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JP4043872B2 - Multilayer wiring board manufacturing method and resin-encapsulated semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止型半導体装置の製造方法と、それに使用する多層配線基板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体装置は、電子機器の高性能化、小型化、薄型化の傾向からLSIのASICに代表されるように、ますます高集積化、高性能化が進んでいる。従来の半導体装置の製造では、多層配線基板毎に半導体素子を搭載し、ワイヤボンディング、樹脂封止等を行い、半導体装置に組み上げていた。
従来の樹脂封止型半導体装置の製造に用いられる多層配線基板は、コア基板の一方の面に内部端子配線を設け、他方の面に外部端子配線を設け、このコア基板に形成したスルーホールを介して内部端子配線と外部端子配線の導通をとったものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような多層配線基板は、コア基板が存在することにより厚みの低減には限界があり、半導体装置の薄型化に支障を来たしていた。また、多層配線基板の作製では、コア基板に対するスルーホール形成工程、導通工程等の複数の工程を要し、作業が極めて煩雑であった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、小型で薄型の樹脂封止型半導体装置を高精度で、かつ、高効率で作製できる多層配線基板とその製造方法、および、小型で薄型の樹脂封止型半導体装置の製造方法とを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の多層配線基板の製造方法は、ベース基板の一方の面に金属導電層を形成する工程と、該金属導電層上に電気絶縁層を介し該電気絶縁層に形成されたビア部で必要な導通がとられた1層以上の配線を設けることにより、半導体素子の搭載位置に対応した配置で複数の内部端子配線を形成する工程と、前記ベース基板を除去し、前記金属導電層を露出させる工程と、前記金属導電層をパターンエッチングして各内部端子配線に対応するように複数の外部端子配線を形成する工程と、を有するような構成とした。
【0005】
本発明の好ましい態様として、前記ベース基板の一方の面に、外部端子配線の外部端子に対応するように予め凹部を形成し、該凹部を形成した面に金属導電層を形成するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記ベース基板は、XY方向の熱膨張係数が2〜20ppmの範囲内であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記ベース基板は、シリコン、ガラス、42合金のいずれかであるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記金属導電層は、銅であるような構成とした。
【0006】
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、ベース基板の一方の面に金属導電層を形成する工程と、該金属導電層上に電気絶縁層を介し該電気絶縁層に形成されたビア部で必要な導通がとられた1層以上の配線を設けることにより、半導体素子の搭載位置に対応した配置で複数の内部端子配線を形成する工程と、前記ベース基板を除去し、前記金属導電層を露出させる工程と、前記金属導電層をパターンエッチングして各内部端子配線に対応するように複数の外部端子配線を形成して多層配線基板とする工程と、前記多層配線基板の内部端子配線上に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子を樹脂封止する工程と、多層配線基板および封止樹脂を切断分離して個々の樹脂封止型半導体装置を得る工程と、を有するような構成とした。
また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、ベース基板の一方の面に金属導電層を形成する工程と、該金属導電層上に電気絶縁層を介し該電気絶縁層に形成されたビア部で必要な導通がとられた1層以上の配線を設けることにより、半導体素子の搭載位置に対応した配置で複数の内部端子配線を形成する工程と、各内部端子配線上に半導体素子を搭載し、その後、前記半導体素子を樹脂封止する工程と、前記ベース基板を除去し、前記金属導電層を露出させる工程と、前記金属導電層をパターンエッチングして各内部端子配線に対応するように複数の外部端子配線を形成する工程と、電気絶縁層および封止樹脂を切断分離して個々の樹脂封止型半導体装置を得る工程と、を有するような構成とした。
【0007】
本発明の好ましい態様として、前記ベース基板の一方の面に、外部端子配線の外部端子に対応するように予め凹部を形成し、該凹部を形成した面に金属導電層を形成するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記ベース基板は、XY方向の熱膨張係数が2〜20ppmの範囲内であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記ベース基板は、シリコン、ガラス、42合金のいずれかであるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記金属導電層は、銅であるような構成とした。
上記のような本発明では、多層配線基板にコア基板が存在せず、厚みの薄いものであり、また、多層配線基板の製造工程、樹脂封止型半導体装置の製造工程において、スルーホールの形成、導通化の工程が不要である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
多層配線基板
図1は、本発明の多層配線基板の一実施形態を示す部分縦断面図である。図1において、本発明の多層配線基板1は、半導体素子の搭載位置に対応した配置で平面状に形成された複数の内部端子配線2と、各内部端子配線2に対応した複数の外部端子配線5とを備えている。
【0009】
多層配線基板1を構成する複数の内部端子配線2は、図示例では多層配線であり、外部端子配線5上に1層目の電気絶縁層3aを介しビア部4aにて所定の外部端子配線5と導通されるように形成された1層目の配線2aと、この1層目の配線2a上に2層目の電気絶縁層3bを介しビア部4bにて所定の1層目配線2aと導通されるように形成された2層目の配線2bと、この2層目の配線2b上に3層目の電気絶縁層3cを介しビア部4cにて所定の2層目配線2bと導通されるように形成された3層目の配線2cとからなる。そして、3層目の配線2cには、半導体素子を搭載するための内部端子(図示せず)が設定されている。このような内部端子配線2は、半導体素子の搭載位置に対応した配置で平面状に(内部端子配線を構成する各配線層に平行な面に沿って)複数形成されており、図示例では、2A、2Bの2組が示されている。
【0010】
また、多層配線基板1を構成する複数の外部端子配線5は、電気絶縁層3aを介しビア部4aにて所定の内部端子配線2(2a)と導通されるように形成されている。この外部端子配線5には、半導体装置に組み上げた後にプリント配線板等に実装するための外部端子(図示せず)が設定されている。このような外部端子配線5は、各内部端子配線2に対応するように複数形成されており、図示例では、5A、5Bの2組が示されている。本発明では、外部端子配線5の外部端子に半田ボールを設けてもよい。また、図2に示されるように、外部端子配線5に凸状の外部端子5aを一体的に設けてもよい。
【0011】
上記の内部端子配線2を構成する1層目の配線2a、2層目の配線2b、3層目の配線2cの材質、および、ビア部4a,4b,4cの材質は、銅、銀、金、クロム、ニッケル等の導電材料とすることができる。配線2a,2b,2cの厚みは、例えば、0.5〜10μmの範囲内で適宜設定することができる。また、ビア部4a,4b,4cの径は、100μm以下、好ましくは10〜50μmの範囲とし、各層におけるビア部4a,4b,4cの最小形成ピッチは、200μm以下、好ましくは50〜180μmの範囲とする。ビア部の径が100μmを超えたり、最小形成ピッチが200μmを超えると、半導体装置の小型化の効果が十分に得られない。
【0012】
上記の電気絶縁層3a,3b,3cの材質は、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁性材料、これらの有機材料とガラス繊維等を組み合わせたもの等の絶縁材料とすることができる。特に、例えば、2層目の配線2bがグランドであり、1層目の配線2aと3層目の配線2cが信号線である場合、2層目の電気絶縁層3bと3層目の電気絶縁層3cの材質は、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂のような誘電率、誘電正接が低い絶縁材料が好ましい。電気絶縁層3a,3b,3cの厚みは、例えば、1〜20μmの範囲内で適宜設定することができる。
また、外部端子配線5は、銅、ニッケル、金等の導電材料を用いて形成することができる。
このような多層配線基板1は、厚みが30〜150μm、好ましくは30〜100μmの範囲である。多層配線基板1の厚みが30μm未満であると、機械的強度が不十分であり、150μmを超えると、半導体装置の薄型化の効果が十分に得られない。
【0013】
上述のような本発明の多層配線基板1では、スルーホールを備えたコア基板が存在しないため、厚みが薄いものである。また、従来の多層配線基板では、反り発生を防止するために配線層をコア基板の両面に形成してバランス維持作用をなしていたが、本発明ではコア基板が存在しないので、配線形成を制限しなくても反りの発生が防止される。さらに、ビア部の形成密度を高くすることが可能であり、従来の多層配線基板に比べて半導体装置の更なる薄型化、小型化を可能とするものである。
本発明の多層配線基板は、上述の実施形態に示されるものに限定されるものではなく、内部端子配線の層構成を2層あるいは4層以上とすることができる。
【0014】
多層配線基板の製造方法
次に、本発明の多層配線基板の製造方法を図面を参照しながら説明する。
図3および図4は、図1に示される本発明の多層配線基板1を例とした製造方法の一実施形態を示す工程図である。
本発明の多層配線基板の製造方法では、まず、ベース基板11の一方の面11aに金属導電層15を形成する(図3(A))。ベース基板11は、XY方向(ベース基板11の表面11aに平行な平面)の熱膨張係数が2〜20ppm、好ましくは2.5〜17ppmの範囲内である材料、例えば、シリコン、ガラス、42合金(鉄ニッケル合金)等を使用することができる。ベース基板11の厚みは、例えば、100〜1000μm程度の範囲内で適宜設定することができる。また、金属導電層15は、後述する工程でパターニングされて外部端子配線となるものであり、銅、ニッケル、クロム等の材質とすることができる。この金属導電層15は、めっきにより形成することができ、また、スパッタリングとめっきの積層膜として形成することができ、厚みは、例えば、0.1〜50μm程度の範囲内で適宜設定することができる。
【0015】
次に、金属導電層15上に、半導体素子の搭載位置に対応した配置で複数の内部端子配線2を形成する(図3(B))。図示例では、2組の内部端子配線2A、2Bが示されている。この内部端子配線2の形成は、例えば、金属導電層15上に電気絶縁層3aを形成し、炭酸ガスレーザー、UV−YAGレーザー等を用いて金属導電層15の所望箇所が露出するように小径の穴部を電気絶縁層3aの所定位置に形成する。そして、洗浄後、穴部内および電気絶縁層3a上に無電解めっきにより導電層を形成し、この導電層上にドライフィルムレジストをラミネートして所望のパターン露光、現像を行うことによりレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして、上記の穴部を含む露出部に電解めっきにより導電材料を析出させてビア部4aと1層目の配線2aを形成し、レジストパターンと導電層を除去する。この操作を繰り返して複数のビルドアップ層を積層形成する。図示例では、上記の1層目の配線2a上に2層目の電気絶縁層3bを介しビア部4bにて所定の1層目配線2aに接続されるように2層目の配線2bを形成し、この2層目の配線2b上に3層目の電気絶縁層3cを介しビア部4cにて所定の2層目配線2bに接続されるように3層目の配線2cを形成して、3層構成の配線としている。
【0016】
次いで、ベース基板11を除去し、金属導電層15を露出させる(図4(A))。ベース基板11の除去は、研削装置による研磨等により行うことができる。次に、金属導電層15をパターンエッチングして、各内部端子配線2に対応するように複数の外部端子配線5を形成して、多層配線基板1を得る(図4(B))。図示例では、2組の内部端子配線2A、2Bに対応するように、2組の外部端子配線5A、5Bが示されている。金属導電層15のパターンエッチングは、公知の方法により行うことができる。
上述のような本発明の多層配線基板の製造方法では、金属導電層15が用いられ、この金属導電層15がベース基板11の除去後にパターニングされて外部端子配線5となり、この外部端子配線5と内部端子配線2は、金属導電層15上への内部端子配線2の形成工程で必要な導通がなされている。このため、従来の多層配線基板の製造方法で必要であったスルーホールの形成、スルーホール内導通の各工程が不要であり、工程が簡便なものとなる。
【0017】
尚、上述のように外部端子配線5に凸状の外部端子5aを一体的に設ける場合(図2参照)、図5に示されるように、外部端子配線の外部端子に対応するように凹部12を予めベース基板11の一方の面11aに形成し、この面に金属導電層15を形成する。これにより、図4(B)に鎖線で示したように、凸状の外部端子5aを一体的の備えた外部端子配線5を形成することができる。ベース基板11への凹部12の形成は、ウエットエッチング、サンドブラスト等により行うことができ、形成する凹部12の大きさは、例えば、開口径20〜500μm、深さ10〜250μm程度とすることができる。
本発明の多層配線基板の製造方法は、上述の実施形態に示されるものに限定されるものではなく、内部端子配線の層構成が2層あるいは4層以上の多層配線基板を製造する場合にも適用することができる。
【0018】
樹脂封止型半導体装置の製造方法
次に、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法を図面を参照しながら説明する。
図6は、図1に示される本発明の多層配線基板1を用いた場合を例とした樹脂封止型半導体装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、まず、多層配線基板1の各内部端子配線2上に半導体素子22を搭載する(図6(A))。半導体素子22は、半田等の金属バンプ23を介して内部端子配線2の内部端子上に搭載することができる。図示例では、2組の内部端子配線2A、2Bにそれぞれ半導体素子22が搭載されている。
【0019】
次に、搭載した半導体素子22を封止部材24によって被覆して封止する(図6(B))。封止部材24としては、従来公知の封止部材を使用することができ、例えば、エポキシ樹脂にシリカ粉末を分散させた封止剤等を挙げることができる。
次いで、ダイジングを行って半導体素子22毎に多層配線基板1と封止部材24を所定位置で切断することにより、個々の半導体装置21を得る(図6(C))。
上述のような本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、スルーホールの形成、および、スルーホール内導通の各工程が不要であるため、工程が簡便であるとともに、得られる樹脂封止型半導体装置はコア基板が存在しないため薄型化が可能である。また、多層配線基板上にて同時に多面で半導体素子の搭載から樹脂封止まで行うので、高精度の樹脂封止型半導体装置の製造が可能である。
【0020】
図7および図8は、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、まず、ベース基板31の一方の面31aに金属導電層15′を形成する(図7(A))。ベース基板31は、XY方向(ベース基板31の表面31aに平行な平面)の熱膨張係数が2〜20ppm、好ましくは2.5〜17ppmの範囲内である材料、例えば、シリコン、ガラス、42合金(鉄ニッケル合金)等を使用することができる。ベース基板31の厚みは、例えば、100〜1000μm程度の範囲内で適宜設定することができる。また、金属導電層35′は、後述する工程でパターニングされて外部端子配線となるものであり、銅、ニッケル等の材質とすることができる。この金属導電層35′は、めっきにより形成することができ、また、スパッタリングとめっきの積層膜として等により形成することができ、の厚みは、例えば、0.1〜50μm程度の範囲内で適宜設定することができる。
【0021】
次に、金属導電層35′上に、半導体素子の搭載位置に対応した配置で複数の内部端子配線32を形成する(図7(B))。図示例では、2組の内部端子配線32A、32Bが示されている。この内部端子配線32の形成は、例えば、金属導電層35′上に電気絶縁層33aを形成し、炭酸ガスレーザー、UV−YAGレーザー等を用いて金属導電層35′の所望箇所が露出するように小径の穴部を電気絶縁層33aの所定位置に形成する。そして、洗浄後、穴部内および電気絶縁層33a上に無電解めっきにより導電層を形成し、この導電層上にドライフィルムレジストをラミネートして所望のパターン露光、現像を行うことによりレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして、上記の穴部を含む露出部に電解めっきにより導電材料を析出させてビア部34aと1層目の配線32aを形成し、レジストパターンと導電層を除去する。この操作を繰り返して複数のビルドアップ層を形成する。図示例では、上記の1層目の配線32a上に2層目の電気絶縁層33bを介しビア部34bにて所定の1層目配線32aに接続されるように2層目の配線32bを形成し、この2層目の配線32b上に3層目の電気絶縁層33cを介しビア部34cにて所定の2層目配線32bに接続されるように3層目の配線32cを形成して、3層構成の配線としている。
【0022】
次いで、上記のように形成した各内部端子配線32上に半導体素子42を搭載する(図7(C))。半導体素子42は、半田等の金属バンプ43を介して内部端子配線32の内部端子上に搭載することができる。図示例では、2組の内部端子配線32A、32Bにそれぞれ半導体素子42が搭載されている。
次に、搭載した半導体素子42を封止部材44によって被覆して封止する(図8(A))。封止部材44としては、従来公知の封止部材を使用することができ、例えば、エポキシ樹脂にシリカ粉末を分散させた封止剤等を挙げることができる。
次いで、ベース基板31を研磨して除去し、金属導電層35′を露出させる(図8(B))。ベース基板31の除去は、研削装置による研磨等により行うことができる。
【0023】
次に、金属導電層35′をパターンエッチングして、各内部端子配線32に対応するように複数の外部端子配線35を形成する(図8(C))。図示例では、2組の内部端子配線32A、32Bに対応するように、2組の外部端子配線35A、35Bが形成されている。金属導電層35′のパターンエッチングは、公知の方法により行うことができる。
次いで、ダイジングを行って半導体素子42毎に電気絶縁層33a,33b,33cと封止部材44を所定位置で切断することにより、個々の半導体装置を得ることができる。
【0024】
上述のような本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、ベース基板31は後工程で除去するので、スルーホールの形成、および、スルーホール内導通の各工程が不要であり、工程が簡便であるとともに、得られる樹脂封止型半導体装置はコア基板が存在しないため薄型化が可能である。また、ベース基板31上にて同時に多面で半導体素子の搭載から樹脂封止まで行うので、高精度の樹脂封止型半導体装置の製造が可能である。
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、上述の実施形態に示されるものに限定されるものではなく、内部端子配線の層構成が2層あるいは4層以上であってもよく、また、1個の半導体装置に搭載される半導体素子数には制限はない。
【0025】
【実施例】
次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
ベース基板として、厚み300μmの42合金を準備し、このベース基板の一方の面に電解銅めっきにより厚み30μmの金属導電層を形成した。尚、使用した42合金のXY方向の熱膨張係数は8ppmであった。
次に、上記の金属導電層上にベンゾシクロブテン樹脂組成物(ダウ・ケミカル社製サイクロテン4024)をスピンコータにより塗布、乾燥して厚み10μmの電気絶縁層を形成した。
【0026】
次に、露光、現像を行って、金属導電層の所望箇所が露出するように小径の穴部(内径30μm)を電気絶縁層の所定位置に形成ピッチ80〜200μmの範囲で形成した。そして、洗浄後、穴部内および電気絶縁層上にスパッタリングにより銅とクロムからなる導電層を形成し、この導電層上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、1層目の配線形成用のフォトマスクを介し露光、現像して配線形成用のレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして電解銅めっき(厚み5μm)を行い、その後、レジストパターンと導電層を除去した。これにより、電気絶縁層を介して1層目の配線を金属導電層上に形成した。上記のビア部の径は、30μmであり、ビア部の最小形成ピッチは80μmであった。
更に、同様の操作を行い、電気絶縁層を介して2層目の配線を1層目配線上に形成し、電気絶縁層を介して3層目の配線を2層目配線上に形成した。
これにより、3層配線構造である内部端子配線を、半導体素子の搭載位置に対応した配置(20mm×20mmの格子状の配置)で複数形成した。
【0027】
次に、ベース基板である42合金を研削装置により研磨して除去し、銅層である金属導電層を露出させた。次いで、露出させた金属導電層上に感光性レジスト(東京応化工業(株)製LA900)を塗布し、外部端子配線用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして塩化銅により金属導電層をエッチングし、その後、アセトンによりレジストパターンを除去して、各内部端子配線に対応するように複数の外部端子配線を形成した。
以上により、本発明の多層配線基板を得た。この多層配線基板の厚みは30μmであり、コア基板を備えた従来の多層配線基板の厚み(一般的に300〜1000μm)に比べて、厚みが大幅に低減されたものであった。
【0028】
次に、上記の多層配線基板を用いて樹脂封止型半導体装置を製造した。すなわち、まず、多層配線基板の各内部端子配線の内部端子上に、半田バンプを介して半導体素子(10mm×10mm、厚み0.2mm)を搭載した。
次に、搭載した半導体素子を被覆するようにエポキシ系封止剤により封止した。封止部材の厚みは0.3mmとした。次いで、ダイジングを行って半導体素子毎に多層配線基板と封止部材を所定位置で切断することにより、個々の樹脂封止型半導体装置を得た。
このようにして作製された樹脂封止型半導体装置の大きさは、20mm×20mm、厚み0.33mmであった。
【0029】
[実施例2]
ベース基板として、厚み200μmの42合金を準備し、このベース基板の一方の面に感光性レジスト(東京応化工業(株)製LA900)を塗布し、外部端子のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして塩化鉄によりベース基板をエッチングして、開口径100μm、深さ30μmの凹部(外部端子形成用)を形成した。尚、使用した42合金のXY方向の熱膨張係数は8ppmであった。
次に、凹部が形成されたベース基板上に感光性レジスト(東京応化工業(株)製LA900)を塗布し、外部端子配線用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして電解ニッケルめっき(厚み1μm)、電解金めっき(厚み0.3μm)、電解ニッケルめっき(厚み1μm)、電解銅めっき(厚み5μm)を順次施して金属導電層を形成した。その後、銅粒子を含有する導電性ペーストを凹部に充填した。
【0030】
次に、上記の金属導電層上に、実施例1と同様にして、3層配線構造である内部端子配線を、半導体素子の搭載位置に対応した配置(10mm×10mmの格子状の配置)で、かつ、上記の外部端子形成用の凹部に対応した配置で複数形成した。また、この内部端子配線におけるビア部の径は、30μmであり、ビア部の最小形成ピッチは90μmであった。
次いで、金属導電層上に形成した各内部端子配線の内部端子上に、半田バンプを介して半導体素子(10mm×10mm、厚み0.2mm)を搭載した。その後、搭載した半導体素子を被覆するようにエポキシ系封止剤により封止した。封止部材の厚みは0.3mmとした。
【0031】
次に、ベース基板である42合金を塩化鉄によるエッチングにより研磨して除去し、銅層である金属導電層を露出させた。このように露出させた金属導電層の表面には、上記の外部端子形成用の凹部に対応した凸部(高さ30μm)が存在し、同時に外部端子配線も形成されていた。
次いで、ダイジングを行って半導体素子毎に多層配線基板と封止部材を所定位置で切断することにより、個々の樹脂封止型半導体装置を得た。
このようにして作製された樹脂封止型半導体装置の大きさは、20mm×20mm、厚み0.33mmであった。
【0032】
[比較例]
多層配線基板として、厚み75μmのポリイミド樹脂フィルムをベースとした両面配線基板を準備した。この両面配線基板上に、実施例と同様にして半導体素子を搭載し、樹脂封止、ダイジングを行って樹脂封止型半導体装置を得た。
しかし、上記の樹脂封止型半導体装置の作製では、フィルム配線基板上への半導体素子搭載の作業性が悪いものであった。
また、作製された半導体装置の大きさは、40mm×40mm、厚み0.375mmであり、厚みは実施例で作製した樹脂封止型半導体装置と同じ程度であった。しかし、両面配線基板の配線密度が低い(L/S=30μm/30μm)ことに起因して、樹脂封止型半導体装置の面積は大きいものであった。
【0033】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の多層配線基板は、スルーホールを備えたコア基板が存在しない構成であり、コア基板を備えた従来の多層配線基板と異なり、配線積層数の影響による反りの発生がなく、厚みが薄く、また、ビア部の形成密度を高くすることが可能であり、小型で薄い樹脂封止型半導体装置の製造が可能である。また、上記の多層配線基板の製造方法では、金属導電層が用いられ、この金属導電層がベース基板除去後にパターニングされて外部端子配線となるので、スルーホールの形成、スルーホール内導通の各工程が不要であり、工程が簡便なものとなる。さらに、本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法では、スルーホールの形成、スルーホール内導通の各工程が不要であるため、工程が簡便であるとともに、コア基板が存在しない薄型の樹脂封止型半導体装置の製造が可能であり、また、多層配線基板(ベース基板)上にて同時に多面で半導体素子の搭載から樹脂封止まで行えるので、高精度の樹脂封止型半導体装置の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層配線基板の一実施形態を示す部分縦断面図である。
【図2】本発明の多層配線基板の他の実施形態を示す部分縦断面図である。
【図3】本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図4】本発明の多層配線基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図5】本発明の多層配線基板の製造方法の他の実施形態を説明するための図である。
【図6】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図7】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図8】本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
1…多層配線基板
2,2A,2B…内部端子配線
2a,2b,2c…配線
3a,3b,3c…電気絶縁層
4a,4b,4c…ビア部
5,5A,5B…外部端子配線
5a…外部端子
11…ベース基板
12…凹部
15…金属導電層
21…樹脂封止型半導体装置
22…半導体素子
24…封止部材
31…ベース基板
35′…金属導電層
32,32A,32B…内部端子配線
32a,32b,32c…配線
33a,33b,33c…電気絶縁層
34a,34b,34c…ビア部
35,35A,35B…外部端子配線
42…半導体素子
44…封止部材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, a multilayer wiring board used therefor, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have been increasingly integrated and improved in performance, as represented by LSI ASICs, due to the trend toward higher performance, smaller size, and thinner electronic devices. In the manufacture of a conventional semiconductor device, a semiconductor element is mounted on each multilayer wiring board, and wire bonding, resin sealing, and the like are performed to assemble the semiconductor device.
A multilayer wiring board used for manufacturing a conventional resin-encapsulated semiconductor device has an internal terminal wiring on one surface of a core substrate, an external terminal wiring on the other surface, and through holes formed in the core substrate. In this way, the internal terminal wiring and the external terminal wiring are electrically connected.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a multilayer wiring board has a limit in reducing the thickness due to the presence of the core substrate, which hinders the reduction in thickness of the semiconductor device. In addition, the production of the multilayer wiring board requires a plurality of steps such as a through hole forming step and a conduction step for the core substrate, and the operation is extremely complicated.
The present invention has been made in view of the above situation, a multilayer wiring board capable of manufacturing a small and thin resin-encapsulated semiconductor device with high accuracy and high efficiency, and a method for manufacturing the same, and It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a small and thin resin-encapsulated semiconductor device.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve such an object, a manufacturing method of a multilayer wiring board according to the present invention includes a step of forming a metal conductive layer on one surface of a base substrate, and the electric conduction layer on the metal conductive layer via an electric insulating layer. A step of forming a plurality of internal terminal wirings in an arrangement corresponding to a mounting position of a semiconductor element by providing one or more wirings in which a necessary conduction is taken in a via portion formed in an insulating layer; and the base substrate And exposing the metal conductive layer, and pattern etching the metal conductive layer to form a plurality of external terminal wirings corresponding to the internal terminal wirings. .
[0005]
As a preferred aspect of the present invention, a configuration in which a concave portion is formed in advance on one surface of the base substrate so as to correspond to the external terminal of the external terminal wiring, and a metal conductive layer is formed on the surface on which the concave portion is formed. did.
As a preferred aspect of the present invention, the base substrate is configured such that the thermal expansion coefficient in the XY direction is in the range of 2 to 20 ppm.
As a preferred aspect of the present invention, the base substrate is configured to be any one of silicon, glass, and 42 alloy.
As a preferred embodiment of the present invention, the metal conductive layer is configured to be copper.
[0006]
  The manufacturing method of the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention is as follows.A step of forming a metal conductive layer on one surface of the base substrate, and one or more layers of wiring on which the necessary electrical conduction is achieved on the metal conductive layer through the electrical insulating layer through the electrical insulating layer Forming a plurality of internal terminal wirings in an arrangement corresponding to the mounting position of the semiconductor element, removing the base substrate and exposing the metal conductive layer, and pattern etching the metal conductive layer Forming a plurality of external terminal wirings corresponding to each internal terminal wiring to form a multilayer wiring board; andA step of mounting a semiconductor element on the internal terminal wiring of the multilayer wiring board, a step of resin-sealing the semiconductor element, and cutting and separating the multilayer wiring board and the sealing resin to obtain individual resin-encapsulated semiconductor devices And having a process.
  The method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a metal conductive layer on one surface of a base substrate, and an electric insulating layer formed on the metal conductive layer via the electric insulating layer. Forming a plurality of internal terminal wirings in an arrangement corresponding to the mounting position of the semiconductor element by providing one or more layers of wiring that have the necessary conduction in the via portion, and a semiconductor element on each internal terminal wiring And then, sealing the semiconductor element with resin, removing the base substrate and exposing the metal conductive layer, and pattern etching the metal conductive layer to correspond to each internal terminal wiring In this way, the configuration includes a step of forming a plurality of external terminal wirings and a step of cutting and separating the electrical insulating layer and the sealing resin to obtain individual resin-encapsulated semiconductor devices.
[0007]
As a preferred aspect of the present invention, a configuration in which a concave portion is formed in advance on one surface of the base substrate so as to correspond to the external terminal of the external terminal wiring, and a metal conductive layer is formed on the surface on which the concave portion is formed. did.
As a preferred aspect of the present invention, the base substrate is configured such that the thermal expansion coefficient in the XY direction is in the range of 2 to 20 ppm.
As a preferred aspect of the present invention, the base substrate is configured to be any one of silicon, glass, and 42 alloy.
As a preferred embodiment of the present invention, the metal conductive layer is configured to be copper.
In the present invention as described above, there is no core substrate in the multilayer wiring board and the thickness is thin, and in the manufacturing process of the multilayer wiring board and the manufacturing process of the resin-encapsulated semiconductor device, the formation of the through hole , The conduction step is unnecessary.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Multilayer wiring board
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing an embodiment of a multilayer wiring board according to the present invention. In FIG. 1, a multilayer wiring board 1 according to the present invention includes a plurality of internal terminal wirings 2 formed in a planar shape in an arrangement corresponding to a mounting position of a semiconductor element, and a plurality of external terminal wirings corresponding to each internal terminal wiring 2. And 5.
[0009]
The plurality of internal terminal wirings 2 constituting the multilayer wiring board 1 are multilayer wirings in the illustrated example, and predetermined external terminal wirings 5 are formed on the external terminal wirings 5 via the first electrical insulating layer 3a and via portions 4a. The first-layer wiring 2a formed so as to be electrically connected to the first-layer wiring 2a and the predetermined first-layer wiring 2a through the second-layer electric insulating layer 3b on the first-layer wiring 2a. The second-layer wiring 2b formed as described above is electrically connected to the predetermined second-layer wiring 2b at the via portion 4c via the third-layer electrical insulating layer 3c on the second-layer wiring 2b. And the third-layer wiring 2c formed as described above. An internal terminal (not shown) for mounting a semiconductor element is set on the third-layer wiring 2c. A plurality of such internal terminal wirings 2 are formed in a plane (along a plane parallel to each wiring layer constituting the internal terminal wiring) in an arrangement corresponding to the mounting position of the semiconductor element. Two sets of 2A and 2B are shown.
[0010]
The plurality of external terminal wirings 5 constituting the multilayer wiring board 1 are formed to be electrically connected to predetermined internal terminal wirings 2 (2a) through the via portions 4a through the electrical insulating layer 3a. The external terminal wiring 5 is set with an external terminal (not shown) for mounting on a printed wiring board after being assembled in a semiconductor device. A plurality of such external terminal wirings 5 are formed so as to correspond to the respective internal terminal wirings 2. In the illustrated example, two sets of 5A and 5B are shown. In the present invention, solder balls may be provided on the external terminals of the external terminal wiring 5. Further, as shown in FIG. 2, a convex external terminal 5 a may be integrally provided on the external terminal wiring 5.
[0011]
The material of the first layer wiring 2a, the second layer wiring 2b, the third layer wiring 2c, and the material of the via portions 4a, 4b, 4c constituting the internal terminal wiring 2 are copper, silver, gold Further, a conductive material such as chromium or nickel can be used. The thicknesses of the wirings 2a, 2b, 2c can be appropriately set within a range of 0.5 to 10 μm, for example. The diameter of the via portions 4a, 4b, 4c is 100 μm or less, preferably 10 to 50 μm, and the minimum formation pitch of the via portions 4a, 4b, 4c in each layer is 200 μm or less, preferably 50 to 180 μm. And If the diameter of the via portion exceeds 100 μm or the minimum formation pitch exceeds 200 μm, the effect of downsizing the semiconductor device cannot be sufficiently obtained.
[0012]
The material of the electrical insulating layers 3a, 3b, 3c is an insulating material such as an organic insulating material such as epoxy resin, benzocyclobutene resin, cardo resin, polyimide resin, or a combination of these organic materials and glass fiber. It can be. In particular, for example, when the second-layer wiring 2b is a ground and the first-layer wiring 2a and the third-layer wiring 2c are signal lines, the second-layer electrical insulation layer 3b and the third-layer electrical insulation are used. The material of the layer 3c is preferably an insulating material having a low dielectric constant and dielectric loss tangent, such as benzocyclobutene resin, cardo resin, and polyimide resin. The thickness of the electrical insulating layers 3a, 3b, 3c can be appropriately set within a range of 1 to 20 μm, for example.
The external terminal wiring 5 can be formed using a conductive material such as copper, nickel, or gold.
Such a multilayer wiring board 1 has a thickness in the range of 30 to 150 μm, preferably 30 to 100 μm. If the thickness of the multilayer wiring board 1 is less than 30 μm, the mechanical strength is insufficient, and if it exceeds 150 μm, the effect of thinning the semiconductor device cannot be obtained sufficiently.
[0013]
The multilayer wiring board 1 of the present invention as described above has a small thickness because there is no core substrate having a through hole. In addition, in the conventional multilayer wiring board, the wiring layer is formed on both surfaces of the core board to prevent warpage, and the balance maintenance function is achieved. However, in the present invention, the core board does not exist, so the wiring formation is limited. Even if not, the occurrence of warpage is prevented. Further, the formation density of the via portion can be increased, and the semiconductor device can be further reduced in thickness and size as compared with the conventional multilayer wiring board.
The multilayer wiring board of the present invention is not limited to the one shown in the above-described embodiment, and the layer structure of the internal terminal wiring can be two layers or four or more layers.
[0014]
Manufacturing method of multilayer wiring board
Next, the manufacturing method of the multilayer wiring board of this invention is demonstrated, referring drawings.
3 and 4 are process diagrams showing an embodiment of a manufacturing method using the multilayer wiring board 1 of the present invention shown in FIG. 1 as an example.
In the method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention, first, a metal conductive layer 15 is formed on one surface 11a of the base substrate 11 (FIG. 3A). The base substrate 11 is a material having a thermal expansion coefficient in the XY direction (a plane parallel to the surface 11a of the base substrate 11) in the range of 2 to 20 ppm, preferably 2.5 to 17 ppm, for example, silicon, glass, 42 alloy. (Iron-nickel alloy) or the like can be used. The thickness of the base substrate 11 can be appropriately set within a range of about 100 to 1000 μm, for example. In addition, the metal conductive layer 15 is patterned in a process to be described later to become an external terminal wiring, and can be made of a material such as copper, nickel, or chromium. The metal conductive layer 15 can be formed by plating, or can be formed as a laminated film of sputtering and plating, and the thickness can be appropriately set within a range of about 0.1 to 50 μm, for example. it can.
[0015]
Next, a plurality of internal terminal wirings 2 are formed on the metal conductive layer 15 in an arrangement corresponding to the mounting position of the semiconductor element (FIG. 3B). In the illustrated example, two sets of internal terminal wirings 2A and 2B are shown. The internal terminal wiring 2 is formed by, for example, forming an electrical insulating layer 3a on the metal conductive layer 15, and using a carbon dioxide laser, UV-YAG laser, or the like so that a desired portion of the metal conductive layer 15 is exposed. Are formed at predetermined positions on the electrical insulating layer 3a. After cleaning, a conductive layer is formed by electroless plating in the hole and on the electrical insulating layer 3a. A dry film resist is laminated on the conductive layer, and a resist pattern is formed by performing desired pattern exposure and development. To do. Thereafter, using this resist pattern as a mask, a conductive material is deposited by electrolytic plating on the exposed part including the hole part to form the via part 4a and the first layer wiring 2a, and the resist pattern and the conductive layer are removed. This operation is repeated to form a plurality of buildup layers. In the illustrated example, the second-layer wiring 2b is formed on the first-layer wiring 2a so as to be connected to the predetermined first-layer wiring 2a through the second-layer electrical insulating layer 3b at the via portion 4b. Then, the third-layer wiring 2c is formed on the second-layer wiring 2b so as to be connected to the predetermined second-layer wiring 2b through the third-layer electrical insulating layer 3c via the via portion 4c. The wiring has a three-layer structure.
[0016]
Next, the base substrate 11 is removed, and the metal conductive layer 15 is exposed (FIG. 4A). The removal of the base substrate 11 can be performed by polishing using a grinding apparatus. Next, the metal conductive layer 15 is pattern-etched to form a plurality of external terminal wirings 5 so as to correspond to the respective internal terminal wirings 2 to obtain the multilayer wiring board 1 (FIG. 4B). In the illustrated example, two sets of external terminal wirings 5A and 5B are shown so as to correspond to two sets of internal terminal wirings 2A and 2B. Pattern etching of the metal conductive layer 15 can be performed by a known method.
In the manufacturing method of the multilayer wiring board of the present invention as described above, the metal conductive layer 15 is used, and the metal conductive layer 15 is patterned after the base substrate 11 is removed to form the external terminal wiring 5. The internal terminal wiring 2 is electrically connected in the process of forming the internal terminal wiring 2 on the metal conductive layer 15. For this reason, each process of formation of the through hole and conduction in the through hole which are necessary in the conventional manufacturing method of the multilayer wiring board is unnecessary, and the process becomes simple.
[0017]
When the convex external terminal 5a is integrally provided on the external terminal wiring 5 as described above (see FIG. 2), as shown in FIG. 5, the concave portion 12 corresponds to the external terminal of the external terminal wiring. Is formed in advance on one surface 11a of the base substrate 11, and the metal conductive layer 15 is formed on this surface. Thereby, as shown by the chain line in FIG. 4B, the external terminal wiring 5 integrally including the convex external terminal 5a can be formed. Formation of the recess 12 in the base substrate 11 can be performed by wet etching, sandblasting, or the like. The size of the recess 12 to be formed can be, for example, an opening diameter of 20 to 500 μm and a depth of about 10 to 250 μm. .
The method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention is not limited to the one shown in the above-described embodiment, and even when a multilayer wiring board having two or more layers of internal terminal wiring is manufactured. Can be applied.
[0018]
Manufacturing method of resin-encapsulated semiconductor device
Next, a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device taking as an example the case where the multilayer wiring board 1 of the present invention shown in FIG. 1 is used.
In the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention, first, a semiconductor element 22 is mounted on each internal terminal wiring 2 of the multilayer wiring board 1 (FIG. 6A). The semiconductor element 22 can be mounted on the internal terminals of the internal terminal wiring 2 through metal bumps 23 such as solder. In the illustrated example, the semiconductor element 22 is mounted on each of the two sets of internal terminal wirings 2A and 2B.
[0019]
Next, the mounted semiconductor element 22 is covered with a sealing member 24 and sealed (FIG. 6B). As the sealing member 24, a conventionally known sealing member can be used, and examples thereof include a sealing agent in which silica powder is dispersed in an epoxy resin.
Next, dicing is performed to cut the multilayer wiring board 1 and the sealing member 24 for each semiconductor element 22 at a predetermined position, thereby obtaining individual semiconductor devices 21 (FIG. 6C).
In the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention as described above, each step of forming a through-hole and conducting in a through-hole is unnecessary, so that the process is simple and the obtained resin encapsulation The type semiconductor device can be thinned because there is no core substrate. Moreover, since the mounting from the semiconductor element to the resin sealing is simultaneously performed on multiple surfaces on the multilayer wiring board, a highly accurate resin-encapsulated semiconductor device can be manufactured.
[0020]
7 and 8 are process diagrams showing another embodiment of the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention.
In the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention, first, a metal conductive layer 15 ′ is formed on one surface 31a of the base substrate 31 (FIG. 7A). The base substrate 31 is made of a material having a thermal expansion coefficient in the XY direction (a plane parallel to the surface 31a of the base substrate 31) in the range of 2 to 20 ppm, preferably 2.5 to 17 ppm, for example, silicon, glass, 42 alloy. (Iron-nickel alloy) or the like can be used. The thickness of the base substrate 31 can be appropriately set within a range of about 100 to 1000 μm, for example. The metal conductive layer 35 ′ is patterned in a process described later to become an external terminal wiring, and can be made of a material such as copper or nickel. The metal conductive layer 35 ′ can be formed by plating, or can be formed as a laminated film of sputtering and plating. The thickness of the metal conductive layer 35 ′ is appropriately within a range of about 0.1 to 50 μm, for example. Can be set.
[0021]
Next, a plurality of internal terminal wirings 32 are formed on the metal conductive layer 35 'in an arrangement corresponding to the mounting position of the semiconductor element (FIG. 7B). In the illustrated example, two sets of internal terminal wirings 32A and 32B are shown. The internal terminal wiring 32 is formed, for example, by forming an electrical insulating layer 33a on the metal conductive layer 35 'and exposing a desired portion of the metal conductive layer 35' using a carbon dioxide gas laser, a UV-YAG laser or the like. A small-diameter hole is formed at a predetermined position of the electrical insulating layer 33a. Then, after cleaning, a conductive layer is formed by electroless plating in the hole and on the electrical insulating layer 33a, and a dry film resist is laminated on the conductive layer to form a resist pattern by performing desired pattern exposure and development. To do. Thereafter, using this resist pattern as a mask, a conductive material is deposited by electrolytic plating on the exposed portion including the hole portion to form the via portion 34a and the first wiring layer 32a, and the resist pattern and the conductive layer are removed. This operation is repeated to form a plurality of buildup layers. In the illustrated example, the second-layer wiring 32b is formed on the first-layer wiring 32a so as to be connected to the predetermined first-layer wiring 32a through the second-layer electrical insulating layer 33b via the via portion 34b. Then, a third-layer wiring 32c is formed on the second-layer wiring 32b so as to be connected to the predetermined second-layer wiring 32b through the third-layer electrical insulating layer 33c at the via portion 34c. The wiring has a three-layer structure.
[0022]
Next, the semiconductor element 42 is mounted on each internal terminal wiring 32 formed as described above (FIG. 7C). The semiconductor element 42 can be mounted on the internal terminals of the internal terminal wiring 32 via metal bumps 43 such as solder. In the illustrated example, the semiconductor element 42 is mounted on each of the two sets of internal terminal wirings 32A and 32B.
Next, the mounted semiconductor element 42 is covered with a sealing member 44 and sealed (FIG. 8A). As the sealing member 44, a conventionally known sealing member can be used, and examples thereof include a sealing agent in which silica powder is dispersed in an epoxy resin.
Next, the base substrate 31 is polished and removed to expose the metal conductive layer 35 '(FIG. 8B). The removal of the base substrate 31 can be performed by polishing using a grinding apparatus.
[0023]
Next, the metal conductive layer 35 'is pattern-etched to form a plurality of external terminal wirings 35 corresponding to the internal terminal wirings 32 (FIG. 8C). In the illustrated example, two sets of external terminal wirings 35A and 35B are formed so as to correspond to the two sets of internal terminal wirings 32A and 32B. Pattern etching of the metal conductive layer 35 'can be performed by a known method.
Next, dicing is performed to cut the electrical insulating layers 33a, 33b, 33c and the sealing member 44 at predetermined positions for each semiconductor element 42, whereby individual semiconductor devices can be obtained.
[0024]
In the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention as described above, since the base substrate 31 is removed in a subsequent process, each process of forming a through hole and conducting in a through hole is unnecessary. In addition to being simple, the resin-encapsulated semiconductor device obtained can be thinned because there is no core substrate. Further, since the mounting from the semiconductor element to the resin sealing is performed on multiple surfaces simultaneously on the base substrate 31, a highly accurate resin-encapsulated semiconductor device can be manufactured.
The manufacturing method of the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention is not limited to the one shown in the above embodiment, and the layer structure of the internal terminal wiring may be two layers or four layers or more. There is no limit to the number of semiconductor elements mounted on one semiconductor device.
[0025]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with specific examples.
[Example 1]
As a base substrate, 42 alloys having a thickness of 300 μm were prepared, and a metal conductive layer having a thickness of 30 μm was formed on one surface of the base substrate by electrolytic copper plating. The 42 alloy used had a thermal expansion coefficient in the XY direction of 8 ppm.
Next, a benzocyclobutene resin composition (Cycloten 4024 manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) was applied onto the metal conductive layer with a spin coater and dried to form an electrical insulating layer having a thickness of 10 μm.
[0026]
Next, exposure and development were performed to form small-diameter holes (inner diameter 30 μm) at predetermined positions on the electrical insulating layer in a range of 80 to 200 μm so that desired portions of the metal conductive layer were exposed. After cleaning, a conductive layer made of copper and chromium was formed by sputtering in the hole and on the electrical insulating layer, and a dry film resist (APR manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) was laminated on the conductive layer. Next, a resist pattern for wiring formation was formed by exposure and development through a photomask for wiring formation of the first layer. Using this resist pattern as a mask, electrolytic copper plating (thickness 5 μm) was performed, and then the resist pattern and the conductive layer were removed. As a result, a first-layer wiring was formed on the metal conductive layer via the electrical insulating layer. The diameter of the via part was 30 μm, and the minimum formation pitch of the via part was 80 μm.
Further, the same operation was performed to form a second-layer wiring on the first-layer wiring through the electrical insulating layer, and a third-layer wiring on the second-layer wiring through the electrical insulating layer.
As a result, a plurality of internal terminal wirings having a three-layer wiring structure were formed in an arrangement (20 mm × 20 mm grid arrangement) corresponding to the mounting position of the semiconductor element.
[0027]
Next, the 42 alloy as a base substrate was polished and removed by a grinding apparatus to expose the metal conductive layer as a copper layer. Next, a photosensitive resist (LA900 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on the exposed metal conductive layer, and exposed and developed through a photomask for external terminal wiring to form a resist pattern. Using this resist pattern as a mask, the metal conductive layer was etched with copper chloride, and then the resist pattern was removed with acetone to form a plurality of external terminal wirings corresponding to each internal terminal wiring.
Thus, the multilayer wiring board of the present invention was obtained. The thickness of this multilayer wiring board was 30 μm, and the thickness was greatly reduced as compared with the thickness of a conventional multilayer wiring board having a core substrate (generally 300 to 1000 μm).
[0028]
Next, a resin-encapsulated semiconductor device was manufactured using the multilayer wiring board. That is, first, a semiconductor element (10 mm × 10 mm, thickness 0.2 mm) was mounted on the internal terminal of each internal terminal wiring of the multilayer wiring board via a solder bump.
Next, it sealed with the epoxy-type sealing agent so that the mounted semiconductor element might be coat | covered. The thickness of the sealing member was 0.3 mm. Next, dicing was performed to cut the multilayer wiring board and the sealing member at predetermined positions for each semiconductor element, thereby obtaining individual resin-encapsulated semiconductor devices.
The size of the resin-encapsulated semiconductor device thus manufactured was 20 mm × 20 mm and the thickness was 0.33 mm.
[0029]
[Example 2]
As a base substrate, 42 alloys having a thickness of 200 μm are prepared, a photosensitive resist (LA900 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to one surface of the base substrate, and exposed and developed through a photomask of an external terminal. Thus, a resist pattern was formed. Using this resist pattern as a mask, the base substrate was etched with iron chloride to form a recess (for external terminal formation) having an opening diameter of 100 μm and a depth of 30 μm. The 42 alloy used had a thermal expansion coefficient in the XY direction of 8 ppm.
Next, a photosensitive resist (LA900 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on the base substrate having the recesses, and a resist pattern was formed by exposure and development through a photomask for external terminal wiring. . Using this resist pattern as a mask, electrolytic nickel plating (thickness 1 μm), electrolytic gold plating (thickness 0.3 μm), electrolytic nickel plating (thickness 1 μm), and electrolytic copper plating (thickness 5 μm) were sequentially applied to form a metal conductive layer. Then, the recessed part was filled with the electrically conductive paste containing a copper particle.
[0030]
Next, in the same manner as in Example 1, the internal terminal wiring having a three-layer wiring structure is arranged on the metal conductive layer in the arrangement corresponding to the mounting position of the semiconductor element (10 mm × 10 mm grid arrangement). And it formed in multiple numbers by arrangement | positioning corresponding to the said recessed part for external terminal formation. Moreover, the diameter of the via part in this internal terminal wiring was 30 μm, and the minimum formation pitch of the via part was 90 μm.
Next, a semiconductor element (10 mm × 10 mm, thickness 0.2 mm) was mounted on the internal terminal of each internal terminal wiring formed on the metal conductive layer via a solder bump. Then, it sealed with the epoxy-type sealing agent so that the mounted semiconductor element might be coat | covered. The thickness of the sealing member was 0.3 mm.
[0031]
Next, the 42 alloy as the base substrate was removed by polishing with iron chloride to expose the metal conductive layer as the copper layer. On the surface of the metal conductive layer exposed in this manner, there was a convex portion (height 30 μm) corresponding to the concave portion for forming the external terminal, and an external terminal wiring was also formed at the same time.
Next, dicing was performed to cut the multilayer wiring board and the sealing member at predetermined positions for each semiconductor element, thereby obtaining individual resin-encapsulated semiconductor devices.
The size of the resin-encapsulated semiconductor device thus manufactured was 20 mm × 20 mm and the thickness was 0.33 mm.
[0032]
[Comparative example]
A double-sided wiring board based on a polyimide resin film having a thickness of 75 μm was prepared as a multilayer wiring board. A semiconductor element was mounted on the double-sided wiring board in the same manner as in the example, and resin-sealing and dicing were performed to obtain a resin-sealed semiconductor device.
However, in the production of the above resin-encapsulated semiconductor device, the workability of mounting the semiconductor element on the film wiring board is poor.
Moreover, the size of the manufactured semiconductor device was 40 mm × 40 mm and the thickness was 0.375 mm, and the thickness was about the same as the resin-encapsulated semiconductor device manufactured in the example. However, due to the low wiring density of the double-sided wiring board (L / S = 30 μm / 30 μm), the area of the resin-encapsulated semiconductor device is large.
[0033]
【The invention's effect】
As described above in detail, the multilayer wiring board of the present invention has a configuration in which a core substrate having a through hole does not exist. Unlike a conventional multilayer wiring board having a core substrate, warpage due to the number of wiring layers is reduced. There is no occurrence, the thickness is thin, and the formation density of the via portion can be increased, and a small and thin resin-encapsulated semiconductor device can be manufactured. Further, in the above method for manufacturing a multilayer wiring board, a metal conductive layer is used, and this metal conductive layer is patterned after removal of the base substrate to form an external terminal wiring. Is unnecessary, and the process becomes simple. Furthermore, in the method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention, the steps of forming a through hole and conduction in the through hole are not required, so that the process is simple and a thin resin encapsulant without a core substrate is present. It is possible to manufacture a stationary semiconductor device, and since a semiconductor element can be mounted from a plurality of surfaces on a multilayer wiring board (base substrate) to resin sealing simultaneously, a highly accurate resin-encapsulated semiconductor device can be manufactured. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing an embodiment of a multilayer wiring board according to the present invention.
FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view showing another embodiment of the multilayer wiring board of the present invention.
FIG. 3 is a process diagram showing an embodiment of a method for producing a multilayer wiring board according to the present invention.
FIG. 4 is a process diagram showing an embodiment of a method for producing a multilayer wiring board according to the present invention.
FIG. 5 is a drawing for explaining another embodiment of the method for producing a multilayer wiring board according to the present invention.
FIG. 6 is a process diagram showing an embodiment of a method for producing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention.
FIG. 7 is a process diagram showing another embodiment of a method for producing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention.
FIG. 8 is a process diagram showing another embodiment of a method for producing a resin-encapsulated semiconductor device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Multilayer wiring board
2, 2A, 2B ... Internal terminal wiring
2a, 2b, 2c ... wiring
3a, 3b, 3c ... electric insulation layer
4a, 4b, 4c ... via part
5, 5A, 5B ... External terminal wiring
5a ... External terminal
11 ... Base substrate
12 ... recess
15 ... Metal conductive layer
21 ... Resin-sealed semiconductor device
22. Semiconductor element
24 ... Sealing member
31 ... Base substrate
35 '... Metal conductive layer
32, 32A, 32B ... internal terminal wiring
32a, 32b, 32c ... wiring
33a, 33b, 33c ... electric insulation layer
34a, 34b, 34c ... via part
35, 35A, 35B ... External terminal wiring
42. Semiconductor element
44 ... Sealing member

Claims (11)

ベース基板の一方の面に金属導電層を形成する工程と、
該金属導電層上に電気絶縁層を介し該電気絶縁層に形成されたビア部で必要な導通がとられた1層以上の配線を設けることにより、半導体素子の搭載位置に対応した配置で複数の内部端子配線を形成する工程と、
前記ベース基板を除去し、前記金属導電層を露出させる工程と、
前記金属導電層をパターンエッチングして各内部端子配線に対応するように複数の外部端子配線を形成する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
Forming a metal conductive layer on one surface of the base substrate;
By providing at least one layer of wiring that is electrically connected to the via portion formed in the electrical insulating layer via the electrical insulating layer on the metal conductive layer, a plurality of wirings can be arranged corresponding to the mounting position of the semiconductor element. Forming the internal terminal wiring of
Removing the base substrate and exposing the metal conductive layer;
And a step of pattern-etching the metal conductive layer to form a plurality of external terminal wirings so as to correspond to the respective internal terminal wirings.
前記ベース基板の一方の面に、外部端子配線の外部端子に対応するように予め凹部を形成し、該凹部を形成した面に金属導電層を形成することを特徴とする請求項1に記載の多層配線基板の製造方法。On one surface of the base substrate, according to claim 1, formed in advance recesses so as to correspond to the relay terminal wires, and forming a metal conductive layer on the surface forming the recess A method for manufacturing a multilayer wiring board. 前記ベース基板は、XY方向の熱膨張係数が2〜20ppmの範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多層配線基板の製造方法。3. The method of manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1 , wherein the base substrate has a coefficient of thermal expansion in the XY direction in a range of 2 to 20 ppm. 前記ベース基板は、シリコン、ガラス、42合金のいずれかであることを特徴とする請求項3に記載の多層配線基板の製造方法。4. The method of manufacturing a multilayer wiring board according to claim 3 , wherein the base substrate is any one of silicon, glass, and 42 alloy. 前記金属導電層は、銅であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1 , wherein the metal conductive layer is copper. ベース基板の一方の面に金属導電層を形成する工程と、
該金属導電層上に電気絶縁層を介し該電気絶縁層に形成されたビア部で必要な導通がとられた1層以上の配線を設けることにより、半導体素子の搭載位置に対応した配置で複数の内部端子配線を形成する工程と、
前記ベース基板を除去し、前記金属導電層を露出させる工程と、
前記金属導電層をパターンエッチングして各内部端子配線に対応するように複数の外部端子配線を形成して多層配線基板とする工程と、
前記多層配線基板の内部端子配線上に半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子を樹脂封止する工程と、
多層配線基板および封止樹脂を切断分離して個々の樹脂封止型半導体装置を得る工程と、を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
Forming a metal conductive layer on one surface of the base substrate;
By providing at least one layer of wiring that is electrically connected to the via portion formed in the electrical insulating layer via the electrical insulating layer on the metal conductive layer, a plurality of wirings can be arranged corresponding to the mounting position of the semiconductor element. Forming the internal terminal wiring of
Removing the base substrate and exposing the metal conductive layer;
A step of pattern etching the metal conductive layer to form a plurality of external terminal wirings corresponding to each internal terminal wiring to form a multilayer wiring board;
Mounting a semiconductor element on the multilayer wiring substrate on the internal terminal wires,
A step of resin-sealing the semiconductor element;
And a step of cutting and separating the multilayer wiring board and the sealing resin to obtain individual resin-encapsulated semiconductor devices.
ベース基板の一方の面に金属導電層を形成する工程と、
該金属導電層上に電気絶縁層を介し該電気絶縁層に形成されたビア部で必要な導通がとられた1層以上の配線を設けることにより、半導体素子の搭載位置に対応した配置で複数の内部端子配線を形成する工程と、
各内部端子配線上に半導体素子を搭載し、その後、前記半導体素子を樹脂封止する工程と、
前記ベース基板を除去し、前記金属導電層を露出させる工程と、
前記金属導電層をパターンエッチングして各内部端子配線に対応するように複数の外部端子配線を形成する工程と、
電気絶縁層および封止樹脂を切断分離して個々の樹脂封止型半導体装置を得る工程と、を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
Forming a metal conductive layer on one surface of the base substrate;
By providing at least one layer of wiring that is electrically connected to the via portion formed in the electrical insulating layer via the electrical insulating layer on the metal conductive layer, a plurality of wirings can be arranged corresponding to the mounting position of the semiconductor element. Forming the internal terminal wiring of
Mounting a semiconductor element on each internal terminal wiring, and then sealing the semiconductor element with resin;
Removing the base substrate and exposing the metal conductive layer;
Forming a plurality of external terminal wirings so as to correspond to the respective internal terminal wirings by pattern etching the metal conductive layer;
And a step of cutting and separating the electrically insulating layer and the sealing resin to obtain individual resin-encapsulated semiconductor devices.
前記ベース基板の一方の面に、外部端子配線の外部端子に対応するように予め凹部を形成し、該凹部を形成した面に金属導電層を形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。On one surface of the base substrate, forming a pre-recess so as to correspond to the relay terminal wiring, claim 6 or claim and forming a metal conductive layer on the surface forming the recess A method for producing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 7 . 前記ベース基板は、XY方向の熱膨張係数が2〜20ppmの範囲内であることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。9. The method of manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 6 , wherein the base substrate has a thermal expansion coefficient in the XY direction within a range of 2 to 20 ppm. 前記ベース基板は、シリコン、ガラス、42合金のいずれかであることを特徴とする請求項9に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 9 , wherein the base substrate is any one of silicon, glass, and 42 alloy. 前記金属導電層は、銅であることを特徴とする請求項6乃至請求項10のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device according to claim 6 , wherein the metal conductive layer is copper.
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