(57)【要約】【課題】工程を複雑化することなく、小型で且つ薄い配線基板を実現できるようにする。【解決手段】配線基板は、複数の配線層のそれぞれに形成された複数の配線パターン２１と、互いに異なる配線層に形成された配線パターン２１同士を電気的に接続する層間配線４１とを備えている。層間配線４１は、配線層に形成された開口部において、その壁面の一部を覆うように開口部の上端部と下端部との間に形成された導電層４２と、開口部の周囲に形成され、配線パターン２１と導電層４２とを接続するランドパターン４４とを有している。一の開口部には、互いに異なる配線パターン２１と電気的に接続された複数の導電層４２が形成され、複数の導電層４２同士は、開口部を埋める絶縁膜４３により互いに絶縁されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層のそれぞれに形成された複数の配線パターンと、
互いに異なる前記配線層に形成された前記配線パターン同士を電気的に接続する層間配線とを備え、
前記層間配線は、
前記配線層に形成された開口部において、その壁面の一部を覆うように前記開口部の上端部と下端部との間に形成された導電層と、
前記開口部の周囲に形成され、前記配線パターンと前記導電層とを接続するランドパターンとを有し、
一の前記開口部には、互いに異なる前記配線パターンと電気的に接続された複数の導電層が形成され、
前記複数の導電層同士は、前記開口部を埋める絶縁膜により互いに絶縁されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記導電層は、前記開口部の上端部と下端部との間に螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記開口部は、平面円形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記開口部は、平面多角形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項５】
前記配線層の一の面に形成されたチップ搭載領域と、
前記チップ搭載領域と反対側の面に形成された複数の電極とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項６】
請求項５に記載の配線基板と、
前記チップ搭載領域に搭載された半導体チップと、
前記半導体チップを封止する封止樹脂とを備え、
前記半導体チップは、複数のチップ端子を有し、
前記各チップ端子は、対応する前記配線パターンの一端と電気的に接続され、
前記配線パターンの他端は、対応する前記電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板及びそれを用いた半導体装置に関し、特に導電性ビアを有する多層配線構造の配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップの小型化に伴い、半導体チップを配線基板に搭載し、半導体チップを搭載した配線基板を装置に実装することが行われている。配線基板は、例えば一の面に半導体チップの搭載領域と基板端子とを有し、他の面に配線パターンにより基板端子と電気的に接続されたボール電極を有する。搭載領域に搭載された半導体チップのチップ端子と基板端子とをワイヤ等により接続することにより、チップ端子とボール電極とが電気的に接続される。
【０００３】
半導体チップの多機能化に伴い、半導体チップのチップ端子の数が大きく増加している。これに伴い、配線基板において必要とされる回路パターンの数も増大している。このため、回路パターンが積層された積層配線構造の配線基板が用いられるようになっている。
【０００４】
積層配線構造の配線基板においては、異なる層に形成された回路パターン同士を接続する層間配線である導電性ビアの数も増大する。このため、導電性ビアの微細化が必要とされている。しかし、導電性ビアを形成するためには、配線層に開口部を形成する必要があり、開口部のサイズの縮小には限界がある。また、開口部の配置も大きく制限されてしまう。また、開口部に面積を取られるため、配線を形成する領域の確保が困難となる。これにより、さらに配線層が多層化し、配線基板が厚くなるという問題も生じる。
【０００５】
１つの開口部に互いに独立した複数の層間配線を形成することができれば、開口部の数を減らし、配線基板を小型化できる。複数の半導体装置を積層する場合には、例えば、図７に示すように、複数の凸部を有する開口部を絶縁層１００に形成し、各凸部に導電性膜を埋め込み、中央部には絶縁膜１４０を埋め込むことにより、互いに独立した配線１２１〜１２４を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このような方法を用いて、１つの開口部に複数の層間配線を形成すれば、開口部の数を減らし、配線基板を小型化することが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−３４７４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記従来の１つの開口部に複数の層間配線を形成する方法には、以下のような問題がある。
【０００７】
まず、複雑な形状の開口部を形成する必要がある。また、凸部を有する開口部に一旦導電膜を埋め込んだ後、絶縁膜を埋め込む開口部を再び形成する必要がある。このため、非常に精度良く開口部を形成する必要があり、工程が複雑となる。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題を解決し、工程を複雑化することなく、小型で且つ薄い配線基板を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明は配線基板を、一の開口部に互いに絶縁された複数の導電層が形成され、各導電層がそれぞれ層間配線として機能する構成とする。
【００１０】
具体的に、本発明に係る配線基板は、複数の配線層のそれぞれに形成された複数の配線パターンと、互いに異なる配線層に形成された配線パターン同士を電気的に接続する層間配線とを備え、層間配線は、配線層に形成された開口部において、その壁面の一部を覆うように開口部の上端部と下端部との間に形成された導電層と、開口部の周囲に形成され、配線パターンと導電層とを接続するランドパターンとを有し、一の開口部には、互いに異なる配線パターンと電気的に接続された複数の導電層が形成され、複数の導電層同士は、開口部を埋める絶縁膜により互いに絶縁されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る配線基板は、層間配線が開口部の壁面の一部を覆うように形成された導電層とランドパターンとを有する。このため、通常の導電性ビアと同じ開口部を形成すればよい。また、導電層を形成した後、再び開口部を形成する必要がない。従って、工程を複雑化することなく、１つの開口部に複数の層間配線を形成でき、配線基板の小型化及び薄型化を実現することができる。
【００１２】
本発明の配線基板において、導電層は開口部の上端部と下端部との間に螺旋状に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、配線を交差させることなく信号の方向を変えることが可能となる。
【００１３】
本発明の配線基板において、開口部は、平面円形状であっても、平面多角形状であってもよい。
【００１４】
本発明の配線基板において、配線層の一の面に形成されたチップ搭載領域と、チップ搭載領域と反対側の面に形成された複数の電極とをさらに備えていてもよい。
【００１５】
本発明に係る半導体装置は、本発明の配線基板と、チップ搭載領域に搭載された半導体チップと、半導体チップを封止する封止樹脂とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の半導体装置において、半導体チップは、複数のチップ端子を有し、各チップ端子は、対応する配線パターンの一端と電気的に接続され、配線パターンの他端は、対応する電極と電気的に接続されていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る配線基板によれば、工程を複雑化することなく、小型で且つ薄い配線基板を実現でき、半導体装置のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る半導体装置であり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示している。
【００１９】
本実施形態の半導体装置は、配線基板１１と、配線基板１１の上に搭載された半導体チップ１２とを備え、半導体チップ１２は封止樹脂１３により封止されている。図１（ａ）において封止樹脂１３の記載は省略している。
【００２０】
半導体チップ１２は、どのようなものでもよく、図１においては、外縁部に沿って複数のチップ端子３１を有している。半導体チップ１２は、接着材１９により配線基板１１のチップ搭載領域１１ａに搭載されている。
【００２１】
配線基板１１は、有機樹脂等からなる複数の配線層が積層された多層配線構造を有している。各配線層は、複数の配線パターン２１を含む。配線パターン２１のうち、最表面（上面）に形成された配線パターンは、一端にワイヤボンディングパッド２２を有している。ワイヤボンディングパッド２２は、ワイヤ２３を介して半導体チップ１２に形成されたチップ端子３１と接続されている。配線パターン２１の他端は導電性ビアである層間配線を介して異なる層に形成された配線パターン２１と接続されており、最終的には配線基板１１の裏面に形成された外部電極パッド２５を接続されている。図１においては、外部電極パッド２５には、ボール電極２６が形成されている例を示している。
【００２２】
図２は、本実施形態に係る導電性ビアである層間配線４１を拡大して示している。但し、説明のために、配線層を構成する絶縁層の記載は省略している。配線層を構成する絶縁層に形成された開口部の内壁面には、開口部の上端部と下端部とを接続するストライプ状の導電層４２Ａと導電層４２Ｂとが形成されている。導電層４２Ａ及び導電層４２Ｂは厚さが１０μｍ〜１５μｍ程度であり、めっき等により形成すればよい。
【００２３】
開口部の内部には、絶縁膜４３が埋め込まれており、導電層４２Ａと導電層４２Ｂとは、互いに絶縁されている。導電層４２Ａは、ランドパターン４４Ａを介して上層の配線パターン２１Ａと下層の配線パターン２１Ｂとを電気的に接続している。導電層４２Ｂは、ランドパターン４４Ｂを介して上層の配線パターン２１Ｃと下層の配線パターン２１Ｄとを電気的に接続している。
【００２４】
これにより、例えば、上層の配線パターン２１Ａを流れる電流である第１の信号Ｓ１は、導電層４２Ａを介して下層の配線パターン２１Ｂへと流れ、上層の配線パターン２１Ｃを流れる電流である第２の信号Ｓ２は、導電層４２Ｂを介して下層の配線パターン２１Ｄへと流れる。
【００２５】
このように、１つの開口部に互いに絶縁された２つの層間配線４１が形成されているため、本実施形態の配線基板は、開口部の数が通常の半分で済む。従って、開口部の形成領域が少なくて済み、配線領域を十分確保することが可能となる。これにより、配線基板の小型化及び薄型化が可能となり、製造コストを低減することができる。
【００２６】
本実施形態においては、開口部を平面円形状としたが、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような平面多角形状としてもよい。平面多角形状の開口部は、平面円形状の開口部と比べて製造工程が複雑となる。しかし、周辺の配線角度に合わせた角度の平面多角形状の開口部とすることにより、最小領域により層間配線を配置することが可能となる。例えば、図４（ａ）に示すように、平面円形状の開口部を形成した際には、層間配線４１と配線パターン２１との距離を最小値にしようとすると、配線パターン２１の角度をフリーに設定することになり、配線の配置が不安定となるため編集が困難となる。しかし、図４（ｂ）に示すように、平面多角形状の開口部を形成した場合には、平面多角形状の開口部の全ての辺に対して、同じ角度の配線パターン２１を配置することができるので、層間配線４１と配線パターン２１との距離を最小値で引き廻すことができ、配線の編集が容易となる。
【００２７】
また、１つの開口部に形成する層間配線の数は２つに限らず、互いの絶縁を保持でき、電流容量を確保できる限りいくつ形成してもよい。例えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにそれぞれが導電層４２とランドパターン４４とを有する４つの層間配線４１を形成してもよい。
【００２８】
さらに、各層間配線を構成する導電層を、図６に示すように螺旋状に形成してもよい。これにより、上層の配線パターン２１Ａと下層の配線パターン２１Ｄとが導電層４２Ｃ及びランドパターン４４Ｃにより接続され、上層の配線パターン２１Ｃと下層の配線パターン２１Ｂとが導電層４２Ｄ及びランドパターン４４Ｄにより接続される。
【００２９】
開口部の内壁面に形成した導電層を螺旋状とすることにより、入力した信号の向きを層間配線により変えることができる。このため、配線を交差させることなく信号を容易に入力とは反対側の方向に出力することが可能となる。
【００３０】
本実施形態の層間配線は、１つ上又は１つ下の配線層の配線パターン同士を接続するだけでなく、上下に２つ以上離れた配線層に含まれる配線パターン同士を接続してもよい。この場合には、複数の配線層を構成する複数の絶縁膜を貫通するように開口部を形成すればよい。また、配線基板を貫通し配線基板の上面に形成された配線パターン（最上層の配線パターン）と下面に形成された配線パターン（最下層の配線パターン）とを接続する層間配線にも適用できる。また、配線基板が、その上面と下面のみに配線パターンを有している場合においても適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る配線基板及び半導体装置は、工程を複雑化することなく、小型で且つ薄い配線基板を実現でき、導電性ビアを有する多層配線構造の配線基板及びそれを用いた半導体装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る配線基板における層間配線を示す鳥瞰図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る配線基板における層間配線の変形例を示す平面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る配線基板における層間配線の平面形状と配線パターンとの位置関係を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る配線基板における層間配線の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る配線基板における層間配線の変形例を示す鳥瞰図である。
【図７】従来例に係るスルーホール配線の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１      配線基板
１１ａ    チップ搭載領域
１２      半導体チップ
１３      封止樹脂
１９      接着材
２１      配線パターン
２１Ａ    配線パターン
２１Ｂ    配線パターン
２１Ｃ    配線パターン
２１Ｄ    配線パターン
２２      ワイヤボンディングパッド
２３      ワイヤ
２５      外部電極パッド
２６      ボール電極
３１      チップ端子
４１      層間配線
４２      導電層
４２Ａ    導電層
４２Ｂ    導電層
４２Ｃ    導電層
４２Ｄ    導電層
４３      絶縁膜
４４      ランドパターン
４４Ａ    ランドパターン
４４Ｂ    ランドパターン
４４Ｃ    ランドパターン
４４Ｄ    ランドパターン
【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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