形態の電子装置１００の断面構造を示す図である。
【図４】実施の形態の電子装置１００の平面視での構造を透過的に示す図である。
【図５】実施の形態の電子装置１００の排熱経路を示す図である。
【図６】実施の形態の電子装置１００の製造工程を示す図である。
【図７】実施の形態の電子装置１００の製造工程を示す図である。
【図８】実施の形態の電子装置１００の製造工程を示す図である。
【図９】実施の形態の電子装置１００の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の電子装置、携帯型電子端末機、及び電子装置の製造方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
実施の形態の電子装置、携帯型電子端末機、及び電子装置の製造方法について説明する前に、まず、図１を用いて、比較例の電子装置とその問題点について説明する。
【００１７】
図１は、比較例の電子装置１の断面構造を示す図である。
【００１８】
比較例の電子装置１は、インターポーザ２、チップ３、チップ４、モールド樹脂部５、パッケージ基板６、及びモールド樹脂部７を含む。
【００１９】
インターポーザ２は、同一平面上に配設される配線部２Ａと絶縁部２Ｂを有する単層のインターポーザである。インターポーザ２は、いわゆる両面実装型であり、一方の面（図１中の下面）にチップ３が実装され、他方の面（図１中の上面）にチップ４が実装される。配線部２Ａは、例えば、銅製の金属配線であり、絶縁部２Ｂは、例えば、絶縁性のある有機材料によって形成されている。配線部２Ａのパターンは、チップ３、４の端子の位置及び形状等に合わせて設計されている。
【００２０】
チップ３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit：マイクロプロセッサ）等の演算処理を行う演算処理部を含むチップである。
【００２１】
チップ３は、インターポーザ２の一方の面（図１中の下面）にフリップチップ方式で実装され、バンプ１１によって配線部２Ａに接続されている。バンプ１１としては、例えば、金ボールを用いることができる。
【００２２】
また、チップ３とインターポーザ２の間には、アンダーフィル１２が施されている。アンダーフィル１２は、チップ３とインターポーザ２との間の接続強度を補強するために設けられている。アンダーフィル１２としては、例えば、熱硬化性のあるエポキシ樹脂を用いればよい。
【００２３】
なお、図１には、インターポーザ２に１つのチップ３が実装されている状態を示すが、インターポーザ２には、複数のチップ３が実装されていてもよい。
【００２４】
チップ４は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＦＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）等のようなメモリのチップである。チップ４は、インターポーザ２の他方の面（図１中の上面）にフリップチップ方式で実装され、バンプ１３によって配線部２Ａに接続されている。バンプ１３としては、例えば、金ボールを用いることができる。
【００２５】
また、チップ４とインターポーザ２の間には、アンダーフィル１４が施されている。アンダーフィル１４は、チップ４とインターポーザ２との間の接続強度を補強するために設けられている。アンダーフィル１４としては、例えば、熱硬化性のあるエポキシ樹脂を用いればよい。
【００２６】
なお、図１には、インターポーザ２に１つのチップ４が実装されている状態を示すが、インターポーザ２には、複数のチップ４が実装されていてもよい。
【００２７】
モールド樹脂部５は、チップ３の側面及び下面を覆うようにモールド成形される樹脂部であり、チップ３を保護するために形成される。モールド樹脂部５としては、例えば、熱硬化性のあるエポキシ樹脂を用いればよい。
【００２８】
パッケージ基板６は、コア材２１、樹脂部２２、配線部２３、２４、２５、２６、及びビア２７、２８、２９を有する。
【００２９】
コア材２１は、例えば、ガラス繊維で形成されており、一方の面（図１中の上面）に配線部２４が形成され、他方の面（図１中の下面）に配線２５が形成されている。配線部２４と配線部２５は、コア材２１を厚さ方向に貫通するビア２８によって接続されている。
【００３０】
樹脂部２２は、コア材２１を覆うように形成されている。樹脂部２２としては、例えば、エポキシ樹脂を用いればよい。樹脂部２２の一方の面（図１中の上面）には配線部２３が形成され、他方の面（図１中の下面）には配線部２６が形成されている。配線部２３は、ビア２７によって配線部２４に接続されており、配線部２６は、ビア２９によって配線部２５に接続されている。
【００３１】
配線部２３〜２６は、上述のように、パッケージ基板６の両面及び層間に形成されている。配線部２３〜２６は、例えば、銅箔をパターニングすることによって形成される。図１に示すパッケージ基板６は、４層の配線部２３〜２６を有する多層基板である。
【００３２】
ビア２７〜２９は、上述のように、配線部２３〜２６を互いに接続するように、パッケージ基板６のコア材２１又は樹脂部２２の厚さ方向に形成されている。ビア２７〜２９は、例えば、コア材２１又は樹脂部２２の厚さ方向に形成される孔部の内面に、銅箔を形成することによって作製される。
【００３３】
チップ３、４は、インターポーザ２の両面に実装され、チップ３がモールド樹脂部５に覆われた状態で、モールド樹脂部５が接着剤１５でパッケージ基板６の上面に固定されることにより、パッケージ基板６に実装される。
【００３４】
この状態で、インターポーザ２の配線部２Ａには、ボンディングワイヤ１６の一端が接続され、ボンディングワイヤ１６の他端は、配線部２３に接続される。
【００３５】
モールド樹脂部７は、ボンディングワイヤ１６によってインターポーザ２の配線部２Ａとパッケージ基板６の配線部２３とが接続された状態で、チップ４の上面、モールド樹脂部５の側面、及びパッケージ基板６の上面を覆うように形成される。モールド樹脂部７としては、例えば、熱硬化性のあるエポキシ樹脂を用いればよい。
【００３６】
パッケージ基板６の下面には、配線部２６を除いた部分に、ソルダーレジスト１７が形成され、配線部２６には半田ボール３０が搭載される。なお、ソルダーレジスト１７としては、例えば、熱硬化性のあるエポキシ樹脂皮膜を形成すればよい。
【００３７】
ところで、インターポーザ２は銅製の配線部２Ａと有機材料製の絶縁部２Ｂを有し、チップ３、４は、例えばシリコン等によって作製されるＣＰＵ、ＭＰＵ、メモリ等の素子を含むため、インターポーザ２の線膨張係数は、チップ３、４の線膨張係数よりも大きい。
【００３８】
ここで、例えば、インターポーザ２にはチップ３を先に実装してからチップ４を実装するものとする。
【００３９】
この場合、インターポーザ２、チップ３、バンプ１１、及びアンダーフィル１２を加熱してインターポーザ２にバンプ１１でチップ３を接続すると、冷却されたときに線膨張係数の違いによってインターポーザ２とチップ３の間に応力が生じる。この応力は、インターポーザ２の中央部を凸にさせるように働き、これによってインターポーザ２とチップ３に反りが生じる。
【００４０】
また、このような反りは、アンダーフィル１２の熱収縮によって生じる場合もある。
【００４１】
インターポーザ２とチップ３の反りは、インターポーザ２とチップ３との接続不良、又は、後に樹脂モールド５又は樹脂モールド７を形成した際に、樹脂モールド５又は７の割れを生じさせる場合があるという問題があった。
【００４２】
また、上述のように反りが生じた状態でインターポーザ２の配線部２Ａに２つ目のチップ４を実装しようとすると、インターポーザ２が反っているために、バンプ１３による配線部２Ａとチップ４との接続が不完全になることにより、チップ４の実装性が低下する場合があるという問題があった。
【００４３】
また、チップ３、４の排熱に関しては、ＣＰＵ又はＭＰＵ等のように演算処理を行うチップ３は、メモリ等の演算処理を行わないチップ４に比べて発熱量が多い。
【００４４】
チップ３は、上側がインターポーザ２とアンダーフィル１２によって覆われており、下側がモールド樹脂５によって覆われている。
【００４５】
ここで、シリコンの熱伝導率は１４８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、モールド樹脂部５及びアンダーフィル１２に用いるエポキシ樹脂の熱伝導率は約０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるため、樹脂の熱伝導率はシリコンの約３７０分の１であることになる。
【００４６】
従って、比較例の電子装置１では、チップ３が発する熱がモールド樹脂部５及びアンダーフィル１２を通じて排熱されることはあまり期待できず、チップ３の排熱経路が十分に確保されていないという問題があった。
【００４７】
また、チップ４はチップ３よりも発熱量が少ないが、チップ４が発熱した場合に、チップ４の排熱経路も十分に確保されていないという問題があった。
【００４８】
このような排熱経路の問題は、チップ３の裏面（図１中の下面）にＣＰＵ又はＭＰＵ等のシリコン基板が露出している場合、又は、チップ４の裏面（図１中の上面）にメモリのシリコン基板が露出している場合には、特に顕著であった。
【００４９】
チップの破損、実装性の低下、又は排熱経路の不足等は、電子装置の信頼性を低下させるという問題があった。
【００５０】
以上のように、比較例の電子装置１では、チップの破損、実装性の低下、又は排熱経路の不足等は、電子装置の信頼性を低下させるという問題点があった。
【００５１】
このため、以下で説明する実施の形態では、上述の問題点を解決した携帯型電子端末機を提供することを目的とする。以下、実施の形態の電子装置、携帯型電子端末機、及び電子装置の製造方法について説明する。
【００５２】
＜実施の形態＞
図２は、実施の形態の電子装置１００を含む携帯型電子端末機５０を示す図であり、（Ａ）は斜視透視図、（Ｂ）は携帯型電子端末機５０に含まれるマザーボード５４を示す図である。
【００５３】
以下で実施の形態の電子装置１００について説明するにあたり、比較例の電子装置１と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
図２（Ａ）に示すように、携帯電話端末機５０の筐体５１の外面には、表示部５２及び操作部５３が設けられており、筐体５１の内部には、破線で示すマザーボード５４が収納されている。
【００５５】
ここで、携帯電話端末機５０は携帯型電子端末機の一例であり、マザーボード５４は、電子回路基板の一例である。
【００５６】
筐体５１は、樹脂製又は金属製の筐体であり、表示部５２及び操作部５３を設置するための開口部を有する。表示部５２は、例えば、文字、数字、画像等を表示できる液晶パネルであればよい。また、操作部５３は、テンキーに加え、携帯電話端末機５０の機能を選択するための種々の選択キーを含む。なお、携帯電話端末機５０は、近接通信装置（赤外線通信装置、電子マネー用の通信装置等）又はカメラ等の付属装置を含んでもよい。
【００５７】
また、図２（Ｂ）に示すマザーボード５４は、例えばＦＲ４（ガラス布基材エポキシ樹脂基板）で構成され、表面５４Ａには銅箔をパターニングすることにより配線部５５が形成されている。配線部５５は、電子機器の駆動に必要な各種信号の伝送経路となるものである。配線部５５は、例えば、レジストを用いたエッチング処理によってパターニングされている。
【００５８】
配線部５５には、携帯電話端末機５０で通話、電子メール、又はインターネット等の通信を行うための処理を実行する電子装置１００が接続されている。電子装置１００は、半田ボール３０（図３参照）によって配線部５５に接続されることにより、マザーボード５４に実装されている。
【００５９】
マザーボード５４として用いるＦＲ４は、一般に、複数の絶縁層を積層し、各絶縁層の間（層間）、積層構造の最上面、及び積層構造の最下面にパターニングされた銅箔を有する。
【００６０】
なお、マザーボード５４には、複数の電子装置１００が実装されていてもよく、電子装置１００はマザーボード５４の裏面に形成されていてもよい。
【００６１】
また、マザーボード５４は、配線部５５を形成でき、回路を搭載することのできる誘電体製の基板であれば、ＦＲ４以外の基板であってもよい。
【００６２】
また、配線部５５は、電力損失が小さく、導電率が高い金属であれば銅（Ｃｕ）以外の金属（例えば、アルミニウム（Ａｌ）等）であってもよい。
【００６３】
なお、図２には、携帯型電子端末機の一例として携帯電話端末機５０を示したが、携帯型電子端末機は、携帯電話端末機５０に限定されず、例えば、スマートフォンの端末機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、又は、ゲーム機等であってもよい。
【００６４】
次に、図３を用いて、実施の形態の電子装置１００について説明する。
【００６５】
図３は、実施の形態の電子装置１００の断面構造を示す図である。
【００６６】
実施の形態の電子装置１００は、インターポーザ１０２、チップ３、チップ４、モールド樹脂部１０５、パッケージ基板１０６、及びモールド樹脂部１０７に加えて、金属板２０１、ビア２０２、及び金属板２０３を含む。
【００６７】
インターポーザ１０２は、比較例のインターポーザ２と基本的に同様であるが、絶縁部１０２Ｂにビア２０２が挿通されている点が比較例のインターポーザ２と異なる。インターポーザ１０２のその他の構成は比較例のインターポーザ２と同様であるため、インターポーザ１０２についての説明は、比較例のインターポーザ２の説明を援用し、ここでは相違点を中心に説明する。
【００６８】
チップ３は、比較例のチップ３と同様であり、例えば、ＣＰＵ又はＭＰＵ等のような演算処理を行う演算処理部を含むチップである。チップ３は、インターポーザ１０２の一方の面（図３中の下面）にフリップチップ方式で実装され、バンプ１１によって配線部１０２Ａに接続されている。チップ３とインターポーザ１０２の間には、アンダーフィル１２が施されている。
【００６９】
ここで、チップ３の表面（能動面）は、インターポーザ１０２に接続される側の面（図３中の上側の面）であり、チップ３の裏面（背面）は、表面とは反対側の面（図３中の下側の面）である。
【００７０】
チップ３は、金属板２０１に搭載されている。チップ３と金属板２０１の間は、導電性接着剤２２１によって接続されている。チップ３とインターポーザ１０２の間には、アンダーフィル１２が施されている。なお、導電性接着剤２２１の代わりに、導電ペーストを用いてもよい。導電ペーストとしては、例えば、銀ペーストが挙げられる。
【００７１】
ここで、チップ３は第１チップの一例であり、金属板２０１は、第１チップとしてのチップ３の裏面に接続される第１金属板の一例である。
【００７２】
なお、図３には、インターポーザ１０２に１つのチップ３が実装されている状態を示すが、インターポーザ１０２には、複数のチップ３が実装されていてもよい。
【００７３】
チップ４は、比較例のチップ４と同様であり、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ又はＦＲＡＭ等のメモリのチップである。チップ４は、バンプ１３によってインターポーザ１０２の他方の面（図３中の上面）にフリップチップ方式で実装されている。チップ４とインターポーザ１０２の間には、アンダーフィル１４が施されている。チップ４は、インターポーザ１０２の配線部１０２Ａを介して、チップ３から電源供給を受ける。
【００７４】
ここで、チップ４の表面（能動面）は、インターポーザ１０２に接続される側の面（図３中の下側の面）であり、チップ４の裏面（背面）は、表面とは反対側の面（図３中の上側の面）である。
【００７５】
なお、図３には、インターポーザ１０２に１つのチップ４が実装されている状態を示すが、インターポーザ１０２には、複数のチップ４が実装されていてもよい。
【００７６】
モールド樹脂部１０５は、金属板２０１の上でチップ３の側面を覆うようにモールド成形される樹脂部であり、チップ３を保護するために形成される。モールド樹脂部１０５は、チップ３の底面を覆わずに側面を覆う点と、ビア２０２が形成される点が比較例のモールド樹脂部１０５と異なるが、その他は比較例のモールド樹脂部５と同様である。モールド樹脂部１０５としては、例えば、熱硬化性のあるエポキシ樹脂を用いればよい。
【００７７】
パッケージ基板１０６は、コア材２１、樹脂部２２、配線部２３、２４、２５、２６、及びビア２７、２８、２９を有する点は比較例のパッケージ基板６と同様であるが、ビア２１１及び放熱板２１２が形成されている点が比較例のパッケージ基板６と異なる。
【００７８】
ビア２１１は、パッケージ基板１０６を厚さ方向に貫通するように形成されており、内部には、例えば、Ｎｉメッキ、Ｃｕメッキ、又はＡｇペーストが充填される。ビア２１１は、上端が導電性接着剤を介して金属板２０１に接続され、下端が放熱板２１２に接続される。なお、導電性接着剤の代わりに、導電ペーストを用いてもよい。導電ペーストとしては、例えば、銀ペーストが挙げられる。
【００７９】
パッケージ基板１０６は、半田ボール３０を介して、マザーボード５４の配線部５５に接続される。これにより、実施の形態の電子装置１００は、マザーボード５４に実装される。
【００８０】
なお、半田ボール３０によってパッケージ基板１０６がマザーボード５４の配線部５５に接続された状態では、パッケージ基板１０６とマザーボード５４との間には隙間があり、放熱板２１２は、隙間を介してマザーボード５４の上面５４Ａに対向している。
【００８１】
放熱板２１２は、パッケージ基板１０６の下面に形成される放熱用の金属プレートであり、ビア２１１の下端に接続されている。放熱板２１２は、例えば、アルミニウム製又は銅製のプレート、あるいは、アルミ箔又は銅箔を用いることができる。放熱板２１２は、例えば、蒸着によって形成してもよいし、薄い板状のプレートをパッケージ基板１０６の下面に接着し、ビア２１１とは導電性接着剤等で接続してもよい。また、導電性接着剤の代わりに、導電ペーストを用いてもよい。導電ペーストとしては、例えば、銀ペーストが挙げられる。
【００８２】
モールド樹脂部１０７は、ビア２０２が形成される点と、上面に金属板２０３が配設される点が比較例のモールド樹脂部７と異なるが、その他は比較例のモールド樹脂部７と同様である。
【００８３】
金属板２０１は、平面視矩形状の金属板であり、上面の中央部にチップ３が導電性接着剤２２１によって固定されるとともに、上面の四隅の近傍にビア２０２の下端が接続される。また、金属板２０１は、導電性接着剤２２２によってパッケージ基板１０６の上面に固定される。
【００８４】
金属板２０１は、チップ３とインターポーザ１０２を接続することによってチップ３とインターポーザ１０２の間に生じ得る応力に反して、チップ３及びインターポーザ１０２の反りを抑制するために設けられている。
【００８５】
また、金属板２０１は、チップ３が発生する熱を排熱するために設けられている。このため、金属板２０１は、ビア２０２を通じて金属板２０３に接続されている。
【００８６】
金属板２０１は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、又はタングステン（Ｗ）によって作製すればよい。
【００８７】
また、金属板２０１を合金で作製する場合は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｏ、又はＷのうちのいずれか一つ以上を含む合金によって作製すればよい。
【００８８】
金属板２０１は、チップ３及びインターポーザ１０２の間に生じ得る応力よってチップ３及びインターポーザ１０２に生じ得る反りを十分に抑制できる程度の強度を有するように、三次元的な寸法（縦及び横の長さと厚さ）と密度等を有するように作製すればよい。
【００８９】
ビア２０２は、モールド樹脂部１０７、インターポーザ１０２、及びモールド樹脂部１０５を貫通し、金属板２０１の上面に接続されている。
【００９０】
ビア２０２は、例えば、モールド樹脂部１０７、インターポーザ１０２、及びモールド樹脂部１０５を貫通し、金属板２０１の上面に達する孔部を形成した後に、内部に、例えば、ニッケル（Ｎｉ）メッキ、銅（Ｃｕ）メッキ、又は銀（Ａｇ）ペーストが充填されることによって作製される。モールド樹脂部１０７、インターポーザ１０２、及びモールド樹脂部１０５を貫通し、金属板２０１の上面に達する孔部は、例えば、ドリルによる加工処理、又は、マスクを用いてレーザ照射によるエッチング処理で形成すればよい。
【００９１】
金属板２０３は、モールド樹脂部１０７及びビア２０２の上面を覆うように固定される。金属板２０３は、導電性接着剤２２３によってモールド樹脂部１０７及びビア２０２の上面に接続される。
【００９２】
金属板２０３は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、又はタングステン（Ｗ）によって作製すればよい。
【００９３】
また、金属板２０１を合金で作製する場合は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｏ、又はＷのうちのいずれか一つ以上を含む合金によって作製すればよい。
【００９４】
次に、図４を用いて、実施の形態の電子装置１００の平面視での構造について説明する。
【００９５】
図４は、実施の形態の電子装置１００の平面視での構造を透過的に示す図である。図４には、モールド樹脂部１０７及び金属板２０３を除いた平面視での電子装置１００の構成を示す。
【００９６】
図４に示すように、平面視における電子装置１００では、チップ３が中央に位置し、その外側にはインターポーザ１０２が位置し、さらにその外側にパッケージ基板１０６が位置している。
【００９７】
図４には、一例として、チップ３、インターポーザ１０２、及びパッケージ基板１０６は、平面視で略正方形である。
【００９８】
インターポーザ１０２は、平面視でチップ３の四辺に沿って位置するように、３６個の配線部１０２Ａを有する。３６個の配線部１０２Ａは、チップ３の四辺の各辺に沿って９個ずつ配列されている。
【００９９】
また、ビア２０２は、インターポーザ１０２の四隅において、絶縁部１０２Ｂを貫通するように形成されている。インターポーザ１０２の四隅にビア２０２を貫通させるのは、インターポーザ１０２の四隅は、四隅以外の部分よりも配線部１０２Ａを形成しにくく、配線部１０２Ａの位置を殆ど変えることなく、ビア２０２を絶縁部１０２Ｂに貫通させることができるためである。
【０１００】
このため、平面視においてチップ３の外側に見えるインターポーザ１０２の上面に示す部分のうち、３６個の配線部１０２Ａとビア２０２以外の部分は、絶縁部１０２Ｂの上面を表す。
【０１０１】
パッケージ基板１０６は、平面視で、インターポーザ１０２の四辺の外側を取り囲むように配設されている。パッケージ基板１０６の上面には、インターポーザ１０２の四辺に沿って、３６個の配線部２３が配置されている。３６個の配線部２３は、インターポーザ１０２の四辺の各辺に沿って９個ずつ配置されている。
【０１０２】
インターポーザ１０２の配線部１０２Ａと、パッケージ基板１０６の配線部２３とは、ボンディングワイヤ１６によって接続されている。
【０１０３】
なお、図４には、貫通部２０２がインターポーザ１０２の四隅の絶縁部１０２Ｂを貫通する形態を示すが、貫通部２０２は、インターポーザ１０２の四隅以外の絶縁部１０２Ｂを貫通するように形成されていてもよい。また、貫通部２０２の数は、４つに限定されず、少なくとも１つあればよい。
【０１０４】
次に、図５を用いて、実施の形態の電子装置１００における排熱経路について説明する。
【０１０５】
図５は、実施の形態の電子装置１００の排熱経路を示す図である。図５では、排熱経路を矢印で示すため、電子装置１００の一部の構成要素にのみ符号を記す。
【０１０６】
実施の形態の電子装置１００において、チップ３が発生する熱は、金属板２０１、ビア２０２、及び金属板２０３を経て、放熱される。すなわち、この場合の排熱経路は、矢印Ａで示すように、チップ３から金属板２０１、ビア２０２、及び金属板２０３を通る経路である。
【０１０７】
また、チップ３が発生する熱は、金属板２０１、ビア２１１、及び放熱板２１２を経る経路によっても放熱される。この場合の排熱経路を矢印Ｂで示す。
【０１０８】
なお、メモリ等のチップであるチップ４は、ＣＰＵ又はＭＰＵ等の演算処理部を含むチップ３に比べると発熱量は少ないが、チップ４からインターポーザ１０２及びチップ３を経て、排熱経路Ａ及びＢに接続されているため、チップ４の排熱経路も確保されている。
【０１０９】
次に、図６乃至図９を用いて、実施の形態の電子装置１００の製造工程について説明する。
【０１１０】
図６乃至図９は、実施の形態の電子装置１００の製造工程を示す図である。
【０１１１】
図６（Ａ）に示す状態は、図２に示す状態とは天地が逆である。
【０１１２】
まず、図６（Ａ）に示すように、支持基板３００の表面にインターポーザ１０２を形成し、インターポーザ１０２の上にアンダーフィル１２用の材料を塗布した状態で、バンプ１１を付着させたチップ３をインターポーザ１０２に搭載する。
【０１１３】
インターポーザ１０２は、一枚の銅板の表面を加工して、銅板の表面部分に有機材料製の絶縁部１０２Ｂを形成することにより、銅板の表面に形成される。支持基板３００は、銅板からインターポーザ１０２の配線部１０２Ａ及び絶縁部１０２Ｂを除いた残りの部分である。
【０１１４】
この状態で、支持基板３００、インターポーザ１０２、バンプ１１、アンダーフィル１２用の材料、及びチップ３をアンダーフィル１２が熱硬化するように加熱するとともに、チップ３をインターポーザ１０２に圧着してバンプ１１をインターポーザ１０２の配線部１０２Ａに固着させる。
【０１１５】
その後、支持基板３００、インターポーザ１０２、バンプ１１、アンダーフィル１２、及びチップ３を冷却する。
【０１１６】
ここで、支持基板３００は、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示す工程においてインターポーザ１０２を固定するために治具として用いられ、図６（Ｄ）の工程から図７（Ａ）の工程に移行するときに除去される。
【０１１７】
なお、図６（Ａ）には１つの電子装置１００に対応する支持基板３００、インターポーザ１０２、バンプ１１、アンダーフィル１２、及びチップ３を示すが、実際には、多数の電子装置１００を一度に作製し、後に個片化を行う。個片化を行うのは、図７（Ｂ）に示す工程と図７（Ｃ）に示す工程の間である。
【０１１８】
このため、実際には、図６（Ａ）に示す工程では、支持基板３００とインターポーザ１０２はすべての電子装置１００に対して一体化されている。実際の工程では、１つの大きな支持基板３００の上に、個片化を行う前のインターポーザ１０２を搭載し、インターポーザ１０２の上に、多数のチップ３を搭載した状態で、アンダーフィル１２を熱硬化させるとともに、バンプ１１をインターポーザ１０２の配線部１０２Ａに接続する。
【０１１９】
次に、図６（Ｂ）に示すように、チップ３、アンダーフィル１２、及びインターポーザ１０２の上に樹脂部１０５Ａをモールド成型する。樹脂部１０５Ａは、すべての電子装置１００に対して一体的にモールド成型される。
【０１２０】
次に、図６（Ｃ）に示すように、チップ３が表出するまで樹脂部１０５Ａを図６（Ｃ）に示す上側から研磨する。研磨は、例えば、グラインダを用いて行えばよい。この工程により、樹脂部１０５Ａの上部が削り取られてモールド樹脂部１０５が完成する。
【０１２１】
次に、図６（Ｄ）に示すように、チップ３とモールド樹脂部１０５との上に導電性接着剤２２１で金属板２０１を固定する。金属板２０１は、すべての電子装置１００に対して一体のものを用いればよい。
【０１２２】
図６（Ｄ）に示す段階では、金属板２０１は個片化されておらず、すべての電子装置１００に対応するチップ３及びモールド樹脂部１０５の上に一体的に固定される。
【０１２３】
次に、図７（Ａ）に示すように、支持基板３００を取り除く。支持基板３００が銅板製である場合は、例えば、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）を用いたウェットエッチングによって支持基板３００を除去又は剥離すればよい。
【０１２４】
次に、図７（Ｂ）に示すように、インターポーザ１０２、チップ３、及び金属板２０１を天地反転させてインターポーザ１０２を上側にした状態で、インターポーザ１０２の上にアンダーフィル１４用の材料を塗布し、バンプ１３を付着させたチップ４をインターポーザ１０２に搭載する。
【０１２５】
この状態で、支持基板３００、インターポーザ１０２、バンプ１３、アンダーフィル１４用の材料、及びチップ４をアンダーフィル１４が熱硬化するように加熱するとともに、チップ４をインターポーザ１０２に圧着してバンプ１３をインターポーザ１０２の配線部１０２Ａに固着させる。
【０１２６】
その後、支持基板３００、インターポーザ１０２、バンプ１３、アンダーフィル１４用の材料、及びチップ４を冷却する。
【０１２７】
なお、図７（Ｂ）に示す工程が終了した時点で、ダイシングを行うことにより、インターポーザ１０２、モールド樹脂部１０５、及び金属板２０１を個片化する。
【０１２８】
次に、図７（Ｃ）に示すように、金属板２０１を導電性接着剤２２２でパッケージ基板１０６の上面に接続する。
【０１２９】
なお、パッケージ基板１０６は、予めコア材２１、樹脂部２２、配線部２３、２４、２５、２６、ビア２７、２８、２９、ビア２１１、及び放熱板２１２が形成されているものを用いる。
【０１３０】
また、パッケージ基板１０６は、すべての電子装置１００について一体のものを用いる。このため、パッケージ基板１０６の上には、図７（Ｂ）に示す工程の終了後に個片化が行われたインターポーザ１０２、モールド樹脂部１０５、及び金属板２０１と、チップ３、４を含む多数の素子が配列されることになる。
【０１３１】
なお、パッケージ基板１０６は、図９（Ｃ）に示す工程が終了した後にダイシングを行うことにより個片化が行われる。
【０１３２】
次に、図８（Ａ）に示すように、ボンディングワイヤ１６の一端をインターポーザ１０２の配線部１０２Ａに接続し、他端をパッケージ基板１０６の配線部２３に接続する。ボンディングワイヤ１６の接続は、例えば、超音波を用いて加熱しながら行えばよい。
【０１３３】
次に、図８（Ｂ）に示すように、チップ４、ボンディングワイヤ１６、モールド樹脂部１０５、及びパッケージ基板１０６の上に、モールド成型により、モールド樹脂部１０７を作製する。モールド樹脂部１０７は、すべての電子装置１００に対して一体的に作製すればよく、図９（Ｃ）に示す工程の後に行うダイシングによって個片化される。
【０１３４】
次に、図８（Ｃ）に示すように、モールド樹脂部１０７の表面から金属板２０１の上面に達する貫通孔１０７Ａを形成する。貫通孔１０７Ａは、平面視では、図４に示すようにインターポーザ１０２の四隅の絶縁部１０２Ｂを貫通するように形成される。
【０１３５】
貫通孔１０７Ａは、例えば、ドリルによる加工処理、又は、マスクを用いてレーザ照射によるエッチング処理でモールド樹脂部１０７に形成すればよい。
【０１３６】
なお、ドリルによる加工の場合は、ドリルが金属板２０１の表面に達し、金属板２１０の厚さの範囲内で貫通孔１０７Ａの加工が終了するようにすればよい。また、レーザ照射によるエッチングの場合は、貫通孔１０７Ａが金属板２０１の表面に到達した時点でレーザ照射を停止するようにすればよい。
【０１３７】
次に、図９（Ａ）に示すように、貫通孔１０７Ａ（図８（Ｃ）参照）内に金属を充填することにより、ビア２０２を作製する。
【０１３８】
次に、図９（Ｂ）に示すように、モールド樹脂部１０７とビア２０２の上に、導電性接着剤２２３を用いて金属板２０３を固定する。金属板２０３は、すべての電子装置１００について一体のものを用いればよい。
【０１３９】
最後に、図９（Ｃ）に示すように、パッケージ基板１０６の配線部２６に半田ボール３０を付着させる。図９（Ｃ）の工程は、実際には、天地を逆にして、リフロー工程によってパッケージ基板１０６の配線部２６に半田ボール３０を付着させる工程である。
【０１４０】
以上の工程が終了した後に、ダイシングを行い、パッケージ基板１０６、モールド樹脂部１０７、及び金属板２０３の個片化を行うことにより、図３に示す電子装置１００が完成する。
【０１４１】
以上のように、実施の形態の電子装置１００は、インターポーザ１０２の両面に実装されるチップ３、４を含んでおり、インターポーザ１０２の下側に位置し、チップ４よりも発熱量の多いチップ３を搭載する金属板２０１を有する。
【０１４２】
また、実施の形態の電子装置１００は、金属板２０１から上方に向けてインターポーザ１０２を貫通して延出するビア２０２と、ビア２０２の上端に接続される金属板２０３とを有する。
【０１４３】
このため、電子装置１００をマザーボード５４に実装した状態において、発熱量の多いチップ３の排熱経路を確保することができる。この排熱経路は、図５に矢印Ａで示す経路であり、電子装置１００の最上部にある金属板２０３を利用する経路である。
【０１４４】
従って、チップ３を効率的に冷却することができる。
【０１４５】
また、実施の形態の電子装置１００は、上述の排熱経路に加えて、金属板２０１からパッケージ基板１０６を貫通するビア２１１を介してパッケージ基板１０６の下面に配設される放熱板２１２に至る排熱経路も有する。
【０１４６】
このため、チップ３の冷却効率をさらに向上させることができる。
【０１４７】
なお、本実施の形態では、パッケージ基板１０６を貫通するビア２１１と、ビア２１１の下端に接続される放熱板２１２を含む電子装置１００について説明したが、ビア２１１と放熱板２１２は、必ずしも必要ではなく、電子装置１００は、ビア２１１と放熱板２１２を含まなくてもよい。
【０１４８】
ビア２１１と放熱板２１２の有無は、例えば、チップ３の発熱量等に応じて、決定すればよい。
【０１４９】
なお、インターポーザ１０２の上側に実装され、チップ３よりも発熱量が少ないチップ４は、インターポーザ１０２の配線部１０２Ａ及びチップ３を通じて、チップ３の排熱経路に接続されているため、チップ４も効率的に冷却される。
【０１５０】
また、実施の形態の電子装置１００では、製造工程において最初にインターポーザ１０２に実装されるチップ３を金属板２０１に固定する（図６（Ｄ）以降の工程参照）。
【０１５１】
従って、製造工程においてインターポーザ１０２とチップ３の線膨張係数の違い等に起因する反りの発生を抑制することができる。
【０１５２】
これは、チップ３に固定される金属板２０１がチップ３の補強材となり、応力に抗して反りの発生を抑制されるためである。
【０１５３】
このため、実施の形態の電子装置１００は、チップ３、モールド樹脂部１０５、又はモールド樹脂部１０７に割れ等による電子装置１００の破損を抑制でき、電子装置１００の歩留まりを上昇させることができる。
【０１５４】
また、実施の形態の電子装置１００は、上述のようにインターポーザ１０２とチップ３の反りの発生を抑制できるため、その後にインターポーザ１０２にチップ４を確実に実装することができ、チップ４の実装性が飛躍的に向上する。
【０１５５】
以上、本実施の形態によれば、放熱効率が高く、製造時の破損を抑制でき、チップの実装性を向上させた電子装置１００を提供することができる。
【０１５６】
以上、本発明の例示的な実施の形態の電子装置、携帯型電子端末機、及び電子装置の製造方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
インターポーザと、
前記インターポーザの一面に実装される第１チップと、
前記インターポーザの他面に実装される第２チップと、
前記第１チップの背面に接続される第１金属板と、
前記第２チップの背面上に設けられる第２金属板と、
前記インターポーザを貫通し、前記第１金属板と前記第２金属板とに接続されるビアと
を含む電子装置。
（付記２）
前記ビアは、平面視で前記インターポーザの一又は複数の隅部を貫通する、付記１記載の電子装置。
（付記３）
前記ビアは、Ｎｉメッキ、Ｃｕメッキ、又はＡｇペーストを充填することによって作製される、付記１又は２記載の電子装置。
（付記４）
前記第１金属板の下側に配設される基板と、
前記基板の下面に配設される放熱板と、
前記基板を貫通し、前記第１金属板と前記放熱板とを接続する第２ビアと
をさらに含む、付記１乃至３のいずれか一項記載の電子装置。
（付記５）
前記第２ビアは、Ｎｉメッキ、Ｃｕメッキ、又はＡｇペーストを充填することによって作製される、付記４記載の電子装置。
（付記６）
前記第１金属板又は前記第２金属板は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｏ、又はＷ、あるいは、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｏ、又はＷのうちのいずれか一つ以上を含む合金によって作製される、付記１乃至５のいずれか一項記載の電子装置。
（付記７）
電子回路基板と、
前記電子回路基板に実装される付記１乃至６のいずれか一項記載の電子装置と
を含む、携帯型電子端末機。
（付記８）
インターポーザの一面に第１チップを実装する工程と、
前記インターポーザの他面に第２チップを実装する工程と、
前記第１チップの背面に第１金属板を接続する工程と、
前記インターポーザを貫通し、一端が前記第１金属板に達するビアを形成する工程と、
前記第２チップの背面側に、前記ビアの他端に接続する第２金属板を設ける工程と
を含む電子装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１５７】
１  電子装置
２、１０２  インターポーザ
２Ａ、１０２Ａ  配線部
２Ｂ、１０２Ｂ  絶縁部
３、４  チップ
５、１０５  モールド樹脂部
６、１０６  パッケージ基板
７、１０７  モールド樹脂部
１１  バンプ
１２  アンダーフィル
１３  バンプ
１４  アンダーフィル
１５  接着剤
１６  ボンディングワイヤ
１７  ソルダーレジスト
２１  コア材
２２  樹脂部
２３、２４、２５、２６  配線部
２７、２８、２９  ビア
３０  半田ボール
５０  携帯電話端末機
５１  筐体
５２  表示部
５３  操作部
５４  マザーボード
５４Ａ  表面
５５  配線部
１００  電子装置
２０１  金属板
２０２  ビア
２０３  金属板
２１１  ビア
２１２  放熱板
２２１、２２２、２２３  導電性接着剤
３００  支持基板
【図１】
2012186393.tif 000003
【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】
2012186393.tif 000009
【図８】
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【図９】
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