JP5511155B2 - インターポーザ基板とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主に半導体装置のインターポーザに用いられる基板の構造とその製造方法に関する。

近年、半導体チップの微細化が進展している。これに伴い、コスト面から比較的実装密度の低いマザーボードと半導体チップとの接続ピッチ差を埋めるインターポーザ基板に半導体装置を一次実装してＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）とし、このＣＳＰをマザーボードに二次実装するという実装形態が増えている。

インターポーザ基板としては、ビルドアップ基板が主として用いられてきた。昨今の技術の進展により、ビルドアップ基板における配線のライン・スペースのピッチは、１０ミクロン程度まで微細となっているが、基板厚み方向を接続するビアのピッチはせいぜい１００ミクロンであるため、インターポーザ基板の微細化への大きな障壁となっている。

そこで、特許文献１に例示されるように、ビルドアップ基板の概念から離れた新しいインターポーザ基板が考案され始めている。

特許文献１では、ワイヤを用いたインターポーザ基板が紹介されている。その発明の概要を、図９を参照して説明する。インターポーザ基板２００は両面配線板１００と絶縁樹脂層１４１とを備える。両面配線板１００では、ランド１２１と半田バンプ用端子１２２とがビアホール１３１にて電気的に接続されている。絶縁樹脂層１４１は、両面配線板１００上に形成されている。絶縁樹脂層１４１内のランド１２１から絶縁樹脂層１４１表面に向かって導通リード１５１ａが張られている。この導通リード１５１ａの終端に接続端子１５１ｂが形成されている。

以上の構成を備えたインターポーザ基板２００の作製方法としては、例えば、次の方法がある。すなわち、絶縁基板１１１の両面にランド１２１及び半田バンプ用端子１２２が形成された両面配線板１００を用意する。この両面配線板１００のランド１２１からワイヤ１５１ａを所定角度で張り巡らした状態で、絶縁樹脂層１４１を形成する。絶縁樹脂層１４１を形成した後、絶縁樹脂層１４１表面上のワイヤ１５１ａを切断し、さらに表面研磨を行う。これにより、絶縁樹脂層１４１内に導通リード１５１ａ及び絶縁樹脂層１４１表面に接続端子１５１ｂが形成されたインターポーザ基板（半導体パッケージ用基板）２００が得られる。
特開２００３−１５２１３３

しかしながら、上記従来例では、両面基板が用いられているため、ランド間隔はせいぜい３００ミクロン程度であって、現在要望されている微細化に十分に応えられていない。また、微細化以外にインターポーザ基板に要望されている放熱対策、ノイズ対策に関しては、何ら対策を講じていない。

本発明のインターポーザ基板の製造方法は、上記課題を解決するため、
ブロックの主面上の一対の任意点同士を、当該任意点どうしの離間距離より長い金属ワイヤで連結する第１の工程と、
前記主面に、前記金属ワイヤを覆って液状の樹脂を塗布したうえで塗布した前記樹脂を硬化させて樹脂硬化物を形成する第２の工程と、
前記樹脂硬化物の上面部位を前記金属ワイヤの中途部とともに取り除く第３の工程と、
前記樹脂硬化物から前記ブロックを取り除く第４の工程と、
を含み、
前記第１の工程の前工程として、少なくともその表面が金属からなる突起を前記ブロックの前記主面に形成する第５の工程をさらに含み、
前記第１の工程では、前記一対の任意点の一方を前記主面に設定し、他方を前記突起の上面に設定し、
前記第３の工程では、前記樹脂硬化物の上面部位を前記突起が露出するまで削除し、
前記第４の工程では、前記突起を除いた前記ブロックを前記樹脂硬化物から取り除く。

本発明の方法により製造されるインターポーザ基板では、樹脂硬化物の厚み方向を貫通して金属ワイヤが配置されることになるので、金属ワイヤの一端を、半導体装置と接続するための接続電極として、他端を、マザーボードと接続するためのランド電極としてそれぞれ利用することができる。金属ワイヤの径は１２〜２５ミクロン程度と極微径であるので、本発明により製造されるインターポーザ基板は、従来のインターポーザ基板に比して、格段に微細ピッチ化されたものとなる。また、前記突起を、半導体装置で生じた熱の放熱パスとして利用できて半導体装置の温度を低減させることができる。さらには、この突起をグランドとして用いれば、安定した基準電極が得られて電気的特性が安定する。さらにまた、この突起を電源として用いれば、安定した電位が得られる。

本発明には、
前記第１の工程の前工程として、少なくともその表面が金属からなり段差を有する突起を前記主面に形成する第５の工程をさらに含み、
前記第１の工程では、前記一対の任意点の一方を、前記突起の最上面に設定し、他方を、前記突起の段差上面または前記主面に設定し、
前記第３の工程では、前記樹脂硬化物の上面部位を前記突起が露出するまで削除し、
前記第４の工程では、前記突起を除いた前記ブロックを前記樹脂硬化物から取り除く、
という態様がある。

そうすれば、半導体装置のグランド端子もしくは電源端子を突起に集中させることができて、ピン数を削減することができる。

本発明には、
前記第５の工程では、一対の前記突起を互いに可及的に近接させて前記主面に形成し、
前記第１の工程では、前記一対の任意点同士を、前記金属ワイヤで連結するとともに、前記一対の突起の間に誘電体を充填する、
という態様がある。

そうすれば、一方の突起をグランドに、他方の突起を電源として利用することができる。さらには、この両突起ブロックの間に誘電体を充填することで、バイパスコンデンサ（デカップリングコンデンサともいう）を構成することが可能となる。その結果、ノイズを低減させることができる。なお、両突起物間にチップ型電子部品（例えば、チップコンデンサ）を実装してもよく、そうしても同様の効果が得られる。

本発明には、
前記第４の工程の後工程として、前記樹脂硬化物の表面に、前記金属ワイヤに接続された電極を形成する第６の工程をさらに含む、
という態様がある。これにより、電極を整形整列することができて実装性が向上する。また金属ワイヤとして金、アルミを用いた場合、はんだ食われが発生する場合があるが、無電解メッキによりバリアメタル（Ｃｒ、Ｎｉ等）を電極として形成すれば、はんだ喰われを解消させることができる。

本発明は、次の効果が得られる。
・１２〜２５ミクロン程度の微細ピッチのインターポーザ基板が得られる。
・最短距離で半導体装置用の接続電極とマザーボード用のランド電極とを接続できる。
・グランド電位が安定したインターポーザ基板が得られる。
・放熱特性に優れたインターポーザ基板が得られる。
・誘電体を内蔵することが容易で、内蔵すればノイズ特性に優れたインターポーザ基板が得られる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。まず、ブロックの一例である厚みの薄い金属板１１を準備する。この金属板１１はアルミニウム板（Ａｌ）を例に説明するが、他の金属でも構わないし、絶縁物の周りに金属をコーティングした板でも構わない。またコーティングは絶縁物の一部だけでも良い。

この金属板１１の主面１１ａの任意の２点を、汎用のワイヤボンディング装置を用いて、任意の２点どうしの離間距離より長く弓なり形状等の形状を有する金属ワイヤ１２で連結する。この金属ワイヤ１２としてはＡｕワイヤ、Ａｌワイヤ、Ｃｕワイヤ等が挙げられるが、本例では径が１２ミクロンのＡｕワイヤを用いている。金属ワイヤ１２の一端はボールボンドと呼ばれる形状１２ａを有しており、他端はステッチボンドと呼ばれる形状１２ｂを有している。金属ワイヤ１２は、これらの形状１２ａ、１２ｂを介して金属板１１に連結される（図１（ａ）参照）。

次に、ディスペンサ（図示せず）を用いて、金属ワイヤ１２が浸るまで金属板１１の主面１１ａに液状の樹脂（図示せず）を塗布する。液状の樹脂としては主成分がエポキシ樹脂で、内部にシリカ粉末、カーンブラック等々が分散されたものを用いる。ここではグロブトップ用の樹脂を塗布した場合を例として記載しているが、塗布方法、塗布する樹脂の物性については何でも良い。

塗布した液状の樹脂は、例えば１５０℃１時間程度の加熱処理を行うことで硬化させて樹脂硬化物１３とする。ここでは加熱処理により樹脂を硬化させる例を説明したが、光、また光照射処理と加熱処理とを併用して樹脂を硬化させてもよい（図１（ｂ）参照）。

次に樹脂硬化物１３の上面部位を研磨する。すなわち、適当な粒系サイズのＳｉＣサンドペーパー（図示せず）を準備し、樹脂硬化物１３の上面１３ａが金属板１１と平行になるように樹脂硬化物１３の上面部位を研磨により取り除く。その際、弓なり形状等の形状を有する金属ワイヤ１２の中途部１２ｃは、樹脂硬化物１３の上面部位とともに取り除かれる（図１（ｃ）参照）。

金属ワイヤ１２の中途部１２ｃが取り除かれることで、研磨後の樹脂硬化物１３には、金属ワイヤ１２の両端にあった第１、第２のワイヤ部１２ｄ、１２ｅが残存する。第１のワイヤ部１２ｄの一端（金属板１１側の端部）には、ボールボンド形状１２ａが位置する。第２のワイヤ部１２ｅの一端（金属板１１側の端部）には、ステッチボンド形状１２ｂが位置する。第１のワイヤ部１２ｄの他端は、樹脂硬化物１３の研磨面１３ａ’に露出する。同様に、第２のワイヤ部１２ｅの他端は、樹脂硬化物１３の研磨面１３ａ’に露出する。以下、樹脂硬化物１３の研磨面１３ａ’を、樹脂硬化物１３の一方の主面１３ａ’と呼ぶ。

なお、研磨以外の処理としては、切断処理がある。この場合には、例えばダイヤモンドカッターを用いて、樹脂硬化物１３の研磨面１３ａ’が金属板１１と平行になるように樹脂硬化物１３を金属ワイヤ１２の中途部１２ｃとともに切断する。

さらに金属板１１を樹脂硬化物１３から取り外す。これにより、樹脂硬化物１３の他方の主面１３ｂにある第１、第２のワイヤ部１２ｄ、１２ｅの他端（ここには、ボールボンド形状１２ａと、ステッチボンド形状１２ｂとが設けられている）が樹脂硬化物１３から露出する。

なお、その際、金属ワイヤ１２がボンディングされている箇所以外において、金属板１１を剥離しやすくするために、金属板１１には予めシリコーングリースを塗布しておく。金属板１１の取り外しは、２０ミクロン程度の厚みの金属プレートを、金属板１１と樹脂硬化物１３との界面に挿入することで実行される。また、研磨処理や切断処理等により金属板１１を取り外してもよい（図１（ｄ）参照）。

最後に電極１４、１５を整形整列する。その方法の一例を説明する。すなわち、樹脂硬化物１３の両主面１３ａ’、１３ｂに薄く無電解メッキによりＣｕプレーティングを形成したうえで、電解メッキによりＣｕプレーティングを厚くすることで電極層（図示省略）を形成する。さらに形成した電極層において不要な部分をエッチングにより取り除くことで金属プレート電極１４、１５を形成する。この工程により、金属ワイヤ１２だけでは電極の形状が不揃いであったり、十分整列していなかったりする問題を解決することができる。なお、精度の高い電極の整形整列が不要な場合では、本工程は実施しなくてもよい。このようにして得られたインターポーザ基板を図１（ｅ）に示す。ここで金属プレート電極１４は半導体装置実装用の接続電極となり、金属プレート電極１５はマザーボード実装用のランド電極となる。

図２（ａ）、（ｂ）に、インターポーザ基板の上面および下面から見た電極配置図を示す。これらの図において、図中基板右辺の上端の金属プレート電極に符号１４ａ（もしくは１５ａ）を割り振ったうえで、１４ｔ（もしくは１５ｔ）まで各金属プレート電極に順次時計回りに符号を割り振っている。今回金属ワイヤ１２を張ったルートの一つは、１５ａ−１４ａ−１４ｋ−１５ｋを通るルートである。以下、その他の残余のルートを列記する。残余のルートは、
・１５ｂ−１４ｂ−１４ｌ−１５ｌ、
・１５ｃ−１４ｃ−１４ｍ−１５ｍ、
・１５ｄ−１４ｄ−１４ｎ−１５ｎ、
・１５ｅ−１４ｅ−１４ｏ−１５ｏ、
・１５ｆ−１４ｆ−１４ｐ−１５ｐ、
・１５ｇ−１４ｇ−１４ｑ−１５ｑ、
・１５ｈ−１４ｈ−１４ｒ−１５ｒ、
・１５ｉ−１４ｉ−１４ｓ−１５ｓ、
・１５ｊ−１４ｊ−１４ｔ−１５ｔ、
である。

尚、本実施形態では、金属ワイヤ１２としてＡｕを用いている。そのため、半導体装置もしくはマザーボードとはんだで接続する際は、はんだ食われが発生する。この問題を解決するために、Ｎｉ、Ｃｒ等のバリアメタルを無電解メッキで電極上に形成するのが好ましい。

このようにして得られたインターポーザ基板は、ピッチが２０ミクロン程度と従来よりも格段に微細なインターポーザ基板が得られる。このインターポーザ基板を用いると電子機器の小型化に大きく貢献することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。以下の説明では、実施の形態１で既に言及している内容は再度説明しない。

まず、ブロックの一例である金属板２１を準備する。金属板２１には、予め、その厚み方向に突出して充填体となる突起２４を形成しておく。この金属板２１は、例えばアルミニウム板（Ａｌ）からなる。この金属板２１の主面２１ａの任意の点と突起２４の上面２４ａの任意の点とを、汎用のワイヤボンディング装置を用いて、任意の２点どうしの離間距離より長く弓なり形状等の形状を有する金属ワイヤ２２で連結する。ここで突起付き金属板２１は別々の金属ブロックを貼り合わせて形成してもいいし、あらかじめ突起２４が形成された金属板２１を形成しても良い。また、金属ワイヤ２２は先に主面２１ａにボールボンディングにより接着させたうえで、後に突起２４の上面２４ａにステッチボンディングにより接着させるのが好ましい。それは次の理由による。すなわち、ボールボンディングにより金属ワイヤ２２を主面２１ａに接着すれば、接着部分でワイヤ径が大きくなってピッチの広いマザーボード用のランドとしてそのまま利用することができる（図３（ａ）参照）。

これにより、金属ワイヤ２２の一端はボールボンドと呼ばれる形状２２ａが形成され、他端はステッチボンドと呼ばれる形状１２ｂが形成され、これらの形状１２ａ、１２ｂを介して金属板２１と突起２４とにそれぞれ連結される。

次に、金属ワイヤ２２が浸るまで、ディスペンサを用いて、液状の樹脂を金属板２１の主面２１ａに塗布する。塗布した液状の樹脂は、例えば１５０℃１時間の加熱処理で硬化させて樹脂硬化物２３とする（図３（ｂ）参照）。

樹脂硬化後、樹脂硬化物２３の上面部位を研磨する。すなわち、適当な粒系サイズのＳｉＣサンドペーパー（図示せず）を準備し、樹脂硬化物２３の上面２３ａが金属板２１と平行になるように樹脂硬化物２３の上面部位を研磨により取り除く。樹脂硬化物２３の取り除きは、突起２４の上面２４ａが露出するまで実施する。その際、弓なり形状等の形状を有する金属ワイヤ２２の一端部２２ｃも、樹脂硬化物２３の上面部位とともに取り除かれる（図１（ｃ）参照）。

金属ワイヤ２２の一端部２２ｃが取り除かれることで、研磨後の樹脂硬化物２３には、金属ワイヤ２２の他端にあったワイヤ部２２ｄが残存する。ワイヤ部２２ｄの一端（金属板２１側の端部）には、ボールボンド形状２２ａが位置する。ワイヤ部２２ｄの他端２２ｂは、樹脂硬化物２３の研磨面２３ａ’に露出する。以下、樹脂硬化物２３の研磨面２３ａ’を、樹脂硬化物２３の一方の主面２３ａ’と呼ぶ。

引き続いて、実施の形態１と同様の方法によって、金属板２１（突起２４を除く）を、樹脂硬化物２３から取り外す。これにより、樹脂硬化物２３の他方の主面２３ｂにあるワイヤ部２２ｄの一端（ここには、ボールボンド形状２２ａが設けられている）が樹脂硬化物２３から露出し、さらには、突起２４の下面２４ｂが樹脂硬化物２３から露出する。以上の処理を実施することで、インターポーザ基板が得られる（図３（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）参照）。

本実施の形態では、樹脂硬化物２３には、その厚み方向を貫通して突起２４が設けられ、さらには突起２４の上下面２４ａ、２４ｂが樹脂硬化物２３から露出する。そのため、突起２４を放熱パスに利用することができる。これにより放熱性の高いインターポーザ基板を得ることができる。また突起２４を放熱用としてだけでなく、例えばグランドとして利用すれば、基準電位の安定した高電気安定性を有する半導体パッケージを得ることができる。また突起２４を電源として利用することも可能である。そうすれば、グランドとして用いた場合と同様の効果をもたらすことができる。ただしグランドもしくは電源として利用するには、突起２４の上面２４ａ（この面に半導体装置が搭載される）を半導体装置の電源ピンあるいはグランドピンに接続する必要がある。尚、この後、必要に応じて、接続電極およびランド電極の整形整列処理が行われる。この処理は、例えば、無電解メッキ処理、電解メッキ処理、エッチング等により行われる。

本実施の形態では、突起２４の形状を変えることで、任意の位置にマザーボード実装用のランド電極を形成することが可能となる。これを、図４（ａ）〜（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）に示す構成では、金属板２１の主面２１ａに３つの突起２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃが設けられる。そして、金属板２１の上面２１ａから突起２４Ｃの上面２１Ｃａに亘って第１の金属ワイヤ２２Ｃが設けられており、上面２１ａから突起２４Ｂの上面２１Ｂａに亘って第２の金属ワイヤ２２Ｂが設けられている。第１、第２の金属ワイヤ２２Ａ、２２Ｂは主面２１ａにボールボンディングにより接着され、突起２４Ｃ、２４Ｂの上面２４Ｃａ、２４ａにステッチボンディングにより接着される。なお、図中、金属ワイヤ２２Ｃと金属ワイヤ２２Ｂとは交わっているように見えるが、図面奥行き方向で離間している。

ここで、主面２１ａに設けられる第１、第２の金属ワイヤ２２Ｂ、２２Ｃのボールボンディング形状２５は、後の工程を経ることでランド電極として機能するものであるが、ボールボンディング形状２５の形成ピッチは、ランド電極の配置ピッチに応じて、任意に設定される。

以上の処理を行ったうえで、金属板２１の上面２１ａに液状の樹脂を塗布して硬化させたのち、それにより得られる樹脂硬化物２３を研磨して、金属板２１（突起２２Ａ−２２Ｃを除く）を除去する処理を実施する。これらの処理により、図４（ｂ）に示すボールボンディング形状（ランド電極）２５を有するインターポーザ基板が得られる。このインターポーザ基板のランド電極２５の配置ピッチはボールボンディング形状の形成ピッチに応じてファンインにもファンアウトにも設定できる。

なお、金属ワイヤ２２のループ形状を各種調整することによっても、任意の位置にランド電極を形成することができる。これを図５（ａ）〜（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）では、突起２４を有する金属板２１の主面２１ａと突起２４の上面２４ａとに亘って、互いに異なるループ形状（長さが異なる形状）を有する金属ワイヤ２２Ｄ、２２Ｅを配置する。金属ワイヤ２２Ｄは、長尺であって大きく屈折された形状を有する。金属ワイヤ２２Ｅは、短尺であって緩く屈折された形状を有する。なお、図中、金属ワイヤ２２Ｄと金属ワイヤ２２Ｅとは交わっているように見えるが、図面奥行き方向で離間している。

以上の形状を有する金属ワイヤ２２Ｄ、２２Ｅを配置したうえで、金属ワイヤ２２Ｄ、２２Ｅを覆って液状の樹脂を金属板２１に塗布して硬化させたのち、それにより得られる樹脂硬化物２３の上面部位を研磨し、さらに樹脂硬化物２３から金属板２１（突起２４を除く）を除去する処理を施すことにより、図５（ｂ）に示すインターポーザ基板が得られる。このように、ランド電極２５は半導体装置実装用の接続電極の外部であれば、任意の箇所に形成することができる。図４および図５を参照して説明した方法を採用すれば、インターポーザ基板の任意の箇所にマザーボード実装用ランド電極を配置することができる。

以上のようにして得られるインターポーザ基板は、実施の形態１で述べた効果に加えて、以下の効果を有する。
・樹脂硬化物２３に埋設させる突起（充填体）２４を、熱伝導率が高い金属（Ａｌ等）から構成することができるため、半導体装置で発せられた熱をマザーボードに、効率良く移動させることができる。
・突起（充填体）２４をグランドとして用いれば、基準電位が安定し、高い電気的安定性を得ることができる。

なお、突起（充填体）２４は、全ての金属から構成していたが、少なくともその表面を金属から構成すれば同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図６（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。なお、実施の形態１、２にて既に言及している内容で重複している点は再度記載しない。

まず、ブロックの一例である金属板３１を準備する。金属板３１の主面３１ａには、予め段差３４ａを有する突起３４を、板厚方向に形成しておく。突起３４は、段差３４ａを設けることで、最上面３４ｂと段差上面３４ｃとを有する。金属板３１は、例えば、アルミニウム板（Ａｌ）からなる。この金属板３１の突起３４の最上面３４ｂと段差上面３４ｃとを、また最上面３４ｂと金属板３１の主面３１ａの任意点とを、汎用のワイヤボンディング装置を用いて、弓なり形状等の形状を有する金属ワイヤ３２で連結する（図６（ａ）参照）。

なお、図中、金属ワイヤ３２と金属ワイヤ３２とは交わっているように見えるが、図面奥行き方向で離間している。

次に、金属ワイヤ３２が浸るまで、ディスペンサを用いて、液状の樹脂を金属板３１の主面３１ｂに塗布する。塗布した液状の樹脂は、例えば１５０℃１時間の加熱処理で硬化させて樹脂硬化物３３とする（図６（ｂ）参照）。

硬化後、樹脂硬化物３３の上面部位を研磨する。すなわち、樹脂硬化物３３の上面３３ａが金属板３１の主面３１ｃと平行となるように樹脂硬化物３３の上面部位を研磨により取り除く（図６（ｃ）参照）。

このとき、突起３４の最上面３４ａが現れるまで樹脂硬化物３３を研磨する。さらにはその際、金属ワイヤ３２の一端部３２ｃも、樹脂硬化物３３の上面部位とともに取り除く。金属ワイヤ３２の一端部３２ｃが取り除かれることで、研磨後の樹脂硬化物３３には、金属ワイヤ３２の他端にあったワイヤ部３２ｄが残存する。ワイヤ部３２ｄの一端（金属板３１側の端部）には、ボールボンド形状３２ａが位置する。ワイヤ部３２ｄの他端３２ｂは、樹脂硬化物３３の研磨面（一方の主面）３３ａ’に露出する。ボールボンド形状３２ａは、マザーボード実装用のランド電極となり、ワイヤ部３２ｄの他端３２ｂは、半導体装置実装用の接続電極となる。さらには、複数あるボールボンド形状３２ａの中で、樹脂硬化物３３の他方の主面３３ｂに露出しているボールボンド形状３２ａは、マザーボードとの間で信号の授受を行うランド電極となる。また、複数あるボールボンド形状３２ａの中には段差上面３４ｃに当接して突起３４に接続されるものもあるが、ボールボンド形状３２ａが接続されることで突起３４は、半導体装置の電源もしくはグランド用のランド電極となることが可能となる。突起３４にボールボンド形状３２ａを配置するうえで、突起３４に段差３４ａを設けることは重要となる。本実施の形態では、段差３４ａを設けることで、汎用のワイヤボンディング装置を用いて突起３４にボールボンド形状３２ａを形成することが可能となっている。

引き続いて、実施の形態１、２と同様の方法によって、金属板３１（突起３４以外）を、樹脂硬化物３３から取り除くことで、インターポーザ基板が得られる（図６（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）参照）。

以上のようにして得られるインターポーザ基板は、実施の形態１、２で述べた効果に加えて、以下の効果を有する。
・電源もしくはグランドをインターポーザ基板内にある突起３４に集中させることができるため、半導体装置をパッケージング化する際に、ピン数の削減をすることができる。これにより、設計の難易度が大きく下がり、設計期間を短縮化することができる。

（実施の形態４）
上述した実施の形態３を応用したものが本実施の形態である。本実施の形態によればコンデンサ内蔵インターポーザ基板を作製できる。以下、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明するが、実施の形態１〜３にて既に言及している内容で重複している点は再度記載しない。

図７（ａ）に示すように、まずブロックの一例である金属板４１を準備する。金属板４１には、予め段差４３ａを有する突起４４Ａ、４４Ｂを、板厚方向に形成しておく。これら第１、第２の突起４４Ａ、４４Ｂは、段差４３ａのある側面と、その側面に対向して段差４４ａのない側面とを有する。第１、第２の突起４４Ａ、４４Ｂは、段差４４ａのない側面どうしを向かい合わせて互いに離間させるものの、可及的に互いに近接配置させる。

次に、
・第１の突起４４Ａの最上面４４ｂの任意の点と金属板４１の主面４１ａの任意の点とを、金属ワイヤ４２Ａで連結し、
・第１の突起４４Ａの最上面４４ｂの任意の点と第１の突起４４Ａの段差上面４４ｃとを金属ワイヤ４２Ｂで連結し、
・第２の突起４４Ｂの最上面４４ｂの任意の点と第２の突起４４Ｂの段差上面４４ｃとを金属ワイヤ４２Ｃで連結する（図６（ａ）参照）。

これらの連結処理には、汎用のワイヤボンディング装置が用いられる。なお、図中、金属ワイヤ４２Ａと金属ワイヤ４２Ｂとは交わっているように見えるが、図面奥行き方向で離間している。

第１の突起４４Ａは、後述の処理を経ることで金属ワイヤ４２Ｂを介して半導体装置の電源ピンに接続されるものであり、第２の突起４４Ｂは、後述の処理を経ることで金属ワイヤ４２Ｃを介して半導体装置のグランドピンに接続されるものである。

次に、第１の突起４４Ａと第２の突起４４Ｂとの間の間隙に、誘電体ペーストを塗布し、１５０℃１時間程度の加熱処理で硬化させ、誘電体層４６を形成する。誘電体ペーストとしては、例えばエポキシ樹脂内にチタン酸バリウム粒子が分散されたものを用いる（図７（ｂ）参照）。

次に、金属ワイヤ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを覆って液状の樹脂を金属板４１に塗布して硬化させたのち、その樹脂硬化物４３を研磨する処理と、金属板４１（突起４４を除く）を除去する処理とを施す。これらの処理は、実施の形態１、２と同様であるのでその説明は省略する。

以上の処理を行うことにより、図７（ｃ）に示すインターポーザ基板が得られる。コンデンサは、第１の突起４４Ａと誘電体層４６と第２の突起４４Ｂとにより構成される。ここでコンデンサの容量を増大させるためには、誘電体層４６が介装された第１、第２の突起４４Ａ、４４Ｂの側面は、表面積を増大させておくのが好ましい。表面積を増大させるためには、研磨等により表面を荒らす処理や、またアルミ電解コンデンサ等に利用されている陽極酸化処理が例として挙げられる。陽極酸化処理では、金属板４１を給電層にして交流電流を印加しながら、塩酸を主体とする電解液中で電解エッチングすることで第１、第２の突起４４Ａ、４４Ｂの側面を粗化する。その後、中性の電解液中で金属板４１（給電層）に電圧を加え、第１、第２の突起４４Ａ、４４Ｂの側面を陽極酸化させる。この陽極酸化処理により、第１、第２の突起４４Ａ、４４Ｂの側面はさらに粗面化し、さらにはその表面には酸化膜が形成される。印加する電圧は、例えば、３０〜１００ｖ程度であり、形成される酸化膜の膜厚は、例えば、２０〜１２０ｎｍ程度である。

なお、誘電体層４６を設けることに換えて、図８に示すように、第１の突起４４Ａと第２の突起４４Ｂとが有する対向側面４４ｄ、４ｄそれぞれに、係止段部４４ｅ、４４ｅを形成したうえで、これら係止段部４４ｅ、４４ｅにチップコンデンサ４７を載置する。ここで係止段部４４ｅ、４４ｅの深さ寸法は、チップコンデンサ４７の高さ寸法より大きくしており、これによりチップコンデンサ４７は、係止段部４４ｅ、４４ｅから上方にはみ出すことなくその内部に収納される。チップコンデンサ４７は係止段部４４ｅ、４４ｅの底部において、第１の突起４４Ａと第２の突起４４Ｂとに接続される。

次に、金属ワイヤ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃならびにチップコンデンサ４７を覆って液状の樹脂を金属板（図示省略）に塗布して硬化させたのち、その樹脂硬化物４３を研磨する処理と、金属板（突起４４Ａ、４４Ｂを除く）を除去する処理とを施す。

これにより、チップコンデンサ４７をバイパスコンデンサとして用いることができる。ここで、チップコンデンサ４７を第１の突起４４Ａと第２の突起４４Ｂとに実装する接続材料としては、はんだであってもよいし、Ａｇ等の金属が分散されている導電性ペーストであっても良い。ただしはんだを用いる場合は、金属板４１にレジスト膜をあらかじめ形成しておく必要がある。

このようにして得られたインターポーザ基板は、前述の効果に加え、高い電磁ノイズ除去効果を発揮する。

本発明のインターポーザ基板を用いれば、従来のインターポーザ基板よりも大幅な微細ピッチ化が可能となる。また併せて、放熱性、電気特性に優れたインターポーザ基板も提供できる。

本発明の実施の形態１におけるインターポーザ基板の製造プロセスをそれぞれ示す断面図 実施の形態１の製造プロセスで製造されたインターポーザ基板の平面図と底面図 本発明の実施の形態２におけるインターポーザ基板の製造プロセスをそれぞれ示す断面図 実施の形態２の変形例（その１）におけるインターポーザ基板の製造プロセスをそれぞれ示す断面図 実施の形態２の変形例（その２）におけるインターポーザ基板の製造プロセスをそれぞれ示す断面図 本発明の実施の形態３におけるインターポーザ基板の製造プロセスをそれぞれ示す断面図 本発明の実施の形態４におけるインターポーザ基板の製造プロセスをそれぞれ示す断面図 実施の形態４の変形例によって製造されたインターポーザ基板を示す断面図 従来の製造プロセス

符号の説明

１１、２１、３１、４１ 金属板
１２、２２、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ 金属ワイヤ
２２Ｅ、３２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ 金属ワイヤ
１２ａ、２２ａ ボールボンド形状
１２ｂ、２２ｂ ステッチボンド形状
１３、２３、３３、４３ 樹脂硬化物
１４、１４ａ〜１４ｔ 接続電極
１５、１５ａ〜１５ｔ ランド電極
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、３４、４４Ａ、４４Ｂ、 突起
１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ 金属板の主面
２４ａ、２４Ｂａ、２４Ｃａ、３４ｂ、４４ｂ 突起上面
３４ａ、４４ａ 段差
３４ｃ、４４ｃ 段差上面
４６ 誘電体層
４７ チップコンデンサ

Claims (11)

1. ブロックの主面上の一対の任意点同士を、当該任意点どうしの離間距離より長い金属ワイヤで連結する第１の工程と、
   前記主面に、前記金属ワイヤを覆って液状の樹脂を塗布したうえで塗布した前記樹脂を硬化させて樹脂硬化物を形成する第２の工程と、
   前記樹脂硬化物の上面部位を前記金属ワイヤの中途部とともに取り除く第３の工程と、
   前記樹脂硬化物から前記ブロックを取り除く第４の工程と、
   を含み、
   前記第１の工程の前工程として、少なくともその表面が金属からなる突起を前記ブロックの前記主面に形成する第５の工程をさらに含み、
   前記第１の工程では、前記一対の任意点の一方を前記主面に設定し、他方を前記突起の上面に設定し、
   前記第３の工程では、前記樹脂硬化物の上面部位を前記突起が露出するまで削除し、
   前記第４の工程では、前記突起を除いた前記ブロックを前記樹脂硬化物から取り除く、
   ことを特徴とするインターポーザ基板の製造方法。
2. 前記第１の工程の前工程として、少なくともその表面が金属からなり段差を有する突起を前記主面に形成する第５の工程をさらに含み、
   前記第１の工程では、前記一対の任意点の一方を、前記突起の最上面に設定し、他方を、前記突起の段差上面または前記主面に設定し、
   前記第３の工程では、前記樹脂硬化物の上面部位を前記突起が露出するまで削除し、
   前記第４の工程では、前記突起を除いた前記ブロックを前記樹脂硬化物から取り除く、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインターポーザ基板の製造方法。
3. 前記第５の工程では、一対の前記突起を互いに可及的に近接させて前記主面に形成し、
   前記第１の工程では、前記一対の任意点同士を、前記金属ワイヤで連結するとともに、前記一対の突起の間に誘電体を充填する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインターポーザ基板の製造方法。
4. 前記第５の工程では、一対の前記突起を前記主面に形成し、
   前記第１の工程では、前記一対の任意点どうしを前記金属ワイヤで連結するとともに、前記一対の突起の間にチップ型電子部品を搭載して前記突起それぞれに接続する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインターポーザ基板の製造方法。
5. 前記第１の工程では、前記主面にある前記任意点の一方に前記金属ワイヤの一端を連結したうえで、前記突起の上面にある前記任意点の他方に前記金属ワイヤの他端を連結する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインターポーザ基板の製造方法。
6. 前記第４の工程の後工程として、前記樹脂硬化物の表面に、前記金属ワイヤに接続された電極を形成する第６の工程をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインターポーザ基板の製造方法。
7. 板状の樹脂硬化物と、
   前記樹脂硬化物にその厚みを貫通して配置された金属ワイヤと、
   を備え、
   前記樹脂硬化物の一方面に露出する前記金属ワイヤの一端を、半導体装置を実装するための接続電極とし、前記樹脂硬化物の他方面に露出する前記金属ワイヤの他端を、マザーボードと接続するためのランド電極とし、
   前記樹脂硬化物にはその厚みを貫通して充填体が設けられており、
   前記充填体は、少なくともその表面が金属からなり、
   前記充填体は、前記樹脂硬化物の前記一方面で露出するその表面側に段差を有しており、
   前記金属ワイヤは複数本設けられ、これら金属ワイヤの少なくとも１つでは、その他端が前記段差に連結されて前記充填体が前記ランド電極となる、
   ことを特徴とするインターポーザ基板。
8. 互いに近接して配置された一対の前記充填体を備え、
   前記一対の充填体の間に誘電体が充填されている、
   ことを特徴とする請求項７に記載のインターポーザ基板。
9. 一対の前記充填体を備え、
   前記一対の充填体の間にチップ型電子部品が実装されている、
   ことを特徴とする請求項７に記載のインターポーザ基板。
10. 前記ランド電極は、ボールボンド形状を有する、
    ことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のインターポーザ基板。
11. 前記樹脂硬化物の一方面と他方面とのうちの少なくとも一方には、前記金属ワイヤの一端または他端に当接して接続される金属プレート電極が設けられており、当該金属プレート電極によって前記接続電極または前記ランド電極が構成される、
    ことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載のインターポーザ基板。

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