JPH09321184A - 半導体接続基板、半導体接続基板の製造方法、及びベアチップ搭載ボード - Google Patents

半導体接続基板、半導体接続基板の製造方法、及びベアチップ搭載ボード

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JPH09321184A
JPH09321184A JP9021372A JP2137297A JPH09321184A JP H09321184 A JPH09321184 A JP H09321184A JP 9021372 A JP9021372 A JP 9021372A JP 2137297 A JP2137297 A JP 2137297A JP H09321184 A JPH09321184 A JP H09321184A
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semiconductor
board
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップ等の高配線密度の半導体チップ
と低配線密度のプリント配線板とを接続できる安価な半
導体接続基板を提供する。 【解決手段】 感光性ガラス基板11には、ベアチップ
20のバンプ21〜24と同じ数の孔11a〜11dが
あけられている。感光性ガラス基板11の上面には、配
線13a〜13dが接着剤12により接着されている。
配線13a〜13dは、ベアチップ20を接続する際に
バンプ21〜24が接続されるべき位置と孔11a〜1
1dとの間を電気的に接続している。各孔11a〜11
d内部は、メッキにより設けられた導体によって埋めら
れており、さらにその先にバンプ14a〜14dが形成
されている。この半導体接続基板10の、配線13a〜
13dにはベアチップ20のバンプ21〜24を接続
し、バンプ14a〜14dにはプリント配線板30の電
極31〜34を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はベアチップ等の半導
体チップをプリント基板に搭載するための半導体接続基
板、半導体接続基板の製造方法及びベアチップ搭載ボー
ドに関し、特に高配線密度のチップを配線密度の低いプ
リント基板に搭載するための半導体接続基板、その半導
体接続基板の製造方法及び高密度実装のベアチップ搭載
ボードに関する。
【0002】
【従来の技術】シリコンウエハー上に形成された後ダイ
シングされた状態のLSIなどの半導体チップを電気的
に機能させるためには、チップの電極をプリント配線板
の配線に電気的に接続しなければならない。そこで、一
般的にはチップをリードフレームに接続するとともに封
止し、チップが封止された筐体(以下、チップパッケー
ジと呼ぶ)をプリント配線板に接続している。
【0003】このチップパッケージに要求される機能は
チップの保護、チップ−プリント配線板間の電気的接続
の確立、熱放散である。ここで電気的接続を確立するに
はチップレベルの微小配線を、プリント配線板に接続可
能な広い配線にしなければならない。つまり、電極のピ
ンのピッチを拡大し、配線密度の変換を行う必要があ
る。
【0004】ピンピッチを拡大する手段としては、ワイ
ヤーボンディングによりチップのボンディングパッドと
リードフレーム側の配線とを接続し、各配線を間隔の広
いピンに接続することによりピンピッチを拡大するとい
う技術が広く使用されている。ところが、近年はチップ
の高性能化にともなうI/O(Input/Output)の増加か
ら、ボンディングパッド及びリードフレームのピン数が
増加している。そのため、多量のボンディングパッドに
対して1つ1つワイヤーをボンディングしていたので
は、パッド数に比例してボンディング時間が長くなって
しまう。
【0005】また、チップの多ピン化に伴いピンピッチ
も狭くせざるを得ない。そのため、リードフレームを短
絡させずにプリント配線板に接続することが次第に難し
くなってきている。以上のような理由から、ワイヤーボ
ンディングに変わる方法が必要とされている。
【0006】そこで、最近ではチップ側のパッドにバン
プを設け、そのバンプによって半導体接続用基板に実装
するフリップチップ接続方式が提案されている。この方
式によれば、各バンプの配線を同時に接続できるため、
パッド数が増えることによる作業時間の増加は小さくな
る。また、ワイヤーボンディング方式にくらべ単位面積
当たりの接続端子を多くとることができ、かつボンディ
ングパッドを任意の位置に配置できるため、多ピン化に
よりピンピッチが狭くなるという問題を緩和することが
できる。さらに、単位面積当たりの接続端子を多くとれ
ることは、パッケージの小型化、高密度化にもつなが
る。
【0007】また、パッケージの形状により多ピン化に
対応する技術として、BGA(ボールグリッドアレイ)
等のように接続端子をアレイ状(格子状)に設けるもの
も実用化されつつある。接続端子をアレイ状にすること
により、限られたスペースを効率良く使用することがで
き、パッケージの小型化がさらに進められる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体チッ
プの小型化、高性能化の技術の進歩が著しいなかで、B
GAのように端子をアレイ状に並べて接続するパッケー
ジ方法が多ピン化への対応として開発されている。しか
し、機器のさらなる軽薄短小化が求められるなかで、端
子電極をアレイ状に並べるパッケージを実現するために
はこれまで以上に微細な配線をもつパッケージング基板
材料が必要となる。
【0009】また、現状高密度配線されるチップのパッ
ケージング基板材料としてはセラミックが一般的である
が、平坦性が低いことや階層配線の必要性から大型とな
り安価でなくなる等の課題がある。
【0010】一方、プリント配線板の配線を高密度化す
ることにより、高配線密度のチップをプリント配線板に
接続することも可能であるが、現実においては、1つの
プリント配線板に実装される電子部品全てが高配線密度
を有するとは考えづらい。即ち、比較的ピンピッチの広
い表面実装部品とピンピッチの狭い部品との混載が広く
行われると考えられる。例えば、比較的低い配線密度の
プリント配線板に1〜2ヶの高性能(高配線密度)チッ
プを接続したいとのニーズが生ずると考えられる。従っ
て、ピンピッチの最も狭い部品に合わせたプリント配線
板を使用することは、製造コストの面で実用的ではな
い。つまり、コストを抑えるには、プリント配線板を高
密度にすることなく、高配線密度のチップを実装できな
ければならない。
【0011】なお、高配線密度のチップが実装可能な半
導体接続基板が提供された場合には、その半導体接続基
板を利用したベアチップ搭載ボードが作れる。このベア
チップ搭載ボードは、複数のベアチップを搭載してマル
チチップモジュール(MCM)とすることができるが、
各ベアチップは電極端子の数が多いため、それらを接続
するための配線の数も多くなる。この配線を基板表面に
配置すると、配線の占有する面積が広くなってしまい、
ベアチップ搭載ボードの十分な小型化が図れなくなる虞
がある。しかも、ベアチップ搭載ボードの機能を高性能
化するには、半導体チップやその他の電子部品の間の配
線の距離が短いほどよい。すなわち、搭載されるチップ
や電子部品の配線を効率よく行う必要がある。
【0012】以上のように、ベアチップ等のパッケージ
技術として、チップの多ピン化へ対応し、かつ高配線密
度のプリント配線板へも、低配線密度のプリント配線板
へも接合可能な基板を安価に製造する方法が求められて
いるとともに、複数のベアチップを搭載したボードの配
線を効率よく行うことも求められている。
【0013】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、半導体チップ等の高配線密度の半導体チップ
と低配線密度のプリント配線板とを接続できる安価な半
導体接続基板を提供することを目的とする。
【0014】また、本発明の他の目的は、半導体チップ
をパッケージングする際に、比較的少ない材料で、かつ
短い工程でピンピッチを拡大できる半導体接続基板の製
造方法を提供することである。
【0015】また、本発明の別の目的は、極めて短い距
離でチップ間の配線が行われたベアチップ搭載ボードを
提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、半導体チップをプリント基板に接続する
ための半導体接続基板において、所定の位置に複数の孔
が設けられた、感光性ガラスからなる基板と、前記孔に
埋められた導電性物質の上に形成されたバンプと、前記
バンプが形成された面と逆の面に設けられ、前記孔の間
隔と異なる間隔で配置された複数の接続端子と前記導電
性物質とを電気的に接続する配線と、を有することを特
徴とする半導体接続基板が提供される。
【0017】このような構成の半導体接続基板は、基板
として感光性ガラスを用いているため、表面の高い平滑
性が得られ高密度配線が可能となるとともに、感光性で
あることからフォトリソグラフィにより微細な孔を高密
度に開けることができる。従って、バンプを有する半導
体チップをプリント配線板に接続する場合であれば、そ
の半導体チップを半導体接続基板上に高密度に配置され
た接続端子に接続し、半導体接続基板に広い間隔で設け
られたバンプをプリント配線板の電極に接続することが
できる。これにより、高配線密度の半導体チップの配線
と低配線密度のプリント配線板の配線とが電気的に接続
される。
【0018】また、半導体チップをプリント基板に接続
するための半導体接続基板の製造方法において、フォト
リソグラフィにより、感光性ガラス基板の所定の位置
に、前記感光性ガラス基板を貫通する複数の孔をあけ、
前記感光性ガラス基板の一方の面に導体膜を形成し、メ
ッキにより前記孔の内部を埋め、さらに前記感光性ガラ
ス基板の面上に盛り上がるまで導体を成長させることに
よりバンプを形成し、前記導体膜をフォトリソグラフィ
で現像、及びエッチングをすることにより、前記孔の間
隔と異なる間隔で配置された複数の接続端子と、前記バ
ンプを形成する導体とを電気的に接続する配線を形成す
る、ことを特徴とする半導体接続基板の製造方法が提供
される。
【0019】このような半導体接続基板の製造方法によ
り、半導体チップ等の高配線密度の半導体チップと低配
線密度のプリント配線板とを接続できる安価な半導体接
続基板が製造できる。
【0020】また、基板上に各種半導体部品が設けられ
たベアチップ搭載ボードにおいて、所定の位置に複数の
孔が設けられた、感光性ガラスからなる基板と、前記孔
に埋められた導電性物質と、前記基板の両面において、
前記導電性物質の上に接続端子を形成する配線と、所定
の電極が前記接続端子に接続されることにより、前記基
板の両面に搭載された複数のベアチップと、を有するこ
とを特徴とするベアチップ搭載ボードが提供される。
【0021】このようなベアチップ搭載ボードによれ
ば、搭載された複数のベアチップの所定の電極同士が、
基板の孔に設けられた導電性物質を介して電気的に接続
される。その結果、チップ同士の配線が3次元的に行わ
れるとともに、極めて短い距離で結線される。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の半導体接続基板を
示す図である。この半導体接続基板10は、ベアチップ
20を図中上側に接続し、図中下側にプリント配線板3
0を接続するためのものである。
【0023】半導体接続基板10は、土台となる基板と
して化学切削性を有する感光性ガラス基板11を用いて
いる。感光性ガラス基板11には、ベアチップ20のバ
ンプ21〜24と同じ数の孔11a〜11dがあけられ
ている。この孔11a〜11dは、感光性ガラス基板1
1を貫通している。各孔11a〜11dの位置は、接続
すべきプリント配線板30の電極31〜34の位置と対
応しており、十分に広い間隔をおいて設けられている。
【0024】感光性ガラス基板11の上面には、配線パ
ターンにエッチングされた配線13a〜13dが接着剤
12により接着されている。配線13a〜13dは、そ
れぞれベアチップ20のバンプ21〜24と1対1に対
応している。そして、配線13a〜13dは、ベアチッ
プ20を接続する際にバンプ21〜24が接続されるべ
き位置と孔11a〜11dとの間を電気的に接続してい
る。
【0025】各孔11a〜11d内部は、メッキにより
設けられた導体によって埋められており、さらにその先
にバンプ14a〜14dが形成されている。このような
半導体接続基板10であれば、図中の上側の面の配線1
3a〜13dには、ベアチップ20のバンプ21〜24
を接続し、図中の下側の面のバンプ14a〜14dに
は、プリント配線板30の電極31〜34を接続するこ
とができる。これにより、高密度配線のベアチップ20
のバンプ21〜24と、間隔の広いプリント配線板30
側の電極と31〜34を電気的に接続することができ
る。
【0026】次に、図1に示した半導体接続基板10の
製造方法について説明する。図2は半導体接続基板10
の製造工程を示す図である。なお、以下の説明におい
て、バンプを設ける面を「表面」とし、配線を設ける面
を「裏面」とする。 〔S1〕感光性ガラス基板11の裏面にビアホール用マ
スク41を設け、その上から感光性ガラス基板11を露
光する。
【0027】感光性ガラス基板11には、Li2 O−A
2 3 −SiO2 (Au,Ce)系化学切削性感光性
ガラスを用いる。また、感光性ガラス基板11の双方の
面は、十分な平滑性を有している。そして、露光処理に
はHg−Xeランプを使用し、そのランプによる光を2
0秒間照射する。次いで、現像処理を行う。 〔S2〕ステップS1による処理の結果、感光性ガラス
基板11にビアホール11a〜11dが形成される。こ
のビアホール11a〜11dは、感光性ガラス基板11
を貫通する孔であり、接続すべきベアチップの電極の数
と同じ数だけ設けられている。また、ビアホール11a
〜11dの位置は、プリント配線板側の電極と合致させ
るべき位置である。従って、プリント配線板の配線密度
と同程度の間隔で設けられている。 〔S3〕ビアホール11a〜11dが形成された感光性
ガラス基板11の裏面に、接着剤12を塗布し導体膜1
3を貼りつける。 〔S4〕メッキによりビアホール11a〜11d内に導
体を成長させるとともにバンプ14a〜14dを形成す
る。
【0028】メッキを行う際には、ビアホール11a〜
11dの内壁に接着剤の層を形成し、接着剤の層の上か
らメッキ処理を施すことにより、メッキされる金属の付
着性を向上させることができる。そして、この際のメッ
キ処理を感光性ガラス基板11の表面よりも突出するよ
うに、メッキを十分成長させる。これにより、導体でビ
アホール11a〜11dが閉塞されるとともに、その先
にはバンプ14a〜14dが形成される。 〔S5〕導体膜13の上にフォトレジスト42を塗布
し、配線パターン用マスク43で露光する。 〔S6〕フォトレジスト42を現像し、露光された部分
を除去する。さらに、エッチングすることにより、フォ
トレジスト42a〜42eに被覆されていない部分の導
体膜13を除去する。 〔S7〕ステップS6の現像、エッチングの処理により
導体膜13がパターニングされ、配線13a〜13eが
形成される。そして、必要に応じて配線13a〜13e
の表面をメッキし保護層(Ni/Au)を形成する。こ
れらの配線13a〜13eは、ベアチップのバンプと接
続するための電極と、プリント配線板に接続するための
バンプ14a〜14dとを1対1で接続している。
【0029】以上のようにして製造された半導体接続基
板10を用いて、ベアチップをプリント配線板に接続す
る。図3は本発明の半導体接続基板10を用いてベアチ
ップを搭載したプリント配線板の第1の例を示す図であ
る。ベアチップ20の電極用のパッドの上には、バンプ
21〜24が設けられている。バンプ21〜24は、そ
れぞれ半導体接続基板10の配線13a〜13dに接続
されている。一方、プリント配線板30の上面には、ベ
アチップの電極と電気的に接続するための電極31〜3
4が設けられており、この電極31〜34と半導体接続
基板10のバンプ14a〜14dとが接続されている。
これにより、ベアチップ20のバンプ21〜24とプリ
ント配線板30の電極31〜34とが電気的に接続され
る。
【0030】図4は本発明の半導体接続基板を用いてベ
アチップを搭載したプリント配線板の第2の例を示す図
である。これは、ベアチップの電極用のパッドにバンプ
が形成されていない場合の例である。
【0031】この例に示す半導体接続基板50におい
て、感光性ガラス基板51のビアホール51a〜51d
は、ベアチップ20aのパッドと合致すべき位置に設け
られている。そして、そのビアホール51a〜51d内
を導体物質で埋めた上にバンプが形成されている。一
方、接着剤52により貼りつけられた配線53a〜53
dは、ビアホール51a〜51dの位置とプリント配線
板30aの電極31a,32a,33a,34aに合致
すべき位置とを接続している。
【0032】そして、半導体接続基板50のバンプ54
a〜54dとベアチップ20aの電極用のパッドとが接
続され、逆側の配線53a〜53dとプリント配線板3
0aの電極31a,32a,33a,34aとが接続さ
れている。このようにして、電極用のパッドにバンプが
設けられていないベアチップ20aを、プリント配線板
30aに実装できる。
【0033】図5は本発明の半導体接続基板を用いてベ
アチップを搭載したプリント配線板の第3の例を示す図
である。これは、プリント配線板にベアチップを複数接
続し、マルチチップモジュールとする場合の例である。
【0034】この例に示す半導体接続基板60の感光性
ガラス基板61には、2つのベアチップ20b,20c
の電極数に対応したビアホール61a〜61fが設けら
れており、ビアホール61a〜61f内を埋めた導体の
先端にバンプ64a〜64fが形成されている。ビアホ
ール61a〜61fの位置はプリント配線板30bの電
極31b,32b,33b,34b,35b,36bと
合致すべき位置である。感光性ガラス基板61に接着剤
62により貼りつけられた配線63a〜63fは、ベア
チップ20b用の配線63a〜63cと、ベアチップ2
0c用の配線63d〜63fとに分かれている。ベアチ
ップ20b用の配線63a〜63cは、ベアチップ20
bのバンプ21b,22b,23bが合致すべき位置と
ビアホール61a〜61cの位置とを接続している。一
方、ベアチップ20c用の配線63d〜63fは、ベア
チップ20cのバンプ21c,22c,23cが合致す
べき位置とビアホール61d〜61fの位置とを接続し
ている。
【0035】このような半導体接続基板60の配線63
a〜63cにはベアチップ20bのバンプ21b,22
b,23bが接続され、配線63d〜63fには、ベア
チップ20cのバンプ21c,22c,23cが接続さ
れている。そして、半導体接続基板60に設けられたバ
ンプ64a〜64fは、プリント配線板30bの電極3
1b,32b,33b,34b,35b,36bに接続
されている。これにより、複数のベアチップ20b,2
0cがプリント配線板30bに搭載される。
【0036】図6は本発明の半導体接続基板を用いてベ
アチップを搭載したプリント配線板の第4の例を示す図
である。これは、バンプの無い複数のベアチップ20
d,20eをプリント配線板30cに搭載し、マルチチ
ップモジュールとする場合の例である。
【0037】この例に示す半導体接続基板70の感光性
ガラス基板71には、2つのベアチップ20d,20e
の電極数に対応したビアホール71a〜71fが設けら
れており、ビアホール71a〜71f内を埋めた導体の
先端にバンプ74a〜74fが形成されている。ビアホ
ール71a〜71fの位置はベアチップ20d,20e
の電極用のパッドの位置と合致すべき位置である。感光
性ガラス基板71に接着剤72により貼りつけられた配
線73a〜73fは、プリント配線板30cの電極31
c,32c,33c,34c,35c,36cと合致す
べき位置とビアホール71a〜71fの位置とを接続し
ている。
【0038】このような半導体接続基板70の配線73
a〜73fは、プリント配線板30cの電極31c、3
2c、33c、34c、35c、36cに接続されてい
る。また、半導体接続基板70に設けられたバンプ74
a〜74cはベアチップ20dの電極用パッドに接続さ
れ、バンプ74d〜74fはベアチップ20eの電極用
パッドに接続されている。これにより、パッドにバンプ
が設けられていない複数のベアチップ20d,20eが
プリント配線板30cに搭載される。
【0039】以上のように、本発明の半導体接続基板を
用いてベアチップをプリント配線板に接続することによ
り、次のような効果が得られる。第1の効果は、チップ
の電極数が増加しても半導体チップの接続に要する時間
が長くなることがなく、しかも半導体接続基板に使用さ
れる材料の種類が少なく、さらに感光性ガラス等の安価
な材料を使用して、半導体チップ等の高配線密度の半導
体チップと低配線密度のプリント配線板との接続が可能
になることである。
【0040】第2の効果は、半導体接続基板とベアチッ
プとを接続する場合にワイヤボンディングを行っていな
いため、ベアチップの電極用のバッドを小さくすること
ができることである。その結果、チップ面積を小さくす
ることが可能となる。
【0041】第3の効果は、パッドの配置を任意の場所
にできることである。その結果、チップの回路を設計す
る際の制約事項が緩和され、設計の自由度が増す。第4
の効果は、ベアチップの電極用のバッドを小さくし、そ
のパッドを任意の位置に配置することにより、単位面積
あたりの接続端子数を増やすことができることである。
【0042】第5の効果は、バンプ付きのチップでも、
バンプ無しのチップでも接続可能なことである。第6の
効果は、本発明の半導体接続基板の配線ピッチは、プリ
ント配線板の配線ピッチにあわせて自由に決定できるこ
とである。つまり、現状のプリント配線板の配線ピッチ
は300〜500ミクロンピッチ程度であるため、この
ようなプリント配線板に接続する際には、同様の配線ピ
ッチに配線を拡大することもできる。一方、高密度のプ
リント配線板であれば、それに合わせた微細な配線ピッ
チにすることもできる。
【0043】第7の効果は、基板の材料が有機樹脂のフ
ィルムでないため適度な強度を有しているとともに、光
の透過率が高いため光硬化性の接着剤が使用可能なこと
である。
【0044】これらの効果は、以下に説明する他の半導
体接続基板においても同様である。ところで、図2に示
した方法では、感光性ガラス基板にビアホールを設けた
後、導体膜を貼りつけているが、導体膜が形成ずみの感
光性ガラス基板を用いて半導体接続基板を製造すること
もできる。以下に、その製造方法について説明する。
【0045】図7は導体膜が形成ずみの感光性ガラス基
板を用いた場合の半導体接続基板の製造工程を示す図で
ある。 〔S11〕表面が十分な平滑性を有しており、裏面に導
体膜82が形成された感光性ガラス基板81の表面にビ
アホール用マスク44を設け、その上から感光性ガラス
基板81を露光し、次いで現像処理を行う。 〔S12〕ステップS11による処理の結果、感光性ガ
ラス基板81にビアホール81a〜81cが形成され
る。このビアホール81a〜81cは、感光性ガラス基
板81を貫通する孔であり、接続すべきベアチップの電
極の数と同じ数だけ設けられる。また、ビアホール81
a〜81cの位置は、プリント配線板側の電極と合致さ
せるべき位置である。なお、ビアホール81a〜81c
の裏面側は、導体膜82で覆われたままである。 〔S13〕メッキによりビアホール81a〜81c内に
導体を成長させるとともにバンプ83a〜83cを形成
する。 〔S14〕裏面にフォトレジスト45を塗布し、配線パ
ターン用マスク46で露光する。次いで、フォトレジス
ト45を現像し、さらにエッチングすることにより、フ
ォトレジスト45に被覆されていない部分の導体膜を除
去する。 〔S15〕ステップS14の現像、エッチングの処理に
より導体膜82がパターニングされ、配線82a〜82
cが形成される。必要に応じて配線82a〜82cの表
面をメッキし保護層(Ni/Au)を形成する。
【0046】このようにして、導体膜が形成ずみの感光
性ガラス基板から本発明の半導体接続基板を作成するこ
とができる。この方法によれば、図2に示した方法より
も工程を少なくすることができる。なお、この半導体接
続基板を用いてベアチップをプリント配線板に搭載した
際の形態は、図3〜図6に示したものと同様である。
【0047】ここまで説明してきた半導体接続基板で
は、プリント配線板と接続するための端子は一方の面上
に設けられているが、基板の端面に接続端子を設けるこ
ともできる。以下にその例を示す。
【0048】図8はプリント配線板との接続端子を基板
端面に設けた半導体接続基板の製造工程を示す図であ
る。 〔S21〕十分に薄い(1mm以下)化学切削性感光性
ガラスの感光性ガラス基板91に対し、フォトリソグラ
フィを用いて、外周部に一列のビアホールを形成する。
具体的には、感光性ガラス基板91の上面にビアホール
用マスク47を設け、その上から感光性ガラス基板91
を露光し、次いで現像処理を行う。 〔S22〕ステップS21による処理の結果、感光性ガ
ラス基板91にビアホール91a,91bが形成され
る。このビアホール91a,91bは、感光性ガラス基
板91を貫通する孔であり、接続すべきベアチップの電
極の数と同じ数だけ、外周に沿って一列に設けられてい
る。 〔S23〕ビアホール91a,91bが形成された感光
性ガラス基板91の裏面に、スパッタリングにより導体
膜92を形成する。この導体膜92は、感光性ガラス基
板91の裏面とビアホール91a,91bの内壁とに形
成される。 〔S24〕メッキにより導体膜92を成長させる。これ
により、スパッタリングで形成された導体膜92の上に
新たな導体膜93が形成され、十分な膜厚が得られる。 〔S25〕形成された導体膜92,93を、リソグラフ
ィにより現像、エッチングする。これにより、配線93
a〜93eが形成される。配線93a〜93eの表面に
はメッキを施し、保護層(Ni/Au)を形成する。 〔S26〕外周に整列して設けられているビアホール9
1a,91bに沿って、感光性ガラス基板91を切断す
る。これにより、ビアホール91a,91bが形成され
ていた部分が接続端子94a,94bとなる。
【0049】図9は接続端子を基板端面に有する半導体
接続基板を示す図である。(A)は上面図である。この
半導体接続基板90は、側面に沿って接続端子94が設
けられている。各接続端子94は、配線93によってベ
アチップ搭載領域95のベアチップ用の接続端子と1対
1で接続されている。
【0050】(B)は(A)のX−X線断面図である。
感光性ガラス基板91の側面には接続端子94c,94
dが設けられており、上面には配線93fが設けられて
いる。
【0051】図10は基板端面に設けられた接続端子の
拡大図である。接続端子94は、感光性ガラス基板91
の側面に設けられており、もとはビアホールの内壁を形
成する面であったため、表面は円柱の内面の形状となっ
ている。そして、配線93によりベアチップ用の接続端
子と電気的に接続されている。
【0052】図11は端面に接続端子を有する半導体接
続基板を用いてベアチップを搭載したプリント配線板の
第1の例を示す図である。プリント配線板30dには、
半導体接続基板90が配置された位置の周囲に接続端子
31d,32dが設けられている。
【0053】半導体接続基板90の上面にはベアチップ
20fが接続されている。一方、感光性ガラス基板91
の端面に設けられた接続端子94e,94fは、はんだ
のような導電性接着材料48a,48bによりプリント
配線板30d側の接続端子31d,32dに接続されて
いる。また、接続端子94e,94fは、感光性ガラス
基板91の上面に設けられた配線93g,93jによ
り、ベアチップ20fのバンプ21f,24fとそれぞ
れ接続されている。なお、ベアチップ20fのバンプ2
2f,23fは配線93h,93iに接続されており、
この配線93h,93iは、感光性ガラス基板91の端
面の図示されていない接続端子を介して、プリント配線
板30d側の図示されていない接続端子に接続されてい
る。
【0054】図12は端面に接続端子を有する半導体接
続基板を用いてベアチップを搭載したプリント配線板の
第2の例を示す図である。これは、半導体接続基板に複
数のベアチップを搭載した場合の例である。プリント配
線板30eは、半導体接続基板101が配置された位置
の周囲に接続端子31e,32eが設けられている。
【0055】半導体接続基板100の上面には2つのベ
アチップ20g,20hが接続されている。感光性ガラ
ス基板101の端面に設けられた接続端子104a,1
04bは、はんだのような導電性接着材料48c,48
dによりプリント配線板30e側の接続端子31e,3
2eに接続されている。また、接続端子104a,10
4bは、感光性ガラス基板101の上面に設けられた配
線103a,103fにより、各ベアチップ20g,2
0hのバンプ21g,23hに接続されている。なお、
ベアチップ20g,21hのバンプ22g,23g,2
1h,22hは配線103b〜103eに接続されてお
り、この配線103b〜103eは、感光性ガラス基板
101の端面の図示されていない接続端子を介して、プ
リント配線板30e側の図示されていない接続端子に接
続されている。
【0056】このようにして、接続端子を基板端面に設
けた半導体接続基板を用いて、ベアチップをプリント配
線板に搭載することができる。接続端子を基板端面に設
けると、半導体接続基板を小型化することができるとと
もに、はんだの様な従来から確立された技術を用いて容
易にプリント配線板上に実装することができる。
【0057】ここで、接続端子を基板端面に設けた半導
体接続基板をプリント配線板に実装する場合には、接続
端子の位置とプリント配線板側の端子の位置とを正確に
一致させる(アライメントする)必要がある。そこで、
基板の材料に透明な感光性ガラスを使用することによ
り、アライメントを行い易くすることができる。
【0058】図13は透明な感光性ガラスを用いた半導
体接続基板とプリント配線板とを接続する際の位置確認
方向を示す図である。半導体接続基板200は、透明な
感光性ガラスが用いられており、上面にベアチップ20
nが接続されている。この半導体接続基板200をプリ
ント配線板300に搭載する際には、半導体接続基板2
00の上方(図中、矢印で示す方向)から半導体接続基
板200の位置を視認する。
【0059】図14はアライメント時に視認される光景
を示す図である。(A)は半導体接続基板200を目的
の位置に接近させる前の状態を示す図である。半導体接
続基板200の端面には接続端子211〜214が設け
られており、各接続端子211〜214は配線221〜
224によってベアチップの端子と電気的に接続されて
いる。プリント配線板側には、ベアチップと接続するた
めの配線301〜304が設けられている。そして、こ
の例では、接続端子211〜214をそれぞれ配線30
1〜304に接続するものとする。
【0060】(B)は半導体接続基板200を目的の位
置に接近させた状態を示す図である。半導体接続基板2
00は透明な感光性ガラス基板で作られているため、配
線221〜224が設けられている領域以外は、下のプ
リント配線板を透かし見ることができる。従って、プリ
ント配線板上に形成された配線301〜304も十分視
認することができ、容易にアライメントすることができ
る。
【0061】一方、さらに正確なアライメントを必要と
する場合や、コンピュータを用いた画像解析によってア
ライメントを行う場合には、位置合わせのマーク(以
下、アライメントマークと呼ぶ)を用意しておくことが
便利である。
【0062】図15はアライメントマークを設けた場合
のアライメント状況を示す図である。(A)は半導体接
続基板400を目的の位置に接近させる前の状態を示す
図である。半導体接続基板400の端面には接続端子4
11〜414が設けられており、各接続端子411〜4
14は配線421〜424によってベアチップの端子と
電気的に接続されている。さらに、半導体接続基板40
0の角には、位置合わせ用の十字型のマーク401が設
けられている。プリント配線板側には、ベアチップと接
続するための配線511〜514が設けられている。さ
らに、プリント配線板側にも位置合わせ用の正方形を4
つ並べた形のマーク501が設けられている。そして、
この例では、接続端子411〜414をそれぞれ配線5
11〜514に接続するものとする。
【0063】(B)は半導体接続基板400を目的の位
置に接近させた状態を示す図である。アライメントをす
る際には、半導体接続基板400側のマーク401の十
字の形状が、プリント配線板側のマーク501の正方形
の間に一致するように調整する。半導体接続基板400
が透明であるため、プリント配線板上に半導体接続基板
400を重ねた状態でも双方のマークを401,501
を視認するこができる。従って、半導体接続基板400
を正確な位置に配置できる。
【0064】ところで、最近の多くのチップパッケージ
では、ピングリッド形態が取られている。そこで、プリ
ント配線板と接続するための半導体接続基板側の接続端
子をピングリッド形態にする場合について次に説明す
る。
【0065】図16はプリント配線板との接続端子をピ
ングリッド形態にする半導体接続基板の製造工程を示す
図である。 〔S31〕十分に薄い(1mm以下)化学切削性感光性
ガラスの感光性ガラス基板111に対し、フォトリソグ
ラフィを用いて、外周部に一列のビアホールを形成す
る。具体的には、感光性ガラス基板111の上面にビア
ホール用マスク49を設け、その上から感光性ガラス基
板111を露光する。次いで、現像処理を行う。 〔S32〕ステップS31による処理の結果、感光性ガ
ラス基板111にビアホール111a,111bが形成
される。このビアホール111a,111bは、感光性
ガラス基板111を貫通する孔であり、接続すべきベア
チップの電極の数と同じ数だけ、外周に沿って一列に設
けられている。 〔S33〕ビアホール111a,111bが形成された
感光性ガラス基板111の裏面(図中上面)に、スパッ
タリングにより導体膜112を形成する。この導体膜1
12は、感光性ガラス基板111の裏面とビアホール1
11a,111bの内壁とに形成される。 〔S34〕メッキにより導体膜112を成長させる。こ
れにより、スパッタリングで形成された導体膜112の
上に新たな導体膜113が形成され、十分な膜厚が得ら
れる。 〔S35〕形成された導体膜112,113を、リソグ
ラフィにより現像、エッチングする。これにより、配線
113a〜113eが形成される。この配線113a〜
113eは、ベアチップの電極に接続すべき接続端子と
外周部のビアホール内壁の導体膜とを1対1に接続して
いる。従って、各ビアホール111a,111bに導電
性のピンを貫通させることにより、プリント配線板との
接続端子を有する半導体接続基板を得ることができる。
ここで、この半導体接続基板にベアチップを接続しピン
を貫通させる形態としては、導電性のピンを貫通させる
方向や、ベアチップの接続方向によって複数の形態が考
えられる。
【0066】図17はピン突出側と反対側にベアチップ
を接続する場合の例を示す図である。 〔S41〕半導体接続基板110の配線113a〜11
3eが形成された面と逆の面に、絶縁性接着材料115
を用いて、基板補強材114を接着する。この基板補強
材114には、ビアホール111a,111bと重なる
位置に孔114a,114bをあけ、ビアホール111
a,111bの位置で貫通する孔を確保する。 〔S42〕ビアホール111a,111bに対して、半
導体接続基板110の配線113a〜113eが設けら
れた面から配線用ピン116,117を挿入する。 〔S43〕配線113a〜113eが設けられた面にベ
アチップ20iを接続すし、そのベアチップ20iと配
線用ピン116,117とを絶縁性接着剤118で固定
する。これにより、ピングリッド形態の接続端子を有す
るチップパッケージとなる。
【0067】また、図17のステップS43の工程にお
いて、ベアチップ20i上部に蓋を設けてもよい。図1
8は蓋によりベアチップを封止した場合の例を示す図で
ある。この例は、図17のステップS41、ステップS
42の工程の後に、ベアチップ20iを接続し、その上
に蓋119を被せ、絶縁性接着剤118aで固定してい
る。
【0068】次に、上記の例とは逆の方向から配線用ピ
ンを挿入する場合について説明する。図19はピン突出
側と同じ面にベアチップを接続する場合の例を示す図で
ある。 〔S51〕半導体接続基板110の配線113a〜11
3eが形成された面と逆の面に、絶縁性接着剤122を
用いて、基板補強材121を接着する。この基板補強材
121には、ビアホール111a,111bと重なる位
置に孔121a,121bをあけ、ビアホール111
a,111bの位置で貫通する孔を確保する。 〔S52〕ビアホール111a,111bに対して、基
板補強材121が設けられた方向から配線用ピン12
3,124を挿入する。 〔S53〕基板補強材121の上に、ピンを押さえるた
めの蓋126を絶縁性接着剤125によって接着する。 〔S54〕配線113a〜113eが設けられた面にベ
アチップ20jを接続する。これにより、配線用ピンの
突起方向と同じ方向にベアチップが装着される。
【0069】このように、配線用ピンは半導体接続用基
板のどちらの面から挿入してもよい。そこで、2つの半
導体接続用基板を重ね合わせることにより、双方の面に
ベアチップを接続し、マルチチップ構成とすることも可
能である。
【0070】図20は半導体接続用基板を重ね合わせて
マルチチップ構成とした場合の例を示す図である。この
例では、2つの半導体接続用基板130,140が使用
されている。これらの半導体接続基板130,140
は、それぞれ感光性ガラス131,141の上に導体膜
132,142が成膜され、その上にさらに導体膜13
3,143が形成されている。これらの導体膜はリソグ
ラフィによって現像、エッチングされることにより、配
線を形成している。
【0071】2つの半導体接続用基板130,140
は、双方の配線が設けられた面の逆側の面同士が、絶縁
基板151を挟んで接着されている。それぞれの配線に
は、ベアチップ20k,20mが接続されている。
【0072】そして、半導体接続用基板130の方向か
ら配線用ピン152,153が挿入されている。この配
線用ピン152,153とベアチップ20kとの周囲
は、絶縁性接着剤154で固められている。同様にベア
チップ20lの周囲も絶縁性接着剤155で固められて
いる。
【0073】このように、2枚の半導体接続用基板を貼
り合わせることにより、マルチチップ構成のチップパッ
ケージのサイズを小さくすることができる。なお、図2
0の例では、配線用ピン152,153が設けられた位
置でのみ両面の配線が接続されているが、それ以外の位
置にも配線用の孔を設ければ、両面のチップの電極同士
を最短距離で接続することができる。そのような構成に
すれば、各種チップが非常に高密度に実装されたベアチ
ップ搭載ボードが得られる。このベアチップ搭載ボード
の例を、以下に示す。
【0074】図21は、高密度実装のベアチップ搭載ボ
ードを示す図である。(A)は上面図であり、(B)は
(A)のY−Y断面図である。このベアチップ搭載ボー
ド160では、感光性ガラス基板161の両面に、リソ
グラフィにより配線162a,162bが形成されてい
る。また、感光性ガラス基板161には、両面の配線1
62a,162bを電気的に接続するための多数の孔
(ビアホール)161aがあけられている。この孔16
1aは、主に両面の電極端子の位置を直線的に結ぶ位置
に設けられている。孔161aの内部は、導電性物質で
埋められている。この導電性物質と両面の配線162
a,162bとが接続されることにより、両面の配線配
線162a,162bが互いに電気的に接続される。
【0075】そして、感光性ガラス基板161の両面
に、CPUチップ163、メモリチップ164等のベア
チップと、チップコンデンサ165等の電子部品とが搭
載されている。CPUチップ163や一部のメモリチッ
プ164a,164bは表面に搭載されており、他のメ
モリチップ164c〜164fとチップコンデンサ16
5a〜165dは裏面に搭載されている。これらのベア
チップと電子部品との所定の電極は、感光性ガラス基板
161の孔の上の電極端子に接続されている。
【0076】これにより、表面に搭載されたチップの電
極と裏面に搭載されたチップの電極とを最短距離で接続
することができる。感光性ガラス基板161の厚さは、
0.7〜1.0mm程度であるため、配線の長さも同程
度である。しかも、チップ間配線が1つの平面上に限ら
れるという制限枠を取り去り、平面方向の配線と垂直方
向の配線とを組み合わせることができる。そのため、ベ
アチップ搭載ボードの小型化をさらに進めることができ
るとともに、配線抵抗が少なくなり高周波の動作クロッ
クにも対応することができる。
【0077】また、図のように両面実装をすることによ
り、ベアチップの電源用の端子とグランド用の端子との
間に設けるべきコンデンサを、そのチップの裏側に接続
することができる。そのため、配線パターンを設計する
際に、コンデンサを搭載すべき場所を容易に確保でき
る。このコンデンサは、半導体チップに入出力される信
号の波形を整える働きをしているため、必要なコンデン
サを確実に搭載していれば、マルチチップモジュール全
体としての動作の安定性が向上する。しかも、コンデン
サ自身は非常に小型であるため、コンデンサを多数搭載
してもベアチップ搭載ボードが大型化することはない。
【0078】なお、図21のようなベアチップ搭載ボー
ドは、それ単体で1つのコンピュータシステムを構成で
きるが、このベアチップ搭載ボードをプリント配線板に
実装する必要がある場合には、図20に示したような配
線用のピンを設けておけばよい。
【0079】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体接続
基板は、高い表面平滑性を有し、且つ安価な感光性ガラ
スを基板の材料としているため、半導体チップ等の高配
線密度の半導体チップと低配線密度のプリント配線板と
を接続するための半導体接続基板を安価にすることがで
きる。
【0080】さらにリードフレーム等の空間配線がない
ためノイズが軽減される等電気的にも優れており、チッ
プ接続に要する時間がそれほど長くならないため電極数
の多いチップをプリント配線板に搭載する際の作業時間
を短縮できる。
【0081】また、本発明の半導体接続基板の製造方法
では、感光性ガラスを基板として半導体接続基板を製造
するため安価な材料で製造できるとともに、チップの電
極数増加に対しても極端に製造コストをアップせずに半
導体接続基板を製造することが可能である。
【0082】また、本発明のベアチップ搭載ボードで
は、感光性ガラスからなる基板の両面にベアチップを搭
載し、基板に設けられた孔を介して配線を行うようにし
たため、複数のベアチップ同士の配線が3次元的に行わ
れるとともに、基板の両面に搭載されたチップ同士が極
めて短い距離で結線される。従って、ベアチップ搭載ボ
ードの小型化が図れると同時に、配線抵抗の低下により
高周波の動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の半導体接続基板を示す図であ
る。
【図2】半導体接続基板の製造工程を示す図である。
【図3】本発明の半導体接続基板を用いてベアチップを
搭載したプリント配線板の第1の例を示す図である。
【図4】本発明の半導体接続基板を用いてベアチップを
搭載したプリント配線板の第2の例を示す図である。
【図5】本発明の半導体接続基板を用いてベアチップを
搭載したプリント配線板の第3の例を示す図である。
【図6】本発明の半導体接続基板を用いてベアチップを
搭載したプリント配線板の第4の例を示す図である。
【図7】導体膜が形成ずみの感光性ガラス基板を用いた
場合の半導体接続基板の製造工程を示す図である。
【図8】プリント配線板との接続端子を基板端面に設け
た半導体接続基板の製造工程を示す図である。
【図9】接続端子を基板端面に有する半導体接続基板の
具体例を示す図である。(A)は上面図であり、(B)
は(A)のX−X線断面図である。
【図10】基板端面に設けられた接続端子の拡大図であ
る。
【図11】端面に接続端子を有する半導体接続基板を用
いてベアチップを搭載したプリント配線板の第1の例を
示す図である。
【図12】端面に接続端子を有する半導体接続基板を用
いてベアチップを搭載したプリント配線板の第2の例を
示す図である。
【図13】透明な感光性ガラスを用いた半導体接続基板
とプリント配線板とを接続する際の位置確認方向を示す
図である。
【図14】アライメント時に視認される光景を示す図で
ある。(A)は半導体接続基板を目的の位置に接近させ
る前の状態を示す図であり、(B)は半導体接続基板を
目的の位置に接近させた状態を示す図である。
【図15】アライメントマークを設けた場合のアライメ
ント状況を示す図である。(A)は半導体接続基板を目
的の位置に接近させる前の状態を示す図であり、(B)
は半導体接続基板を目的の位置に接近させた状態を示す
図である。
【図16】プリント配線板との接続端子をピングリッド
形態にする半導体接続基板の製造工程を示す図である。
【図17】ピン突出側と反対側にベアチップを接続する
場合の例を示す図である。
【図18】蓋によりベアチップを封止した場合の例を示
す図である。
【図19】ピン突出側と同じ面にベアチップを接続する
場合の例を示す図である。
【図20】半導体接続用基板を重ね合わせてマルチチッ
プ構成とした場合の例を示す図である。
【図21】高密度実装を可能にしたベアチップ搭載ボー
ドを示す図である。(A)は上面図であり、(B)は
(A)のY−Y断面図である。
【符号の説明】
10 半導体接続基板 11 感光性ガラス基板 12 接着剤 13a〜13d 配線 14a〜14d バンプ 20 ベアチップ 21〜24 バンプ 30 プリント配線板 31〜34 電極

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップをプリント基板に接続する
    ための半導体接続基板において、 所定の位置に複数の孔が設けられた、感光性ガラスから
    なる基板と、 前記孔に埋められた導電性物質の上に形成されたバンプ
    と、 前記バンプが形成された面と逆の面に設けられ、前記孔
    の間隔と異なる間隔で配置された複数の接続端子と前記
    導電性物質とを電気的に接続する配線と、 を有することを特徴とする半導体接続基板。
  2. 【請求項2】 半導体チップをプリント基板に接続する
    ための半導体接続基板において、 感光性ガラスからなる基板と、 前記基板の端面に設けられた複数の端面接続端子と、 前記基板の一方の面の前記半導体チップの電極に応じた
    位置に配置された複数の高密度端子と前記端面接続端子
    とを電気的に接続する配線と、 を有することを特徴とする半導体接続基板。
  3. 【請求項3】 半導体チップをプリント基板に接続する
    ための半導体接続基板において、 前記プリント基板の配線密度に応じた間隔で複数の孔が
    設けられた、感光性ガラスからなる基板と、 前記基板の一方の面の前記半導体チップの電極に応じた
    位置に配置された複数の高密度端子と前記孔の内壁とを
    電気的に接続する配線と、 を有することを特徴とする半導体接続基板。
  4. 【請求項4】 複数の半導体チップを基板に接続するた
    めの半導体接続基板の製造方法において、 フォトリソグラフィにより、感光性ガラス基板の所定の
    位置に前記感光性ガラス基板を貫通する複数の孔をあ
    け、 前記感光性ガラス基板の一方の面に導体膜を形成し、 メッキにより、前記孔の内部を埋め、さらに前記感光性
    ガラス基板の面上に盛り上がるまで導体を成長させるこ
    とによりバンプを形成し、 前記導体膜をフォトリソグラフィで現像、及びエッチン
    グをすることにより、前記孔の間隔と異なる間隔で配置
    された複数の接続端子と、前記バンプを形成する導体と
    を電気的に接続する配線を形成する、 ことを特徴とする半導体接続基板の製造方法。
  5. 【請求項5】 半導体チップをプリント基板に接続する
    ための半導体接続基板の製造方法において、 フォトリソグラフィにより、感光性ガラス基板の所定の
    位置に、前記感光性ガラス基板を貫通する複数の孔をあ
    け、 スパッタリングにより、前記感光性ガラス基板の一方の
    配線面と前記孔の内壁とに導体膜を形成し、 メッキにより前記導体膜を成長させ、 前記導体膜をフォトリソグラフィで現像、及びエッチン
    グをすることにより、前記半導体チップの配線密度に応
    じた間隔で前記感光性ガラス基板の一方の面上に配置さ
    れた複数の高密度端子と、前記孔の内壁とを電気的に接
    続する配線を形成する、 ことを特徴とする半導体接続基板の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記孔をあける際には、前記感光性ガラ
    ス基板の外周に一列となる位置に前記孔をあけ、 前記配線を形成した後に、前記孔の位置に沿って前記感
    光性ガラス基板を切断する、 ことを特徴とする請求項5記載の半導体接続基板の製造
    方法。
  7. 【請求項7】 前記孔をあける際には、電極用として挿
    入すべきピンの径に合わせた大きさの前記孔をあけるこ
    とを特徴とする請求項5記載の半導体接続基板の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 基板上に各種半導体部品が設けられたベ
    アチップ搭載ボードにおいて、 所定の位置に複数の孔が設けられた、感光性ガラスから
    なる基板と、 前記孔に埋められた導電性物質と、 前記基板の両面において、前記導電性物質の上に接続端
    子を形成する配線と、 所定の電極が前記接続端子に接続されることにより、前
    記基板の両面に搭載された複数のベアチップと、 を有することを特徴とするベアチップ搭載ボード。
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