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JP2008159819A - 電子部品の実装方法、電子部品内蔵基板の製造方法、及び電子部品内蔵基板 - Google Patents

電子部品の実装方法、電子部品内蔵基板の製造方法、及び電子部品内蔵基板 Download PDF

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JP2008159819A
JP2008159819A JP2006346820A JP2006346820A JP2008159819A JP 2008159819 A JP2008159819 A JP 2008159819A JP 2006346820 A JP2006346820 A JP 2006346820A JP 2006346820 A JP2006346820 A JP 2006346820A JP 2008159819 A JP2008159819 A JP 2008159819A
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JP
Japan
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electronic component
resin
substrate
semiconductor device
resin layer
Prior art date
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JP2006346820A
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English (en)
Inventor
Takaaki Morita
高章 森田
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Priority to KR1020070135238A priority patent/KR20080059081A/ko
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Abstract

【課題】電子部品と樹脂層を固定する際に、電子部品の反りや曲がりを抑止できる電子部品の固定方法等を提供する。
【解決手段】半導体装置２２０が内蔵された半導体内蔵基板２００の製造において、未硬化状態の樹脂層２１２上に半導体装置２２０を載置した後、これを加圧加温装置３の容器３１内に収容し、容器３１内の内部気体を圧力媒体として半導体装置２２０を等方的に加圧することにより、半導体装置２２０を未硬化状態の樹脂層２１２に圧着させるとともに、樹脂層２１２を加熱して硬化させる。これにより、半導体装置２２０が、反りや曲がりを生じることなく樹脂層２１２に固定実装される。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子部品の絶縁層への実装方法、並びに、電子部品内蔵基板及びその製造方法に関する。
一般に、半導体装置（ＩＣやその他の半導体能動素子）等の電子部品の搭載基板（電子部品内蔵基板）は、単一又は複数の樹脂層からなる基板にベアチップ状態の半導体装置（ダイ（Die））が固定された構造を有しており、電子機器の高性能化及び小型化の要求に応えるべく、半導体装置等の能動部品や抵抗、コンデンサといった受動部品が高密度で実装されたモジュール化が進んでいる。
近年、例えば携帯電話機等の携帯端末に代表される携帯機器には、従来にも増して更なる高密度実装が熱望されており、さらに近時は、薄型化への要求が特に高まっている。これに対し、かかる携帯機器に用いられる電子部品内蔵基板にも、更なる高密度化と薄型化が切望されており、電子部品自体の更なる薄型化も急速に進んでいる。
そうした電子部品内蔵基板の製造工程においては、一般に、半導体装置を樹脂層等の絶縁層や絶縁性基材に接着固定した後、半導体装置のランド電極と、電子部品内蔵基板中の内部配線パターンとを、ワイヤボンディングやフリップチップ接続によって接続する。例えば、特許文献１には、半導体ベアチップが基板上に接着剤で固着され、ワイヤボンディングによって半導体ベアチップと配線層が接続されたものが記載されている。また、未硬化状態の樹脂層に半導体装置を載置し、その樹脂層を硬化させて両者を固定する方法も知られている。
特開平８−８８３１６号公報
ところで、上述の如く半導体装置を基板に実装する際には、半導体装置を絶縁層や基材等に確実に固着させるために、接着剤や未硬化状態の樹脂層に半導体装置を仮置きした後、押圧して密着させ（圧着）、その状態で接着剤や樹脂層を硬化させる必要がある。その場合、通常は、半導体装置の一方面に例えばセラッミック製の把持具（例えば、ダイボンダー装置に用いられるコレット等の治具）をあてがって吸着等により半導体装置を保持し、その状態で半導体装置の反対面を樹脂層等に当接させて仮置きし、さらに、その把持具で半導体装置に圧力を印加して樹脂層等に押し当てて圧着させるといった方法が用いられている。
しかし、上述したとおり、近時、半導体装置自体が非常に薄くなっており（例えば、数十μｍオーダー）、本発明者の知見によれば、そのような薄い半導体装置を治具で物理的に押圧すると、半導体装置を均等に押圧しているつもりでも、半導体装置の周縁端部に圧力が集中してしまい、樹脂層等を硬化させた後の半導体装置に反りや曲がりが生じてしまうことを避けられない傾向にあることが判明した。また、特許文献１に記載されているように、半導体装置のランド電極やバンプが形成されていない面を樹脂層側に対向設置する場合（いわゆる、フェイスアップ方式）には、ランド電極やバンプが形成されている面を把持して押し付ける必要がある。そのため、ランド電極やバンプが損傷しないように、それらを避けて把持し且つ押圧すると、半導体装置に印加される圧力が更に局所的に偏ってしまい、半導体装置の反りや曲がりが一層顕著になるおそれがある。
このように半導体装置に反りや曲がりが生じると、ランド電極やバンプの位置（特に高さ方向位置）がずれてしまうので、半導体装置と配線層との確実な接続が困難になるおそれがあり、電子部品内蔵基板の信頼性の低下や製品の歩留まりの低下を招くおそれがある。また、多層構造を有する電子部品内蔵基板では、基板に固定した半導体装置上に樹脂層と配線層が多段に設けられるので、これらを確実に接続するためには半導体装置の設置寸法の制約は益々厳しくなり、半導体装置に反りや曲がりが生じてしまうという問題は殊更に深刻である。
また、半導体装置を樹脂層等に押圧する場合、その周縁端部が樹脂層等に沈み込むように（めり込むように）反りや曲がりが生じる傾向にあり、こうなると、半導体装置の周縁端部近傍の樹脂がその周壁に盛り上がってしまい易い。本発明者の知見によれば、そのように半導体装置の‘脇’に盛り上がった未硬化状態の樹脂層の部分は、多孔質（ポーラス）になり易く、そうなると、樹脂層硬化後も半導体装置の周縁部と樹脂層との固定強度や基板自体の抗折強度が低下したり、樹脂層の空孔部分が吸湿しやすくなる、といった不都合が生じてしまう。
上記の事情は、基板等に実装される半導体装置以外の他の電子部品についても同様である。
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、半導体装置等の電子部品と樹脂層を固定する際に、電子部品の反りや曲がりを抑止でき、配線層との接続を確実に担保できるとともに、電子部品の固着強度の低下を抑制することが可能な電子部品の実装方法、それを用いた電子部品内蔵基板の製造方法、及び、それによって得られる電子部品内蔵基板を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明による電子部品の実装方法は、電子部品を絶縁層に固定して実装する方法であって、絶縁層を形成するための未硬化状態の樹脂上に電子部品を載置する載置工程と、圧力媒体を介して電子部品を等方的に加圧する加圧工程と、樹脂を加熱して硬化させ絶縁層を形成する加熱工程とを備える。なお、本発明における「絶縁層を形成するための未硬化状態の樹脂」には、全体で絶縁層を形成するもののみならず、基板等の基材に電子部品を接着固定するための未硬化状態の接着剤（ペースト、シート等）が含まれる。
このような電子部品の実装方法では、まず、載置工程において、未硬化状態の樹脂上に、適宜の手段で、電子部品が載置され、次に、加圧工程において、その電子部品が加圧され樹脂に圧着される。このとき、電子部品は、圧力媒体を介して等方的に加圧（いわゆる等方加圧）されるので、電子部品に印加される圧力が局所的に偏ってしまうことが防止される。よって、電子部品の周縁端部が未硬化状態の樹脂に沈み込むような反りや曲がりの発生が抑止される。そして、加熱工程を実施することにより、樹脂が軟化し更に硬化して絶縁層が形成され、電子部品は、反りや曲がりが生じていない状態で絶縁層に固定される。また、この際、電子部品の周縁端部近傍の樹脂が電子部品の周壁にはみ出して盛り上がってしまうことが抑えられる。
また、加圧工程の少なくとも一部と加熱工程の少なくとも一部、好ましくは、両者の全部とを同時に実施する、換言すれば、熱間等方加圧を実施すると好適である。こうすれば、電子部品を絶縁層に固定するための所要時間が短縮される。
この場合、加熱工程において少なくとも樹脂が軟化している間、すなわち、電子部品が樹脂上に載置されてから樹脂が硬化するまでの間、加圧工程を実施することが好ましい。このようにすれば、電子部品がその自重で樹脂に沈み込むことによって変形が生じ得る条件でも、その間、電子部品が等方的に加圧されるので、かかる電子部品の自重による変形が有効に防止される。
さらに、加圧工程においては、電子部品、及びその電子部品の少なくとも周辺における樹脂を等方的に加圧するとより好ましく、このとき、両者の等方的な加圧を同時に行うと特に好適である。こうすれば、電子部品が載置された周囲の樹脂も電子部品と同等の圧力で押圧されるので、電子部品の周縁部脇からの樹脂のはみ出しと盛り上がりがより一層効果的に防止される。
またさらに、加圧工程においては、圧力媒体として、例えば電子部品及び樹脂の周囲を覆うように配された気体又は液体（液状体を含む）を用いると、電子部品を確実に等方的に加圧できるので、より好ましい。具体的には、例えば、電子部品が載置された未硬化状態の樹脂を、気体（雰囲気ガス）又は液体が収容された加圧容器に封入し、容器内部を加圧する方法を挙げることができる。この場合、容器内部の気体又は液体を適宜の温度勾配で加熱することにより、その気体又は液体を介して樹脂に熱が印加されるので、加圧工程と加熱工程とを電子部品と樹脂に対して同時に実施することができる。
或いは、加圧工程においては、圧力媒体として、少なくとも電子部品の露呈面を覆うように且つその露呈面に密着するように配置される膜体又は弾性体、及び、その膜体又は弾性体に圧力を印加する加圧手段を用いても、電子部品を十分に等方的に加圧できるので、好適である。
具体的には、例えば、未硬化状態の樹脂上に載置された電子部品の上部全体を、伸縮性又は可撓性を有する膜（例えば、樹脂製又はゴム製の薄膜）で覆い、さらに、その膜に、気体、液体等の流動体からなる圧力媒体を介して圧力を印加する方法、換言すれば、電子部品と膜とを貼り合わせて（ラミネートして）等方加圧する方法が挙げられる。これにより、加圧工程を電子部品と樹脂に対して同時に実施することができる。
また、その膜と電子部品との間の空間を排気し、その空間内を減圧することにより、膜で電子部品を密着封止し（言わば真空ラミネートし）、膜の外方から膜を介して、大気圧によって電子部品を等方加圧する方法も用いてもよい。この場合、電子部品と未硬化状態の樹脂全体を袋状の膜内に収容し、その内部を減圧することにより、膜で電子部品と樹脂全体を密着封止し、膜の外方から膜を介して、大気圧によって電子部品と樹脂全体を等方加圧するようにしても構わない。このようにしても、加圧工程を電子部品と樹脂に対して同時に実施することができる。
また、本発明による電子部品内蔵基板の製造方法は、本発明の電子部品の実装方法を実行する半導体固定工程と、固定された電子部品上に更なる絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、更なる絶縁層上に、電子部品と電気的に接続される配線層を形成する配線層形成工程とを備える。
そして、かかる製造方法を実施することにより、電子部品の面に垂直な方向において、電子部品の中心部と周端部とのレベル差が、電子部品の中央部下の絶縁層厚さの１０％以下である電子部品内蔵基板、絶縁層における電子部品の周壁近傍の部分が非多孔質のものである電子部品内蔵基板、又は、絶縁層における電子部品下の部分が非発泡性のものである電子部品内蔵基板といった本発明による電子部品内蔵基板を有効に製造することが可能となる。
本発明によれば、未硬化状態の樹脂上に載置された電子部品が圧力媒体を介して等方的に加圧されるので、電子部品に印加される圧力の偏在が防止され、電子部品の周縁部が未硬化状態の樹脂に沈み込むような反りや曲がりの発生を抑止できる。よって、配線層との接続を確実に担保できるとともに、電子部品の周縁部の沈み込みによる樹脂の盛り上がりが抑えられ、これにより、電子部品と絶縁層との固着強度の低下を抑制することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
図１は、本発明による電子部品内蔵基板の製造方法によって製造される電子部品内蔵基板の一例の要部を示す断面図である。
半導体内蔵基板２００（電子部品内蔵基板）は、積層された樹脂層２１１〜２１４のうちの樹脂層２１１内にベアチップ状態の半導体ＩＣ（ダイ）等の電子部品である半導体装置２２０が埋設されたものであり、その下層である樹脂層２１２（絶縁層）内に形成されたアライメントマーク２３０と、半導体装置２２０に電気的に接続された導体からなる各種の配線パターン２５０，２６１，２６２と、これら配線パターンを接続する貫通電極２５２，２６３〜２６５とを備える。
ここで、図２１は、半導体装置２２０の概略構造を示す斜視図である。半導体装置２２０は、略矩形板状をなすその主面２２０ａに多数のランド電極（図示せず）及びバンプ２２１を有している。なお、図示においては、四隅にのみバンプ２２１を表示し、それ以外のバンプ２２１の表示を省略した。また、半導体装置２２０の種類は、特に制限されるものではないが、後述するように半導体装置２２０が発する熱の効率よい放熱対策が施されているので、例えば、ＣＰＵやＤＳＰのような動作周波数が非常に高いデジタルＩＣ等を好適に用いることができる。
さらに、特に限定されるものではないが、半導体装置２２０の裏面２２０ｂは研磨されており、これにより半導体装置２２０の厚さｔ（主面２２０ａから裏面２２０ｂまでの距離）は、通常の半導体装置に比して薄くされており、例えば、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは２０〜５０μｍ程度とされる。一方、裏面２２０ｂは、半導体装置２２０の更なる薄型化を図るべく、エッチング、プラズマ処理、レーザ照射、ブラスト研磨、バフ研磨、薬品処理等による粗面化処理等を行うと好ましい
なお、半導体装置２２０の裏面２２０ｂの研磨は、ウェハの状態で多数の半導体装置２２０に対して一括して行い、その後、ダイシングにより個別の半導体装置２２０に分離することが好ましい。研磨により薄くする前にダイシングによって個別の半導体装置２２０に切断分離した場合には、樹脂等により半導体装置２２０の主面２２０ａを覆った状態で裏面２２０ｂを研磨することもできる。
また、バンプ２２１は、導電性突起物の一種であり、その種類は、特に制限されず、スタッドバンプ、プレートバンプ、メッキバンプ、ボールバンプ等の各種のバンプを例示できる。なお、図示においては、プレートバンプを例示した。
バンプ２２１としてスタッドバンプを用いる場合には、金（Ａu）や銅（Ｃｕ）をワイヤボンディングにて形成することができ、プレートバンプを用いる場合には、メッキ、スパッタ又は蒸着によって形成することができる。また、メッキバンプを用いる場合には、メッキによって形成することができ、ボールバンプを用いる場合には、半田ボールをランド電極２２１ａ上に載置した後、これを溶融させるか、クリーム半田をランド電極上に印刷した後、これを溶融させることによって形成することができる。また、導電性材料をスクリーン印刷し、これを硬化させた円錐状、円柱状等のバンプや、ナノペーストを印刷し、加熱によりこれを焼結させてなるバンプを用いることもできる。
バンプ２２１に使用可能な金属種としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル・クロム合金、半田等が挙げられ、これらのなかでは、銅を用いることが好ましい。バンプ２２１の材料として銅を用いると、例えば金を用いた場合に比して、ランド電極２２１ａに対する高い接合強度を得ることが可能となり、半導体装置２２０の信頼性が高められる。
また、バンプ２２１の寸法形状は、ランド電極２２１ａ間の間隔（ピッチ）に応じて適宜設定することができ、例えば、ランド電極２２１ａのピッチが約１００μｍである場合には、バンプ２２１の最大径を１０〜９０μｍ程度、高さを２〜１００μｍ程度にすればよい。なお、バンプ２２１は、ウェハのダイシングにより個別の半導体装置２２０に切断分離した後、ワイヤボンダーを用いて各ランド電極２２１ａに接合することができる。
図１に示す如く、本実施形態による半導体内蔵基板２００では、半導体装置２２０の主面２２０ａが樹脂層２１１によって直接覆われており、半導体装置２２０の裏面２２０ｂが樹脂層２１２によって直接覆われている。また、半導体装置２２０のバンプ２２１は、樹脂層２１１の表面から突出するように設けられており、この突出部分において樹脂層２１４に形成された配線パターン２５０と接続されている。
また、半導体装置２２０の裏面２２０ｂ上には、金属層２２２が形成されている。この金属層２２２は、半導体装置２２０が作動する際に発生する熱の放熱経路として機能するとともに、熱応力等に起因して半導体装置２２０の裏面２２０ｂに発生し得る亀裂（クラック）を有効に防止し、且つ、薄層化によって取り扱いが益々困難となりつつある半導体装置２２０の取扱性（ハンドリング性）を向上させる役割をも果たすものである。
金属層２２２は、樹脂層２１２，２１３を貫通するように形成された貫通電極２６４を介して、最外層に形成された配線パターン２６１に接続されている。この貫通電極２６４は、半導体装置２２０が発する熱の放熱経路となり、その熱は、これらを通して効率よくマザーボード等の基体へと放熱される。
ここで、樹脂層２１１〜２１４に用いられる材料としては、具体的には、例えば、ビニルベンジル樹脂、ポリビニルベンジルエーテル化合物樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、ポリフェニレエーテル（ポリフェニレンエーテルオキサイド）樹脂（ＰＰＥ，ＰＰＯ）、シアネートエステル樹脂、エポキシ＋活性エステル硬化樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂（ポリフェニレンオキサオド樹脂）、硬化性ポリオレフィン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族液晶ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂又はベンゾオキサジン樹脂の単体、又は、これらの樹脂に、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸アルミウイスカ、チタン酸カリウム繊維、アルミナ、ガラスフレーク、ガラス繊維、窒化タンタル、窒化アルミニウム等を添加した材料、さらに、これらの樹脂に、マグネシウム、ケイ素、チタン、亜鉛、カルシウム、ストロンチウム、ジルコニウム、錫、ネオジウム、サマリウム、アルミニウム、ビスマス、鉛、ランタン、リチウム及びタンタルのうち少なくとも１種の金属を含む金属酸化物粉末を添加した材料、またさらには、これらの樹脂に、ガラス繊維、アラミド繊維等の樹脂繊維等を配合した材料、或いは、これらの樹脂をガラスクロス、アラミド繊維、不織布等に含浸させ材料、等を挙げることができ、電気特性、機械特性、吸水性、リフロー耐性等の観点から、適宜選択して用いることができる。
次に、半導体内蔵基板２００の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。図２〜図１７は、図１に示す半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。
まず、両面に導体層２３０ａ，２７１が形成された平板状をなす樹脂層２１３を用意し、その一方面（導体層２７１側）に支持基板２８１を貼付する（図２）。次いで、導体層２３０ａをパターニングし、これによりアライメントマーク２３０を形成する（図３）。このアライメントマーク２３０は、半導体内蔵基板２００では、配線パターンとしても用いられるものである。
次に、樹脂層２１３上に、樹脂層２１２を形成するための未硬化状態の樹脂を、適宜の手法で塗布し、アライメントマーク２３０を覆うように未硬化状態の樹脂層２１２を形成する（図４）。さらに、アライメントマーク２３０を用いて位置合わせ（アライメント）しながら、図示しないコレット等の把持具で保持した半導体装置２２０を、未硬化状態の樹脂層２１２上に載置して仮置きする（図５；載置工程）。本実施形態では、半導体装置２２０をフェイスアップ方式、つまり、主面２２０ａを上側にして樹脂層２１２上に搭載する。これにより、半導体装置２２０の裏面２２０ｂは、樹脂層２１２に当接し完全に覆われた状態とされる。
次に、この半導体装置２２０が未硬化状態の樹脂層２１２上に一旦仮置きされた状態のものを、加圧加温装置３の容器３１内に収容し、支持台Ｓ上に静置する（図６）。加圧加温装置３は、コンプレッサーといった圧縮装置を有する加圧機３２、及び電熱ヒーター等の加熱機３３が接続された容器３１の内部に収容されたものを、容器３１の内部気体Ｇを媒体として加圧及び加熱できるものである。
そして、加圧機３２を使用して圧縮された気体を、装置槽内に注入することで内部気体Ｇは加圧され、これにより、その内部気体Ｇ（圧力媒体）を介して半導体装置２２０を等方的に加圧し、半導体装置２２０の裏面２２０ｂを樹脂層２１２に圧着させる（加圧工程）。また、加圧とともに、加熱機３３を運転して容器３１の内部雰囲気（場合によっては、さらに支持台Ｓ）を加熱し、これにより、樹脂層２１２を接着に都合がよい程度に一旦軟化させた後、更に熱硬化させる（加熱工程）。このように等方的な加圧工程と加熱工程を同時に実施することにより、半導体装置２２０及び樹脂層２１２の両方に、言わば熱間等方加圧が施され、半導体装置２２０が樹脂層２１２に密着固定される。また、図５に示す載置工程、並びに、図６に示す加圧工程及び加熱工程から、本発明による電子部品の実装方法を実行する半導体固定工程が構成されている。なお、図６における複数の矢印は、半導体装置２２０が等方的に加圧されていることを模式的に示す。このとき、半導体装置２２０の周辺の樹脂層２１２も同圧で同時に等方的に加圧されているが、その状態を示す矢印の図示は省略した。後述する図１８〜図２０においても同様とする。
ここで、加圧加温装置３における加圧条件及び加熱条件は、樹脂層２１２の種類や性状、半導体装置２２０の種類や寸法形状、加圧加温装置３の容量や特性等によって、適宜選択することができ、特に制限されないものの、加圧・加熱条件としては、例えば、半導体装置２２０が載置された未硬化状態の樹脂層２１２を、室温又はある程度昇温した容器３１内に収容しておき、大気圧から適宜の圧力勾配で０．５ＭＰａまで昇圧し、その圧力を保持した状態で、適宜の温度勾配で樹脂層２１２の樹脂の融点付近（例えば、６０℃〜１００℃）まで昇温し、半導体装置２２０を未硬化状態の樹脂層２１２と完全密着させる。その後、加圧状態を保持したまま、熱硬化性樹脂である樹脂層２１２の硬化開始温度以上の温度（例えば１３０℃〜１８０℃）まで再昇温させ、樹脂層２１２が固化するまでの適宜の時間（例えば数分〜数十分）その温度を保持した後、適宜の温度・圧力勾配で室温・大気圧等の所定温度・圧力まで降温・降圧させる。
次に、半導体装置２２０が樹脂層２１２に固定実装されたものを加圧加温装置３から取り出し、樹脂層２１１と導体層２７０とから構成された積層シートを、樹脂層２１１と半導体装置２２０の主面２２０ａとが対向するように重ね合わせ（図７）、加熱しながら両者をプレスする。これにより、半導体装置２２０の主面２２０ａ及び側面２２０ｃが樹脂層２１１によって覆われた状態とされる（図８；絶縁層形成工程）。すなわち、この時点で、半導体装置２２０は、樹脂層２１１内に埋設され、樹脂層２１１，２１２で挟持された状態とされる。
それから、導体層２７０を除去した後、樹脂層２１１の表層をウエットブラスト法等によりエッチングし、この際、エッチング量及びエッチング条件を適宜調整することにより、半導体装置２２０の主面２２０ａ側に設けられたバンプ２２１を樹脂層２１１の表面から突出させる（図９）。
次いで、樹脂層２１１，２１２を貫通しアライメントマーク２３０へ達する貫通孔２１１ａを形成する（図１０）。この貫通孔２１１ａの形成方法としては、特に制限されないが、例えば、樹脂層２１１に直接レーザ照射を行うレーザアブレーションによる方法、サンドブラスト等のブラストによる方法等が挙げられる。後者のブラストによる場合には、樹脂層２１１上に例えば銅膜等の金属膜を成膜し、それを、フォトリソグラフィとエッチングを用いてコンフォーマル加工することにより、貫通孔２１１ａを開口する位置に開口を有するマスクパターンを形成した後、その金属膜をマスクとするブラスト処理を行う。
次に、スパッタリング法等の気相成長法により、貫通孔２１１ａの内部表面を含む樹脂層２１１側の全表面に、薄い下地導体層２５１を形成する。これにより、アライメントマーク２３０のうち貫通孔２１１ａの底部に露出した部分、及びバンプ２２１の突出部分は、下地導体層２５１によって覆われる（図１１）。なお、上述した樹脂層２１１のウエットブラスト処理の際に、バンプ２２１を樹脂層２１１の表面から突出させているので、下地導体層２５１を形成する前に、エッチング残渣の除去等の前処理は必ずしも行わなくてよいが、必要に応じて行っても構わない。
次いで、基材の両面、つまり、下地導体層２５１の図示上面及び支持基板２８１の図示下面に感光性のドライフィルム２０１，２０２をそれぞれ貼付した後、図示しないフォトマスクを用いてドライフィルム２０１を露光し、配線パターン２５０を形成すべき領域２５０ａのドライフィルム２０１を除去する。これにより、配線パターン２５０を形成すべき領域２５０ａにおいては、下地導体層２５１が露出した状態とされる（図１２）。このとき、ドライフィルム２０２は除去せずに、支持基板２８１の表面全体が覆われた状態を保持する。
こうして下地導体層２５１の一部を露出させた後、下地導体層２５１を基体とした電解メッキを行うことにより、下地導体層２５１が露出している領域２５０ａに、配線パターン２５０を形成し、また、貫通孔２１１ａの内部を埋めるように貫通電極２５２を形成する（図１３；配線層形成工程）。これにより、貫通電極２５２が樹脂層２１１，２１２を貫通するように形成され、アライメントマーク２３０と配線パターン２５０とが貫通電極２５２を介して接続される。このとき、支持基板２８１の表面は、その全体がドライフィルム２０２によって覆われているので、メッキによって導体層が形成されることはない。
続けて、ドライフィルム２０１，２０２を剥離し、さらに、酸等のエッチング液を用いて配線パターン２５０が形成されていない部分の不要な下地導体層２５１を除去（ソフトエッチング）する（図１４）。
それから、樹脂層２１４と導体層２７２とから構成された積層シートを、樹脂層２１４と配線パターン２５０とが対向するように重ね合わせ（図１５）、加熱しながら両者をプレスする。これにより、配線パターン２５０及び樹脂層２１１を樹脂層２１４によって覆った後、支持基板２８１を剥離する（図１６；絶縁層形成工程）。
さらに、導体層２７１，２７２を除去又は薄膜化した後、上述したレーザアブレーションやブラスト処理等の適宜の方法により、貫通孔２１３ａ，２１３ｂ，２１４ａを形成する。なお、貫通孔２１３ａは、樹脂層２１３を貫通してアライメントマーク２３０を露出させる貫通孔であり、貫通孔２１３ｂは、樹脂層２１３，２１２を貫通して金属層２２２を露出させる貫通孔であり、貫通孔２１４ａは、樹脂層２１４を貫通して配線パターン２５０を露出させる貫通孔である。
そして、スパッタリング法等の気相成長法により、貫通孔２１３ａ，２１３ｂ，２１４ａの内部表面を含む全表面に薄い下地導体層２６０を形成し（図１７）、その後、図１１〜図１３に示す手順と同様にして、図１に示す最外層の配線パターン２６１，２６２を形成する（配線層形成工程）。この工程により、貫通孔２１３ａの内部が貫通電極２６３で充填され、これによって配線パターン２６１とアライメントマーク２３０とが接続される。また、貫通孔２１３ｂの内部が貫通電極２６４で充填され、これにより、配線パターン２６１と金属層２２２とが接続される。さらに、貫通孔２１４ａの内部が貫通電極２６５で充填され、これにより、配線パターン２６２と配線パターン２５０とが接続される。
以上の手順により、図１に示す半導体内蔵基板２００を得る。
このような本発明による電子部品の実装方法、及びそれを用いた電子部品内蔵基板の製造方法によれば、半導体装置２２０が、樹脂層２１２に実装される際に、加圧加温装置３の容器３１の内部で、その内部気体Ｇを介して等方的に加圧され、未硬化状態の樹脂層２１２に圧着されるので、半導体装置２２０に印加される圧力が局所的に偏ってしまうことが防止される。よって、半導体装置２２０の周縁部が未硬化状態の樹脂層２１２に沈み込むような反りや曲がりの発生を抑止でき、そのような反りや曲がりが抑止された状態で、樹脂層２１２が加熱硬化されるので、半導体装置２２０は、反りや曲がりが抑止された極めて平坦な状態で樹脂層２１２に固定実装される。
よって、バンプ２２１が下層側に沈まないので、樹脂層２１２の規定量のエッチングにより、バンプ２２１を確実に樹脂層２１２から露出させることができ、これにより、バンプ２２１を配線パターン２５０と確実に接続させることが可能となる。したがって、半導体内蔵基板２００の製造歩留まりの低下を防止でき、且つ、その高い信頼性を実現できる。
また、半導体装置２２０の周縁端部が未硬化状態の樹脂層２１２へ沈み込むような反りや曲がりを防止できるので、半導体装置２２０の外周近傍の樹脂がその周壁に盛り上がってしまい多孔質化することを抑制できる。よって、かかる多孔質化した樹脂に起因する半導体装置２２０の周縁端部での半導体装置２２０と樹脂層２１２との固定強度の低下や半導体内蔵基板２００自体の抗折強度の低下、樹脂層２１２の空孔部分の吸湿による半導体装置２２０の裏面２２０ｂへの水分の流入に起因して後の熱工程で半導体装置２２０と樹脂層２１２との接着界面で発泡（ボイドの発生）が生じてしまうことを、十分に抑制することができる。その結果、半導体装置２２０が樹脂層２１２から剥離し易くなったり半導体内蔵基板２００の強度が低下してしまうことを防止できる。
図１８〜図２０は、半導体装置２２０を樹脂層２１２に実装する際に好適な本発明による電子部品の実装方法の他の実施形態を実施している状態を示す工程図であり、加圧工程の他の例を概略的に示す図である。
図１８に示す例では、まず、図２〜図５に示す手順で得られた未硬化状態の樹脂層２１２に半導体装置２２０が載置されたものの上に、露呈している半導体装置２２０の主面２２０ａ及びバンプ２１２の面を含む表面全体（すなわち、半導体装置２２０の図示上部全体）を覆うように、伸縮性又は可撓性を有する袋状の膜４（例えば、樹脂製又はゴム製の薄膜）で覆う。次に、その袋状の膜４の内部に気体や液体等の流動体Ｌを注入して膜４内を加圧する。これにより、膜４は、伸縮性又は可撓性を有するので、図示の如く、半導体装置２２０の表面全体及びその周辺の樹脂層２１２面に密着するように押し当てられ、膜４内に印加されている圧力が、半導体装置２２０及びその周辺の樹脂層２１２に等方的に印加される（加圧工程）。すなわち、膜４は、内部に供給された流動体Ｌによって半導体装置２２０を等方加圧する隔壁（ダイアフラム）として機能する。この場合、膜４及びその内部の流動体Ｌが圧力媒体たる加圧手段として作用する。なお、図示においては、膜４の部分の視認を容易にするため、樹脂層２１２の上面と膜４の下面とを離して描画したが、実際には、両者は密接している。
また、図１９に示す例では、まず、図２〜図５に示す手順で得られた未硬化状態の樹脂層２１２に半導体装置２２０が載置されたものの上に、露呈している半導体装置２２０の主面２２０ａ及びバンプ２１２の面を含む表面全体（すなわち、半導体装置２２０の図示上部全体）を覆うように、伸縮性又は可撓性を有する膜５（例えば、樹脂製又はゴム製の薄膜）で覆う。次に、その膜５と半導体装置２２０との間の空間の空気を真空ポンプ等の排気手段Ｐによって排気し、半導体装置２２０と膜５とを略真空状態で貼り合わせる（真空ラミネートする）。これにより、膜５は、伸縮性又は可撓性を有するので、図示の如く、半導体装置２２０の表面全体及びその周辺の樹脂層２１２面に密着するように押し当てられ、半導体装置２２０及びその周辺の樹脂層２１２は、大気圧によって膜５の外方から等方的に加圧される（加圧工程）。この場合、膜５は、その膜５及び半導体装置２２０間の略真空とされた空間と、大気圧の周囲雰囲気とを隔て、半導体装置２２０を等方加圧する隔壁（ダイアフラム）として機能する。この例では、膜５及び大気が圧力媒体たる加圧手段として作用する。
さらに、図２０に示す例では、まず、図２〜図５に示す手順で得られた未硬化状態の樹脂層２１２に半導体装置２２０が載置されたもの全体を、伸縮性又は可撓性を有する袋状の膜６（例えば、樹脂製又はゴム製の薄膜）内に収容する。次に、その袋状の膜６の内部の空気を真空ポンプ等の排気手段Ｐによって排気し、半導体装置２２０と膜５とを略真空状態で貼り合わせる（真空ラミネートする）。これにより、膜６は、伸縮性又は可撓性を有するので、図示の如く、半導体装置２２０の表面全体及びその周辺の樹脂層２１２の表面全体に密着するように押し当てられ、半導体装置２２０及び樹脂層２１２は、大気圧によって膜６の外方から等方的に加圧される（加圧工程）。この場合、膜６は、その袋状の膜６内の略真空とされた空間と、大気圧の周囲雰囲気とを隔て、半導体装置２２０及び樹脂層２１２全体を等方加圧する隔壁（ダイアフラム）として機能する。この例でも、膜６及び大気が圧力媒体たる加圧手段として作用する。
その後、以上のように膜４〜６を用いて加圧工程が実施された状態のものを、乾燥機等に収容し、又は、ヒータープレート、ヒーターステージ等の加熱機能を有する支持台（テーブル）に載置し、全体を加熱して樹脂層２１２を軟化し更に硬化させ、これにより、樹脂層２１２への半導体装置２２０の固定実装を完了する。こうして得られたものに対し、上述した図７〜図１７示した手順と同じ手順を実行することにより、図１に示す半導体内蔵基板２００を得る。
このような本発明による電子部品の実装方法、及びそれを用いた半導体内蔵基板２００の製造方法においても、半導体装置２２０が、樹脂層２１２に実装される際に、未硬化状態の樹脂層２１２に対して等方的に加圧されるので、半導体装置２２０に印加される圧力が局所的に偏ってしまうことが防止される。よって、半導体装置２２０の周縁部が未硬化状態の樹脂層２１２に沈み込むような反りや曲がりの発生、及び半導体装置２２０周辺での樹脂層２１２の盛り上がりを抑止でき、その状態で樹脂層２１２が加熱硬化されるので、半導体装置２２０は、反りや曲がりが抑止された極めて平坦な状態で樹脂層２１２に固定実装される。
よって、半導体装置２２０のバンプ２２１を配線パターン２５０と確実に接続させることが可能となり、これにより、半導体内蔵基板２００の製造歩留まりの低下を防止でき、且つ、その高い信頼性を実現できる。また、半導体装置２２０の周縁部近傍の樹脂がその周壁に盛り上がってしまい多孔質化することを抑制できるので、半導体装置２２０と樹脂層２１２との接着強度の低下、半導体内蔵基板２００の抗折強度の低下、及び、半導体装置２２０の裏面２２０ｂへの水分の流入に起因する接着界面での発泡を十分に抑制することができる。その結果、半導体装置２２０が樹脂層２１２から剥離し易くなることを防止でき、また、半導体内蔵基板２００の強度を十分に維持することができる。
図２２は、本発明による電子部品内蔵基板の製造方法によって製造される電子部品内蔵基板の他の一例の要部を示す断面図である。
半導体内蔵基板１００（電子部品内蔵基板）は、コア基板１１１の両面に導電パターン１１３が形成され、また、コア基板１１１上に積層された樹脂層１１６内に半導体装置２２０が配置されたものである。樹脂層１１６には、その下部／上部（コア基板１１１側）及び内部に配置された導電パターン１１３及び半導体装置２２０のバンプ２２１が樹脂層１１６から突出するように、ビアホール１１９ａ，１１９ｂが設けられている。さらに、ビアホール１１９ａ，１１９ｂの内部おいては、バンプ２２１及び導電パターン１１３が、それぞれ、導電パターン１２２のビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂと接続されている。
また、ビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂは、図示において断面台形状部分を含んで成形されており、換言すれば、略上半分部分が、導電パターン１１３及びバンプ２２１に向かって断面積が増大するように末広がりに形成されており、その両側においてビアホール１１９ａ，１１９ｂの内壁における底部近傍に接し且つそれより上部では接しておらず、ビアホール１１９ａ，１１９ｂの内壁とビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂとの間に空間領域（空隙）が画成されている。さらに、ビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂの側壁斜面端は、ビアホール１１９ａ，１１９ｂの側壁上に当接するように形成されている。
コア基板１１１は、半導体内蔵基板１００全体の機械強度を確保する基材としての役割を果たすものであり、特に限定されるものではないが、例えば、樹脂基板等を用いることができる。樹脂基板の材料としては、ガラスクロス、ケブラー、アラミド、液晶ポリマー等の樹脂クロス、フッ素樹脂の多孔質シート等からなる芯材に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等が含浸された材料を用いることが好ましく、その厚みは２０μｍ〜２００μｍ程度であることが好ましい。また、レーザ加工が施される基板用途としては、加工条件の均一化を目的として、ＬＣＰ、ＰＰＳ、ＰＥＳ，ＰＥＥＫ，ＰＩ等の芯材のないシート材料を用いてもよい。
ビアホール１１９ａ，１１９ｂは、被配線体である導電パターン１１３や半導体装置２２０を導電パターン１２２と物理的に接続させるために樹脂層１１６に設けられた接続孔であり、導電パターン１１３や半導体装置２２０のバンプ２２１の少なくとも一部が樹脂層１１６から露出するような位置及び深さを有する。すなわち、導電パターン１１３及びバンプ２２１は、その少なくとも一部が、ビアホール１１９ａ，１１９ｂの底部に露出するように設けられている。
ビアホール１１９ａ，１１９ｂの形成方法に限定はなく、例えば、レーザ加工、エッチング加工、ブラスト加工等の公知の方法を用いることができる。レーザ加工による場合には、スミアが発生するので、接続孔形成後デスミア処理を行うことが好ましい。
ビアホール１１９ａ，１１９ｂの形体は、それらの内部で導電パターン１１３及びバンプ２２１とビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂとが物理的に接続可能な寸法形状であればよく、その深さや目的とする実装密度、接続安定性等を考慮して適宜決定でき、開口端の直径が５〜２００μｍ程度の円筒状、最大径が５〜２００μｍ程度の角筒状のものを例示でき、直筒であってもなくても構わず、図示においては、一例として、逆角錐状の形体を示した。かかる底部から開口端部に向けて徐々に幅径が大きくなるようなビアホール１１９ａ，１１９ｂは、例えば、エッチング加工やブラスト加工等によって穿設され得る。
また、導電パターン１２２は、被配線体である導電パターン１１３とバンプ２２１とを電気的に接続する配線層である。この導電パターン１２２の材料にも特に制限はなく、一般に配線に用いられる金属等の導体を用いることができ、導電パターン１１３やバンプ２２１の材料と同じであっても、異なっていってもよく、導電パターン１２２を形成する際にエッチング工程を含む場合には、エッチャント（ウェットエッチの場合のエッチング液、ドライエッチの場合のエッチャント粒子等）が導電パターン１１３やバンプ２２１の材料をエッチングしないものを適宜選択して用いることができる。
また、導電パターン１２２の厚さも特に限定されないが、過度に薄いと接続安定性が低下するため、通常は５〜７０μｍ程度とされる。また、本実施形態のように、導電パターン１２２の厚さをビアホール１１９ａ，１１９ｂの深さよりも薄くすると、ビアホール接続部において、導電パターン１２２（ビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂ）がビアホール１１９ａ，１１９ｂの内部に収容され、配線高さが低減されて薄型化に寄与できるとともに、配線量を削減して配線抵抗や寄生容量を低下させ、接続安定性を高めることができるので好ましい。
次に、半導体内蔵基板２００の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。図２３〜図３２は、半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。
まず、コア基板１１１の両面に銅箔１１２が貼り付けられた両面銅箔付き樹脂基板を用意する（図２３）。ここで、銅箔１１２は、導電パターン１１３を形成するためのものであり、プリント配線板用に製造された電解銅箔（硫酸銅水溶液中に銅を溶解イオン化したものを電着ロールにて連続的に電着して銅箔化したもの）や圧延銅箔を使用すれば、その厚みばらつきを極めて小さくすることが可能である。また、必要に応じ、スェップ等の手法で銅箔１１２の厚みを調整してもよい。
次に、コア基板１１１の両面に設けられた銅箔１１２をフォトリソグラフィ及びエッチングにより選択的に除去することにより、コア基板１１１上に導電パターン１１３を形成する（図２４）。このとき、コア基板１１１上の所定の領域にある銅箔１１２が全面的に除去されることにより、半導体装置２２０の搭載領域が確保される。
次いで、コア基板１１１上の所定の領域に、樹脂組成物からなる未硬化状態の接着剤（図示せず：未硬化状態の樹脂）を塗布し、半導体装置２２０をいわゆるフェイスアップ状態で載置する（図２５）。そして、この半導体装置２２０が載置された状態のコア基板１１に対し、前述した図６，図１８〜図２０で説明したのと同様にして、加圧工程及び加熱工程を実施し、接着剤を硬化させ、半導体装置２２０をコア基板１１１（の塗布接着剤）上に固定実装する。
さらに、半導体装置２２０が載置されたコア基板１１１の両面に片面銅箔付き樹脂シート１１５を張り合わせる（図２６）。本製造例の片面銅箔付き樹脂シート１１５は、Ｂステージのエポキシ樹脂等からなる熱硬化性樹脂シート１１６の一方の面に樹脂シート１１７が貼付されたものである。このような片面銅箔付き樹脂シート１１５を用意し、その樹脂面をコア基板１１１の両面にそれぞれ張り合わせた後、熱間プレスして片面銅箔付き樹脂シート１１５をコア基板１１１と一体化する。これにより、半導体装置２２０はプリント配線板内に内蔵された状態となり、熱硬化性樹脂シート１１６が樹脂層１１６となる。
次に、樹脂層１１６の表面に設けられた樹脂シート１１７をコンフォーマル加工により選択的に除去することにより、ビアホール１１９ａ，１１９ｂを形成するためのマスクパターンを形成する（図２７）。コンフォーマル加工をフォトリソグラフィ及びエッチングにより行うと高精度な微細加工を実現することができるので好ましい。なお、特に限定されないが、マスクパターンの開口幅径は１０〜２００μｍ程度に設定することが好ましく、ビアホール１１９ａ，１１９ｂの深さに応じて開口幅径も大きくすることが好ましい。これにより、半導体装置２２０のバンプ２２１の直上に開口パターン１８ａが形成され、コア基板１１１の表面に形成された導電パターン１１３の直上に開口パターン１８ｂが形成される。
それから、コンフォーマル加工が施された樹脂シート１１７をマスクとするサンドブラスト処理により、ビアホール１１９ａ，１１９ｂを形成する（図２８）。サンドブラスト処理では、非金属粒又は金属粒等のブラスト粒子を投射することで被加工体を研削するが、開口パターン１８ａ，１８ｂの直下にバンプ２２１や導電パターン１１３などの金属層を設けておくことで深さの異なるビアホールを作り分けることができる。こうすれば、ビアホール１９ａの形成では、バンプ２２１がストッパーとして機能するので、半導体装置２２０がブラスト粒子で損傷を受けることを防止でき、また、ビアホール１９ｂの形成では、内層の導電パターン１１３がストッパーとして機能するので、ビアホール１９ｂがそれ以上深く抉られることが抑止される。こうして、ビアホール１１９ａ，１１９ｂは非貫通孔とされ、バンプ２２１又は導電パターン１１３がそれぞれビアホール１１９ａ，１１９ｂの底部に露出した構造が形成される。
次に、ビアホール１１９ａ，１１９ｂの内壁面を含むビアホール１１９ａ，１１９ｂ内の露出面のほぼ全面に下地導電層１２０を成膜する（図２９）。下地導電層１２０の形成方法としては、無電解メッキ（化学メッキ）法を用いることが好ましいが、スパッタ法、蒸着法等を用いることもできる。下地導電層１２０は、その後に行う電解（電気）メッキの下地金属（又はシード層）としての役割を果たし、その厚さは非常に薄くてよく、例えば数十ｎｍから数μｍの範囲より適時選択することができる。次いで、電解メッキ法により下地導電層１２０から導体金属を成長させる（図３０）。これにより、ビアホール１１９ａ，１１９ｂの内壁面に下地導電層１２０を含む導電層１２１が形成される。
その後、フォトリソグラフィにより導電層１２１の導電パターン１２２となる領域の上にレジスト層１２４ａ，１２４ｂを形成する（図３１）。ここで、ビアホール１１９ａ，１１９ｂの内壁と接しないよう導電パターン１２２のビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂを形成するために、ビアホール１１９ａ，１１９ｂ内のレジスト層１２４ａ，１２４ｂの幅がビアホールの上部開口幅径ｒａ，ｒｂより小さくなるように、それらレジスト層１２４ａ，１２４ｂを形成する。
次に、レジスト層１２４ａ，１２４ｂをエッチングマスクとしてエッチングを行い、配線パターン部分以外の導電層１２１を選択的に除去し、導電パターン１２２（ビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂ）を形成する（図３２）。このとき、マスク付近の導電層１２１のエッチング速度（エッチレート）がそれ以外の部分より小さくなるため、形成される配線層たるビアホール電極部１２３ａ，１２３ｂは末広がりの形状となる。
そして、剥離液を用いて導電パターン１２２上のレジスト層１２４ａ、２４ｂを除去することにより、図１に示す構成の半導体内蔵基板１００を得る。
このようにして得られる半導体内蔵基板１００においても、上述した半導体内蔵基板２００が奏するのと同様な作用効果を得ることができる。
なお、上述したとおり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、半導体内蔵基板２００は、最外層の配線パターン２６１，２６２の少なくとも一方に、抵抗、コンデンサ等の受動部品を搭載することができる。また、加圧加温装置３では、加圧工程と加熱工程を同時に実施せず、加圧工程を実施した後に、加熱工程を実施してもよい。これとは逆に、図１８〜図２０に示す加圧工程を実施する際に、半導体装置２２０が載置されたものを乾燥機や加熱台等に収容・設置し、同時に加熱工程を実施してもよい。さらに、配線パターンを形成する際に、下地導体層２５１，２６０に代えて触媒層を設け、電解メッキの代わりに無電解メッキを行って配線パターンを形成してもよい。下地導体層２５１を触媒層で代替して無電解メッキを行う場合には、支持基板２８１をドライフィルム２０２で覆わなくても構わない。
以下、本発明に係る具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〈実施例１〉
平板状の基体上に、未硬化状態の樹脂を６０μｍの厚さでシート状に塗布し、その上に縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ５０μｍのベアチップ状態の半導体ＩＣ（電子部品としての半導体装置）を、その裏面（バンプが形成されていない面）が樹脂と当接するように、ダイボンダーを用いて載置して、図５に示す状態と同様に未硬化状態の樹脂層上に半導体装置が仮置きされた状態のものを製作した。次に、これを、加圧加温装置の加圧加温槽に収容し、窒素ガスを圧力媒体として所定の条件で加圧且つ加熱することにより、半導体ＩＣ及び未硬化状態の樹脂層を等方的に加圧して、半導体ＩＣを未硬化状態の樹脂層に圧着させながら樹脂層を軟化し更に硬化させ、半導体ＩＣが樹脂層（絶縁層）上に固定された実装品を得た。なお、加熱と加圧は、先述した加熱条件及び加圧条件の範囲内で行った。
〈比較例１〉
実施例１と同様にして製作した図５に示す状態と同様の構成を有する未硬化状態の樹脂層に半導体装置が仮置きされた状態のものを、そのままダイボンダーのコレットにより押圧し、３Ｎの力で１０秒間加圧することで半導体ＩＣを樹脂層に圧着させた。次に、これを、乾燥機内に収容し、大気圧下、１５０℃で３０分乾燥させて樹脂層を硬化させ、半導体ＩＣが樹脂層（絶縁層）上に固定された実装品を得た。
〈評価１〉
実施例１及び比較例１で得た実装品を、半導体ＩＣの中央部を通る一方向に沿って切断し、その断面を電子顕微鏡で撮像し、バンプが設けられている両端部及び中央部における樹脂層の厚さを測定した。ここで、図３３及び図３４は、実施例１の実装品における断面両端部の電子顕微鏡写真である。また、図３５及び図３６は、比較例１の実装品における断面両端部の電子顕微鏡写真である。その結果、実施例１及び比較例１の実装品ともに、半導体ＩＣの中央部下における樹脂層の厚さは、略６０μｍであった。また、断面両端部における樹脂層の厚さは、実施例１の実装品ではそれぞれ５８．９μｍ及び５８．３μｍであったのに対し、比較例１の実装品ではそれぞれ４９．３μｍ及び５２．８μｍであった。なお、図３３〜図３６の写真において、半導体ＩＣの端部下に示す両矢印は、その部位の樹脂層の厚さ範囲を示し、付記した数字はその部位での樹脂層の上記各厚さである。
これらの結果より、未硬化状態の樹脂層に仮置きした半導体ＩＣを等方的に加圧し且つその状態で樹脂層を加熱して硬化させる本発明の方法では、半導体ＩＣの周縁端部が樹脂層へ沈み込むような半導体ＩＣの反りや曲がりが殆ど生じないのに対し、ダイボンダー等の把持具で半導体ＩＣを押圧する従来の方法では、半導体ＩＣの周縁端部が樹脂層へ有意量沈み込んでしまうことが明らかとなった。
また、図３３及び図３４から明らかなとおり、実施例１の実装品では、半導体ＩＣの周壁脇には、樹脂層の盛り上がりが殆どないのに対し、図３５及び図３６から明らかなとおり、比較例１の実装品では、半導体ＩＣの周壁脇には、顕著な量の樹脂層の盛り上がりが確認された。特に、図３５に付記した長い両矢印は、その半導体ＩＣの周壁脇の部位における樹脂層の厚さ範囲を示しており、図中に更に付記したとおり、その厚さは、１０５．４μｍであり、半導体ＩＣの主面（上面）高さを上回る位置まで盛り上がっていた。比較例１の実装品におけるこのような樹脂の盛り上がりは、半導体ＩＣの周縁端部が樹脂層に潜り込む程に曲がってしまった結果、それによる圧力集中を緩和するように半導体ＩＣの下部の樹脂が側方に押し出されたものと考えられる。
〈比較例２〉
半導体ＩＣを未硬化状態の樹脂層に圧着させたものを大気中に放置して樹脂層に吸湿させた後、同条件下で乾燥機を用いて樹脂層を硬化させたこと以外は、比較例１と同様にして実装品を得た。
〈評価２〉
実施例１と同様にして得た実装品、及び比較例２で得た実装品の半導体ＩＣを強制的に樹脂層から剥離し、樹脂層の表面状態を観察した。図３７及び図３８は、それぞれ実施例１の実装品及び比較例２の実装品における半導体ＩＣ剥離後の樹脂層の平面顕微鏡写真である。図３７に示す写真より、実施例１の実装品では、樹脂層表面（半導体ＩＣと樹脂層との接着界面）に発泡（ボイド）はないことが確認された。これに対し、図３８に示す写真の黒い部分は、樹脂層下の基体（基材）表面が露出していることを示しており、このことから、比較例１の実装品では、樹脂層表面（半導体ＩＣと樹脂層との接着界面）において顕著な発泡が発生していたことが判明した。これより、実施例の実装品は、剥離耐性が、比較例の実装品に比して極めて優れたものであることが理解される。
〈実施例２〉
未硬化状態の樹脂層の厚さを３０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして３個の実装品を得た。
〈実施例３〉
縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ６０μｍの半導体ＩＣを用いたこと以外は、実施例２と同様にして実装品を得た。
〈実施例４〉
縦２ｍｍ×横３ｍｍ×厚さ７５μｍの半導体ＩＣを用いたこと以外は、実施例２と同様にして実装品を得た。
〈比較例２〉
未硬化状態の樹脂層の厚さを３０μｍとしたこと以外は、比較例１と同様にして実装品を得た。
〈評価３〉
実施例２〜４及び比較例２で得た実装品について、評価２と同様にして半導体ＩＣの複数箇所の断面を電子顕微鏡で撮像し、バンプが設けられている両端部及び中央部における樹脂層の厚さを測定し、半導体ＩＣの中央部の樹脂層厚さに対する半導体ＩＣの周端部の樹脂層への沈み込み量及び沈み込み率を算出した。結果を表１にまとめて示す。
表中、硬化後の樹脂層の厚さは、各実装品における複数箇所の測定結果の平均値である。また、両端部を便宜的に「左端部」及び「右端部」と記し、沈み込み量は、表中の硬化後の樹脂層の中央部の厚さから、左端部及び右端部のそれぞれの厚さを差し引くことによって求めた。また、沈み込み率は、左端部及び右端部の沈み込み量を硬化後の樹脂層の中央部の厚さで除した百分率で示した。これらの結果より、本発明の電子部品の実装方法によって得られた実施例２〜４の実装品では、半導体ＩＣの周端部の沈み込み率は、中央部に対して約１％〜約６％であり、１０％を以下の非常に小さい沈み込み率であったのに対し、比較例２の実装品では、約３０％と有意に大きな値であった。
以上説明した通り、本発明による電子部品の実装方法、及びそれを用いた電子部品内蔵基板の製造方法によれば、電子部品と樹脂層を固定する際に、電子部品の反りや曲がりを抑止でき、配線層との接続を確実に担保できるとともに、電子部品の固着強度の低下を抑制することが可能な電子部品内蔵基板が得られるので、電子部品を内蔵する機器、装置、システム、各種デバイス等、特に小型化及び高性能化が要求されるものに広く且つ有効に利用することができる。
本発明による電子部品内蔵基板の製造方法によって製造される電子部品内蔵基板の一例の要部を示す断面図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板２００を製造する手順の一例を示す工程図である。 本発明による電子部品の実装方法の他の実施形態を実施している状態を示す工程図である。 本発明による電子部品の実装方法の他の実施形態を実施している状態を示す工程図である。 本発明による電子部品の実装方法の他の実施形態を実施している状態を示す工程図である。 半導体装置２２０の概略構造を示す斜視図である。 本発明による電子部品内蔵基板の製造方法によって製造される電子部品内蔵基板の一例の要部を示す断面図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 半導体内蔵基板１００を製造する手順の一例を示す工程図である。 実施例１の実装品における断面両端部の電子顕微鏡写真である。 実施例１の実装品における断面両端部の電子顕微鏡写真である。 比較例１の実装品における断面両端部の電子顕微鏡写真である。 比較例１の実装品における断面両端部の電子顕微鏡写真である。 実施例１の実装品における半導体ＩＣ剥離後の樹脂層の平面顕微鏡写真である。 比較例１の実装品における半導体ＩＣ剥離後の樹脂層の平面顕微鏡写真である。
符号の説明
３…加圧加温装置、４〜６…膜、３１…容器、３２…加圧機、３３…加熱機、１００…半導体内蔵基板（電子部品内蔵基板）、１１１…コア基板、１１２，１１７…銅箔、１１３…導電パターン、１１５…樹脂シート、１１６…樹脂層，熱硬化性樹脂シート、１１８ａ，１１８ｂ…開口パターン、１１９ａ，１１９ｂ…ビアホール、１２０…下地導電層、１２１…導電層、１２２…導電パターン、１２３ａ，１２３ｂ…ビアホール電極部、１２４ａ，１２４ｂ…レジスト層、２００…半導体内蔵基板（電子部品内蔵基板）、２０１，２０２…ドライフィルム、２１１〜２１４…樹脂層、２１１ａ，２１３ａ，２１３ｂ，２１４ａ…貫通孔、２１２…バンプ、２２０…半導体装置（電子部品）、２２０ａ…主面、２２０ｂ…裏面、２２０ｃ…側面、２２１…バンプ、２２１ａ…ランド電極、２２２…金属層、２３０…アライメントマーク、２３０ａ，２７１…導体層、２５０，２５０ａ…領域、２５１，２６０…下地導体層、２５２，２６３，２６４，２６５…貫通電極、２６０…下地導体層、２６１，２６２…配線パターン、２７０，２７１，２７２…導体層、２８１…支持基板、Ｇ…内部気体、Ｌ…流動体、Ｐ…排気手段、Ｓ…支持台。

Claims (10)

  1. 電子部品を絶縁層に固定して実装する方法であって、
    前記絶縁層を形成するための未硬化状態の樹脂上に前記電子部品を載置する載置工程と、
    圧力媒体を介して前記電子部品を等方的に加圧する加圧工程と、
    前記樹脂を加熱して前記絶縁層を形成する加熱工程と、
    を備える電子部品の実装方法。
  2. 前記加圧工程の少なくとも一部と前記加熱工程の少なくとも一部とを同時に実施する、
    請求項１記載の電子部品の実装方法。
  3. 前記加熱工程において少なくとも前記樹脂が軟化している間、前記加圧工程を実施する、
    請求項２記載の電子部品の実装方法。
  4. 前記加圧工程においては、前記電子部品、及び該電子部品の少なくとも周辺における前記樹脂を等方的に加圧する、
    請求項１〜３のいずれか１項記載の電子部品の実装方法。
  5. 前記加圧工程においては、前記圧力媒体として、気体又は液体を用いる、
    請求項１〜４のいずれか１項記載の電子部品の実装方法。
  6. 前記加圧工程においては、前記圧力媒体として、少なくとも前記電子部品の露呈面を覆うように且つ該露呈面に密着するように配置される膜体又は弾性体、及び、該膜体又は該弾性体に圧力を印加する加圧手段を用いる、
    請求項１〜４のいずれか１項記載の電子部品の実装方法。
  7. 絶縁層を形成するための未硬化状態の樹脂上に電子部品を載置する載置工程、及び、圧力媒体を介して前記電子部品を等方的に加圧する加圧工程、及び、前記樹脂を加熱して前記絶縁層を形成する加熱工程を実行する半導体固定工程と、
    固定された前記電子部品上に更なる絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
    前記更なる絶縁層上に、前記電子部品と電気的に接続される配線層を形成する配線層形成工程と、
    を備える電子部品内蔵基板の製造方法。
  8. 絶縁層に電子部品が固定された電子部品内蔵基板であって、
    前記電子部品の面に垂直な方向において、該電子部品の中心部と周端部とのレベル差が、該電子部品の中央部下の絶縁層厚さの１０％以下である、
    電子部品内蔵基板。
  9. 絶縁層に電子部品が固定された電子部品内蔵基板であって、
    前記絶縁層は、前記電子部品の周壁近傍における部分が非多孔質のものである、
    電子部品内蔵基板。
  10. 絶縁層に電子部品が固定された電子部品内蔵基板であって、
    前記絶縁層は、前記電子部品下の部分が非発泡性のものである、
    電子部品内蔵基板。
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