专利名称：加工精度良好的半导体模块及其制造方法和半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有电路元件的半导体模块及半导体装置。
背景技术：
在手机、PDA、DVC、DSC等便携式电子设备的高功能化的加速发展中，为使这样的产品能够被市场接受，必须实现其小型轻量化，这样就要求有高集成的系统LSI。另一方面，对于这些电子设备还要求操作更加容易便利，对于用于设备中的LSI要求高功能化、高性能化。因此，伴随着LSI芯片的高集成化，其I/O数增大，而封装自身的小型化的要求也提高，为兼顾二者，适合半导体部件的高密度基板安装的半导体封装的开发正被强烈要求中。在该要求下，被称为CSP(Chip Size Package芯片尺寸封装)的封装技术正进行着各种开发。
这样的封装例如众所周知的BGA(Ball Grid Array球栅阵列封装)。BGA是指在封装用基板之上安装半导体芯片，对其进行树脂模制，然后在反面以区域状形成焊球作为外部端子。在BGA中，由于安装区域以面形成，所以比较容易实现封装的小型化。另外，由于在电路基板侧也没有必要对应窄间距，也不需要高精度的安装技术，所以使用BGA即使当封装成本在程度上或大或小地偏高时也可以减低整个的安装成本。
图1是表示一般的BGA结构的示意图。BGA 100在玻璃环氧基板106上通过粘接层108搭载LSI芯片102的。LSI芯片102利用密封树脂110被模制。LSI芯片102和玻璃环氧基板106由金属线104电连接。在玻璃环氧基板106的背面阵列状排列有焊球112。通过该焊球112将BGA 100安装在印刷配线基板上。
在这样的封装中，半导体芯片的密封例如使用传递模、注射模、浇注或浸渍等(例如专利文献1)。
专利文献1特开平8-162486号公报专利文献2特开2002-110717号公报但是，上述现有的CSP，难以在便携式电子设备等中实现目前所希望的小型化、薄型化及轻量化。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种将半导体模块小型化、薄型化的技术。
本发明的半导体模块包括埋入所述绝缘树脂膜的多个电路元件和设于所述绝缘树脂膜上的抗焊剂层，所述多个电路元件固定在所述绝缘树脂膜上，所述抗焊剂层包括卡尔多型聚合物(カルド型ポリマ一)。在此，作为固定方式理想的是压接，其中更加理想的是热压接。电子元件包括半导体元件、无源元件等。
根据本发明，抗焊剂层由于含有卡尔多型聚合物，故能够提高抗焊剂层的分辨率及吸湿特性等各种特性。另外，能够将抗蚀剂层薄膜化。
另外，本发明的半导体模块将构成所述电路元件的局部或全部的大于或等于一个的部件中的任一部件的上部的面和所述电路元件之间的绝缘膜的上部的面形成同一平面，也可以将所述大于或等于一个的部件中的任一部件的下部的面和所述电路元件之间的绝缘膜的下部的面形成同一平面。
将任一部件的上部的面和电路元件间的绝缘膜的上部的面形成同一平面是指，由该部件的上部的面和元件间绝缘膜的上部的面实质形成同一平坦面。
另外，将任一部件的下部的面和电路元件间的绝缘膜的下部的面形成同一平面是指，由该部件的下部的面和元件间绝缘膜的下部的面实质形成同一平坦面。
本发明的半导体模块的制造方法包括如下工序在将电路元件固定的状态下，配置绝缘树脂膜及导电性膜的层积体，将所述电路元件埋入所述绝缘树脂膜内；利用压接将所述电路元件固定在所述绝缘树脂膜内；在埋入所述电路元件的绝缘树脂膜的上层形成抗焊剂层，所述抗焊剂层包括卡尔多型聚合物。
以上说明了本发明的结构，作为本发明的方式，可将上述结构任意地组合。另外，作为本发明的方式，将本发明的表现变换成其他范畴也是有效的。
图1是表示一般的BGA的示意结构；图2(a)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图2(b)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图2(c)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图2(d)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图2(e)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图3(f)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图3(g)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图3(h)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图3(i)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图3(j)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；图3(k)是表示本发明实施例的半导体模块的制造工序的剖面图；具体实施方式
图2(a)至图2(e)表示本发明实施例的半导体模块的制造工序。
首先，如图2(a)所示，在基材140上固定多个半导体元件142和无源元件144等电路元件。在此，基材140具有粘接性，能够形成可将半导体元件142及无源元件144固定于表面的带式基材。另外，基材140能够利用将半导体元件142及无源元件144埋入绝缘树脂膜122之后可从绝缘树脂膜122剥离的材料构成。另外，基材140能够使用可伸缩的材料。这样的材料能够使用例如PET薄膜。
半导体元件142例如是晶体管、二极管、IC芯片等。无源元件144例如是片状电容器、片状电阻等。
如图2(a)所示，使用可伸缩的材料作为基材140时，在基材140上固定多个半导体元件142及无源元件144之后，使基材140沿图中146所示的拉伸方向伸长。然后，在基材140伸长的状态下，将带铜箔的树脂膜等带导电性膜的绝缘树脂膜(以下称为“第一绝缘树脂膜122a”)配置在基材140上，通过真空压力将半导体元件142及无源元件144按入第一绝缘树脂膜122a内。然后，如图2(b)所示，沿标号148所示的应力松弛方向去除使基材140伸长的力，缩小芯片间的间隙。
由此，将半导体元件142及无源元件144埋入第一绝缘树脂膜122a内，并将半导体元件142及无源元件144压接并粘接在第一绝缘树脂膜122a内。在本实施例中，使用可伸缩的材料作为基材140时，在使固定有半导体元件142及无源元件144的基材140伸长的状态下，将半导体元件142及无源元件144按入第一绝缘树脂膜122a内，故在向第一绝缘树脂膜122a内压入半导体元件142及无源元件144时，元件间的间隔扩大，容易在元件之间压入第一绝缘树脂膜122a。因此，能够使半导体元件142及无源元件144与第一绝缘树脂膜122a的密合性良好。
导电性膜123例如是压延铜箔等的压延金属。作为第一绝缘膜122a，只要是利用加热而软化的材料，任何材料都能够使用，例如，可采用环氧树脂、BT树脂等蜜胺衍生物、液晶聚合物、PPE树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂、酚醛树脂、聚酰胺双马来酰亚胺等。通过采用这种材料，可以提高半导体模块的刚性，可以提高半导体模块的稳定性。作为第一绝缘树脂膜122a，通过采用环氧树脂、或BT树脂、PPE树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂、酚醛树脂、聚酰胺双马来酰亚胺等热固化树脂，可进一步提高半导体模块的刚性。
作为环氧树脂，可以举出双酚A型树脂、双酚F型树脂、双酚S型树脂、苯酚漆用树脂、甲酚漆型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、脂环式环氧树脂等。
作为蜜胺衍生物，可以举出蜜胺、蜜胺三聚氰酸酯、羟甲基化蜜胺、(异)三聚氰酸、蜜白胺、蜜勒胺、蜜弄、琥珀酰胍胺、硫酸蜜胺、硫酸乙酰鸟类胺、硫酸蜜白胺、硫酸脒基蜜胺、蜜胺树脂、BT树脂、三聚氰酸、异三聚氰酸、异三聚氰酸衍生物、蜜胺异三聚氰酸酯、苯并鸟类胺、乙酰鸟类胺等蜜胺衍生物、胍类化合物等。
作为液晶聚合物，可以举出芳香族液晶聚合物、聚酰亚胺、聚酯酰胺以及含有这些化合物的树脂组合物。其中，优选耐热性、加工性及吸湿性平衡优异的液晶聚酯或含液晶聚酯的组合物。
作为液晶聚酯，例如，可以举出(1)芳香族二羧酸和芳香族二醇和芳香族羟基羧酸反应得到的液晶聚酯；(2)不同的芳香族羟基羧酸组合进行反应得到的液晶聚酯；(3)芳香族二羧酸和芳香族二醇反应得到的液晶聚酯；(4)聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯与芳香族羟基羧酸反应得到的液晶聚酯等。还有，也可以用这些的酯衍生物代替这些芳香族二羧酸、芳香族二醇及芳香族羟基羧酸。还有，这些芳香族二羧酸、芳香族二醇及芳香族羟基羧酸，其芳香族部分可用卤原子、烷基、芳基取代后使用、作为液晶聚酯重复结构单元，可以举出来自这些芳香族二羧酸的重复结构单元(下式(1))、来自这些芳香族二醇的重复结构单元(下式(2))、来自这些芳香族羟基羧酸的重复结构单元(下式(3))(1)-CO-A1-CO-(式中，A1表示含芳香环的2价结合基)(2)-O-A2-O-(式中，A2表示含芳香环的2价结合基)(3)-CO-A3-O-(式中，A3表示含芳香环的2价结合基)另外，在第一绝缘树脂膜122a上可以含有填料或纤维等填充材料。作为填料，可使用例如粒子状或纤维状的SiO2和SiN。通过在第一绝缘树脂膜122a上含有填料或纤维，将第一绝缘树脂膜122a加热并将半导体元件142及无源元件144热压接后，在第一绝缘树脂膜122a例如冷却至室温时，能够降低第一绝缘树脂膜122a的弯曲。由此，能够提高半导体元件142及无源元件144与第一绝缘树脂膜122a的密合性。另外，由于在第一绝缘树脂膜122a含有纤维时，能够提高第一绝缘树脂膜122a的流动性，故能够提高第一绝缘树脂膜122a和半导体元件142及无源元件144的密合性。从这样的观点出发，作为构成第一绝缘树脂膜122a的材料，理想的是使用芳香族聚酰胺无纺织物。由此，可使加工性优良。
作为芳族聚酰胺，可以采用对芳族聚酰胺纤维或间芳族聚酰胺纤维。作为对芳族聚酰胺纤维，例如可以采用聚(对-亚苯基酞酰胺)(PPD-T)，作为间芳族聚酰胺，例如可以采用聚(间-亚苯基异酞酰胺)(MPD-1)。
构成第一绝缘树脂膜122a的材料中填充材料的含有量可根据材料而适当设定，例如设为小于或等于50重量％。由此，能够良好地确保第一绝缘树脂膜122a和半导体元件142及无源元件144的粘接性。
作为带导电性膜的绝缘树脂膜，可使用在薄膜状的第一绝缘树脂膜122a上粘附导电性膜123的材料。另外，带导电性膜的绝缘树脂膜可通过在导电性膜123上通过涂敷、干燥形成构成第一绝缘树脂膜122a的树脂组成物。在本实施例中，树脂组成物在不违反本发明目的范围内，可具有固化剂、固化促进剂及其他成份。带导电性膜的绝缘树脂膜在将第一绝缘树脂膜122a进行B阶段化(指的是一次固化、半固化或临时固化的状态)的状态下配置在基材140上。
这样，能够提高第一绝缘树脂膜122a和半导体元件142及无源元件144的密合性。之后，根据构成第一绝缘树脂膜122a的树脂种类加热第一绝缘树脂膜122a，在真空下或减压下将带导电性膜的绝缘树脂膜与半导体元件142及无源元件144压接。另外，在其他例中，在将薄膜状的第一绝缘树脂膜以进行了B阶段化后的状态配置在基材140上，进而在其之上配置导电性膜123将第一绝缘树脂膜122与半导体元件142及无源元件144热压接时，通过将导电性膜123热压接在第一绝缘树脂膜122a上也能够形成带绝缘性膜的绝缘树脂膜。
进行利用激光对值扫描法(トレパニングアライメントtrepanningalignment打孔对准)或湿式铜蚀刻配线形成导电性膜123的配线构图工序。然后如图2(c)所示，组合二氧化碳气体激光、YAG激光、干式蚀刻在第一绝缘树脂膜122a上形成通孔(贯通孔)，进行通孔形成工序。
然后，如图2(d)所示，进行如下镀敷工序利用对应高长宽比的无电解镀铜、电解镀铜形成导电性膜120，并且用导电性材料填埋贯通孔，形成通路12l。之后，进行利用半添加镀敷对导电性膜120进行构图形成高密度配线，将多个半导体元件142及无源元件144间电连接的配线形成工序。
接着，如图2(e)所示，进而进行形成带导向性膜123的第二绝缘树脂膜122b的第二绝缘树脂膜形成工序。
构成第二绝缘树脂膜122b的材料可从第一绝缘树脂膜122a中所说明的例如环氧树脂、BT树脂等蜜胺衍生物、液晶聚合物、PPE树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂、酚醛树脂、聚酰胺双马来酰亚胺等中适当选择使用设在第二绝缘膜122b上部的导电性膜123例如可以为压延铜箔等的压延金属。
在此，例如，第一绝缘树脂膜122a能够利用比构成第二绝缘树脂膜122b的材料容易软化的材料形成。由此，在热压接时，由于第一绝缘树脂膜122a比第二绝缘树脂膜122b容易变形，故在将半导体元件142及无源元件144顺利地压入第一绝缘树脂膜122a内的同时，能够保持第二绝缘树脂膜122b的刚性，并能够防止绝缘树脂膜122(以下，将“第一绝缘树脂膜122a”和“第二绝缘树脂膜122b”简单统称为“绝缘树脂膜122”)整体变形。
另外，例如，第一绝缘树脂膜122a能够由玻璃化转变温度比构成第二绝缘树脂膜122b的材料低的材料构成。在其他例中，第一绝缘树脂膜122a能够由与半导体元件142和无源元件144的密合性比构成第二绝缘树脂膜122b的材料高的材料构成。这样也能够得到与上述相同的效果。
第一绝缘树脂膜122a及第二绝缘树脂膜122b可以含有填料或纤维等填充材料。此时，第一绝缘树脂膜122a的填充材料的含有量可以比第二绝缘树脂膜122b的填充材料的含有量少。另外，也可以形成仅在第二绝缘树脂膜122b中含有填充材料而在第一绝缘树脂膜122a上不含有填充材料的结构。这样，提高第一绝缘树脂膜122a的柔软性而容易将半导体元件142及无源元件144埋入，同时能够利用第二绝缘树脂膜122b降低绝缘树脂膜122的弯曲。
如上所述，通过由对应各自目的理想材料构成第一绝缘树脂膜122a及第二绝缘树脂膜122b，能够良好地向绝缘树脂膜122埋入半导体元件142及无源元件144，同时，能够提高半导体模块的刚性，提供成型性。
图3(f)至图3(k)是表示本发明实施例的电路装置的制造工序后半部分的剖面图。
首先，如图3(f)所示，第二绝缘树脂膜122b及其上部的导电性膜123与上述同样，反复进行配线构图工序、通孔形成工序、镀敷工序、配线形成工序，进行双层配线形成工序。
另外，如后所述，在层积于第二绝缘树脂膜122b之上的层积膜160上未预先设置配线125和导电性膜124时，不需要在第二树脂绝缘膜122b的表面形成其他配线。
然后，如图3(g)所示，进行功能层形成第一工序在第二绝缘树脂膜122b的上部层积构成凹部190的层积膜160。该层积膜160由于具有由预先激光加工或压力加工等凹陷的凹部或冲切的贯通部，在利用压接等粘接在第二绝缘树脂膜122b的上部时，构成凹部190。该凹部190可以是具有底面而仅在层积膜160的上方开口的凹陷状的凹部，也可以是由在层积膜160的两面开口的沟道状的贯通部和第二绝缘树脂膜122b的上面构成的凹部。层积膜160也可以使用真空粘附法或减压粘附法进行层积。
另外，可以在绝缘树脂膜122上层积层积膜160之后进行构图和蚀刻等，形成凹部190。
该层积膜160也可以是绝缘树脂膜。作为层积膜160使用的绝缘树脂膜，可从在上述绝缘树脂膜122中说明的、例如环氧树脂、BT树脂等蜜胺衍生物、液晶聚合物、PPE树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂、酚醛树脂、聚酰胺双马来酰亚胺等中适当选择使用。这是因为通过使用这样的材料，后述的配线125和导电性膜124很好地与其他导电性部件绝缘。另外，也因为这样的材料容易进行凹部的加工或真空粘附法的层积。
另外，可以预先在层积膜160上设置配线125和导电性膜124。配线125和导电性膜124例如能够加工使用压延铜箔等的压延金属。
然后，如图3(h)所示，进行功能层形成第二工序，其包括将膏状的填埋材料埋入该层积膜160构成的凹部190内的工序；形成填埋部件的工序，其对所述填埋材料实施干燥等处理，形成用于构成电阻器180和后述的电容器175的高介电系数部件170等电路元件的一部分或全部。
在此，构成该电路元件的一部分或全部的填埋部件可成为构成无源元件等的部件。例如，该填埋部件可以是构成电阻器180和后述的电容器175等无源元件的一部分或全部。在填埋部件是形成电阻器180的一部分或全部的部件时，该填埋部件的填埋材料不进行特别限定，只要是具有高电阻的材料就可以，例如可以使用含有以碳和Ni-Cr(镍铬)为主要成份的金属材料的材料。
另外，在填埋部件是形成后述的电容器175的高介电系数部件170时，该填埋部件的材料不特别限定，只要是具有高介电系数的材料即可，例如可使用具有大比面积的活性炭等碳系材料、具有五氧化二钽的材料。
另外，电容器的下部电极或上部电极可由具有导电性的金属形成。例如，可使用例如由铜、铝等构成的薄膜电极等。
这些填埋材料可以是在溶剂中悬浊有粉末状固体物的膏状材料，也可以通过刮板等刮取装置200埋入凹部190。或者，也可以利用屏筛法(スクリ一ン法)埋入填埋材料。在此，所谓屏筛法是孔版印刷法的一种，其是指在制版上利用绢和聚酯纤维、尼龙等化学纤维，或金属纤维等的网筛的印刷法。进行屏筛法的顺序为首先，将网筛拉成框状，拉紧四边固定，在其上用机械或光学(摄像)方法制作版膜(保护层)塞住必要的图线之外的网眼，形成版。然后，在框内埋入填埋材料，由所谓刮板的由刮片状的橡胶板构成的刮取装置200对网筛的内面加压、移动。这样，填埋材料透过网筛中未形成版膜的部分，向置于版下方的被印刷物面即层积膜160的凹部190内部压出，以无间隙的状态填埋满凹部内部。另外，也可以利用刮浆板等刮取装置200等去除残留于凹部190外的填埋材料。
然后，如图3(i)所示，在层积膜及电路装置的构成部件的更上部，在形成上层绝缘树脂膜210之后，压接形成光致抗焊剂层220。作为压接的条件，例如是温度110℃、时间1～2分钟、2个大气压等。之后，通过后烘烤工序使光致抗焊剂层220局部固化。
光致抗焊剂层220使用后述的含有卡尔多型聚合物的树脂膜。
然后，如图3(j)所示，通过作为掩膜将玻璃曝光而构图之后，以光致抗焊剂层220为掩膜，例如通过药液的化学蚀刻加工形成通孔，并反复进行镀敷工序、配线形成工序，进行三层配线形成工序。然后，在形成于最上层的上部的导电性膜126上利用焊锡印刷法等形成作为背面电极的焊锡电极(焊球)230的焊锡电极形成工序。
以下，在本实施例中，说明光致抗焊剂层220中使用含有卡尔多型聚合物的树脂膜的效果。
在此，如式(I)所示，卡尔多型聚合物是具有在聚合物主链上直接键合环状基的结构的聚合物的总称。另外，在式(I)中，R1、R2表示亚烃基和具有芳香环的二价基等的二价基。
式I
(式I)
即，该卡尔多型聚合物是指具有季碳的体积大的取代基相对于主链大致成直角的结构的聚合物。
在此，环状部可具有饱和键也可具有不饱和键，除了碳，也可具有氮原子、氧原子、硫原子、磷原子等原子。另外，环状部可以是多环、也可以是稠环。另外，环状部可以与其他碳链键合或交联。
另外，体积大的取代基例如式(I)所示，是芴基等环状基，其具有在五元环的两侧键合六元环并且五元环的剩余的一个碳原子与主链键合这样的结构的稠环。
如式(II)所示，所谓芴基是指芴的9位碳原子是被脱氢的基。在卡尔多型聚合物中，如式(I)所示，在脱氢的碳原子的位置键合有作为主链的烷基的碳原子。
式II
(式II)卡尔多型聚合物由于是具有上述结构的聚合物，所以具有以下效果(1)聚合物主链的旋转受到约束；(2)主链和侧链的构造受到限制；(3)分子间堆积受阻；(4)因侧链导入的芳香族取代基等造成芳香族性的增加。
因此，卡尔多型聚合物具有高机械强度、高耐热性、溶剂溶解性、高透明性、高折射率、双折射率低，还具有更高的气体透过性。
在此，光致抗焊剂层220所使用的含有卡尔多型聚合物的树脂膜，使用规定的添加剂，可在抑制了空穴和凹凸等发生的状态下形成薄膜。另外，可在光致抗焊剂层220上使用25μm左右厚的薄膜，与光致抗焊剂层220上通常使用的厚度为50μm左右的树脂材料相比，厚度约为其1/2。因此，通过在光致抗焊剂层220上使用含有卡尔多型聚合物的树脂膜，能够将本实施例的半导体模块小型化。
另外，含有卡尔多型聚合物的树脂膜如后所述，具有耐湿性和密合性。因此，通过在光致抗焊剂层220上使用含有卡尔多型聚合物的树脂膜，可提高搭载于半导体模块表面的元件和其他层的密合性。
另外，含有卡尔多型聚合物的树脂膜如后所述，具有优良的分辨率。本实施例中使用的薄膜的厚度由于是通常被光致抗焊剂层所使用的厚度的大致1/2，故使用含有卡尔多型聚合物的树脂膜的光致抗焊剂层220具有更加优良的分辨率。因此，能够提高形成通孔时的尺寸精度，能够提高半导体模块的可靠性。
另外，含有卡尔多型聚合物的树脂膜如后所述，具有优良的介电特性。因此，通过在光致抗焊剂层220上使用含有卡尔多型聚合物的树脂膜，降低埋设于光致抗焊剂层220内的配线间的寄生电容量，故能够提供半导体模块的可靠性。
另外，含有卡尔多型聚合物的树脂膜由于具有高机械强度，即使光致抗焊剂层220的厚度是现有的约1/2厚，也能够确保机械强度。因此，能够抑制半导体模块的基板整体弯曲，可提高搭载于半导体模块的元件的接合精度。
另外，通常在形成光致抗焊剂层中使用的旋涂(スピンコ一ト)法中，在光致抗焊剂层的外周部容易产生空穴，在这一点上还有改进的余地。另外，在浇注法中，粘接前的状态为液体，在涂敷之后容易产生空穴，在这一点上也有改进的余地。而本实施例的光致抗焊剂层220在压接薄膜时抑制空穴和凹凸等的产生，故在压接有薄膜的半导体模块的光致抗焊剂层220上空穴和凹凸少。因此，能够提高半导体模块的可靠性和制造稳定性。
另外，上述卡尔多型聚合物可以是羧酸基和丙烯酸酯基存在于同一分子链内的聚合物交联而成的聚合物。作为现有的一般的感光性漆料可以使用具有显影性的羧酸基低聚体和多官能丙烯酸的混合物，但分辨率方面还有改进的余地。代替一般的感光漆料，使用羧酸基和丙烯酸酯基存在于同一分子链内的聚合物交联而成的卡尔多型聚合物，则具有显影性的碳素酸和作为交联基的丙烯酸酯基存在于同一分子链内，主链上具有体积大的取代基难以扩散，所以具有提高含有卡尔多型聚合物的树脂膜的分辨率的优点。
另外，含有卡尔多型聚合物的树脂膜最好满足下面的各种物性值。另外，下面的各物性值是关于不具有填料的树脂部分的值，通过添加填料等可进行适当调整。
在此，上述含卡尔多型聚合物的树脂膜的玻璃化转变温度(Tg)可以设定为例如大于或等于180℃，特别理想的是大于或等于190℃。玻璃化转变温度若在该范围内，则可提高含有卡尔多型聚合物的树脂膜的耐热性。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的玻璃化转变温度(Tg)可以设定为例如小于或等于220℃，特别理想的是小于或等于210℃。若是玻璃化转变温度在该范围内的含有卡尔多型聚合物的树脂膜，则可以利用通常的制造方法稳定地进行制造。玻璃化转变温度可利用例如大量试料动态粘弹性测定(DMA)进行测定。
另外，小于或等于上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的Tg的区域的线膨胀系数(CTE)可以设定为例如小于或等于80ppm/℃，特别理想的是小于或等于75ppm/℃。线膨胀系数若在该范围内，则可提高含有卡尔多型聚合物的树脂膜与其他部件等的密合性。
另外，小于或等于上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的Tg区域的线膨胀系数(CTE)可以设定为例如大于或等于50ppm/℃，特别理想的是大于或等于55ppm/℃。另外，通过在上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜上配合填料，可得到CTE小于或等于20ppm/℃的树脂组成物。若是热膨胀系数在该范围内的含有卡尔多型聚合物的树脂膜，则可以利用通常的制造方法稳定地进行制造。线膨胀系数例如可利用热机械分析装置(TMA)的热膨胀测定进行测定。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的导热率可以设定为例如小于或等于0.50W/cm2·sec，特别理想的是小于或等于0.35W/cm2·sec。导热率若在该范围，则可提高含有卡尔多型聚合物的树脂膜的耐热性。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的导热率可以设定为例如大于或等于0.10W/cm2·sec，特别理想的是大于或等于0.25W/cm2·sec。若是导热率在该范围内的含有卡尔多型聚合物的树脂膜，则可以利用通常的制造方法稳定地进行制造。导热率例如可利用例如圆板热流计法(ASTME1530)进行测定。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的直径10～100μm的通路的通路高宽比可以设定为例如大于或等于0.5，特别理想的是大于或等于1。通路高宽比若在该范围，则可提高含有卡尔多型聚合物的树脂膜的分辨率。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的直径10～100μm的通路的通路高宽比可以设定为例如小于或等于5，特别理想的是小于或等于2。若是通路缩图比在该范围的卡尔多型聚合物树脂膜，则能够由通常的制法稳定地制造。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的在施加了频率1MHz的交流电场的情况下的介电系数可以设定为例如小于或等于4，特别理想的是小于或等于3。介电系数若在该范围，则可提高含有卡尔多型聚合物的树脂膜的以高频特性为主的介电特性。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的在施加了频率1MHz的交流电场的情况下的介电系数可以设定为例如大于或等于0.1，特别理想的是大于或等于2.7。若是介电系数在该范围内的含有卡尔多型聚合物的树脂膜，则可以利用通常的制造方法稳定地进行制造。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的在施加了频率1MHz的交流电场的情况下的介电衰耗因数可以设定为例如小于或等于0.04，特别理想的是小于或等于0.029。介电衰耗因数若在该范围，则可提高含有卡尔多型聚合物的树脂膜的以高频特性为主的介电特性。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的在施加了频率1MHz的交流电场的情况下的介电衰耗因数可以设定为例如大于或等于0.001，特别理想的是大于或等于0.027。若是介电衰耗因数在该范围内的含有卡尔多型聚合物的树脂膜，则可以利用通常的制造方法稳定地进行制造。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的24小时吸水率(wt％)可以设定为例如小于或等于3wt％，特别理想的是小于或等于1.5wt％。24小时吸水率(wt％)若在该范围，则可提高含有卡尔多型聚合物的树脂膜的耐湿性。
另外，上述含有卡尔多型聚合物的树脂膜的24小时吸水率(wt％)可以设定为例如大于或等于0.5wt％，特别理想的是大于或等于1.3wt％。若是24小时吸水率(wt％)在该范围内的含有卡尔多型聚合物的树脂膜，则可以利用通常的制造方法稳定地进行制造。
若含有卡尔多型聚合物的树脂膜满足上述这些特性，则使用含有卡尔多型聚合物的树脂膜的光致抗焊剂层220所要求的薄膜化、机械强度、耐热性、与其他部件的密合性、分辨率、介电特性、耐湿性等各特性可实现良好地平衡。
本实施例的半导体模块预先在树脂层中埋入半导体元件142及无源元件144，将与带导电性膜的绝缘树脂膜粘接的粘接面平坦化后粘附带导电性膜的绝缘树脂膜。进而，在层积膜160中，若在凹部190中埋入填埋材料，则即使在上侧绝缘树脂膜210的表面也不存在各元件引起的凹凸，表面平坦，故通过与使用含有卡尔多型聚合物的树脂膜的光致抗焊剂层220的复合效果，能够实现尺寸精度高的加工。
如图3(k)所示，进行从绝缘树脂膜122剥离基材140的基材剥离工序。该基材剥离工序也可使用机械方法，在基材140为UV光反应性薄膜时，也可以通过照射UV(紫外线)在基材140内引起交联反应而使粘着力降低，去除基材140。
由此，能够得到将半导体元件142及无源元件144在各自的一面上被绝缘树脂膜122密封，并且在另一面上露出的结构体。
(适用于ISB封装)本实施例的半导体模块的制造方法，能够适用于ISB(Integrated Systemin Board注册商标)封装的制造。通过使用该方法，能够将ISB封装的制造工序简略化。以下说明ISB封装。
所谓ISB是在以半导体裸片为中心的电路的封装中带有由铜形成的配线图案并不使用用于支承电路部件的内核(基材)的特有的无核系统内置封装。在特开2002-110717号公报中记载有这样的系统内置封装。
在此，以往，在也作为支承基板起作用的导电箔上形成多层导电图案来制作多层配线结构，进而安装电路元件，由绝缘树脂进行模制，通过去除导电箔而得到ISB封装。
根据该封装可以得到以下优点。
(i)、由于可以以无核的方式进行安装，所以可以实现晶体管、IC、LSI的小型薄型化。
(ii)、由于可形成并封装由晶体管、系统LSI以及片状电容和电阻组成的电路，所以可实现高度的SIP(System in Package系统内置封装)。
(iii)、由于可组合现有的半导体元件，所以可在短期内开发系统LSI。
(iv)、半导体裸片直接设置在正下方的铜材上，可得到良好的散热性。
(v)、由于电路配线是铜材并且没有内核，所以成为低介电系数的电路配线，发挥高速数据传送和高频电路中优异的特性。
(vi)、由于电极埋入封装内部的结构，所以可抑制电极材料的微粒污染。
(vii)、封装尺寸是自由的，每个废料的量与64引脚的SQFP封装相比，约为1/10，所以可降低环境负荷。
(viii)、可实现从搭载部件的电路基板到赋与功能的电路基板的这一新概念的系统结构。
(ix)、ISB的图案设计与印刷电路基板的图案设计一样容易，可由设备制造商的工程师自行设计。
本实施例的半导体模块的制造方法适用于ISB封装的制造时，构成电路元件的局部或全部的填埋部件的表面平坦，在层积膜的上部的面和填埋部件的上部的面上形成平坦面，故进而层积于上部的膜的表面也平坦。另外，在上层的绝缘层形成中通过导入含有卡尔多型聚合物的光致抗焊剂层220，提高加工精度，可改善ISB封装的制造成本或制造稳定性，或者实现高速信号传输。
根据本实施例，能够使密封电路元件的绝缘树脂膜自身作为支承基盘起作用，故在形成多层配线结构之后能够省去去除基板的操作。由此，能够使ISB封装的制造工序简略化，同时能够得到上述优点。
由此，根据本实施例，能够活用晶片工序、ISB技术及装置，实现多片集成SiP。而且，能够实现无突起(バンプレス；bumpless)结构，实现高速信号传输和薄型封装。进而，通过在上层绝缘层形成中导入含有卡尔多型聚合物的光致抗焊剂层220，在外侧进行更高密度的配线，从而能够实现对应小型化、多针化的封装。另外，能够在电路装置内设置无源元件，可提供薄型的高功能SiP。
以上，根据实施方式及实施例说明了本发明。该实施方式及实施例只是示例，其可在本发明的范围内进行各种变形，并且这样的变形对于本领域技术人员来说是能够理解的。
例如，在配线层上，层间的电连接不限于用导电性材料填埋贯通孔的方法，例如也能够通过导线进行。这时可通过密封材料覆盖导线。
另外，可以将配线125、导电性膜124、高介电系数部件170以及电阻器180经由CVD法、溅射法等的膜形成、构图、蚀刻等而形成，然后形成层积膜160。此时，含有卡尔多型聚合物的光致抗焊剂层220的形成在层积膜160成膜后进行。之后的配线形成的工序如上所述。
另外，如图2(a)～图2(e)及图3(f)～图3(k)所示，电路元件能够形成含有将第二元件配置在第一元件上的电路元件的结构。在第一元件上组合第二元件，例如能够形成SRAM(静态存储器)和Flash存储器(闪存)、SRAM和PRAM。此时，可利用通路将第二元件与第一元件电连接。
另外，层积膜160的材料不限于绝缘树脂膜，也可以是成为电阻器材料的碳材料或成为电容器结构部件的高介电系数材料。此时，埋入层积膜160的凹部190中的填埋材料可以为绝缘性树脂材料。
另外，形成用于构成以电容器或电阻器为主的电路元件的局部或全部填埋材料的上述填埋材料的处理方法不限于干燥处理，例如可根据成为目的的填埋部件的特性使用例如烧结、压接、压缩、固化、凝固、成型、交联、固化、变性等各种处理。
权利要求
1.一种半导体模块，其特征在于，包括绝缘树脂膜；埋入所述绝缘树脂膜中的多个电路元件；设于所述绝缘树脂膜上层的抗焊剂层，所述多个电路元件固定于所述绝缘树脂膜上，所述抗焊剂层具有卡尔多型聚合物。
2.如权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，构成所述电路元件的局部或全部的大于或等于一个的部件中的任一部件的上部的面与所述电路元件间的绝缘膜的上部的面形成同一平面，所述大于或等于一个的部件中的任一部件的下部的面与所述电路元件间的绝缘膜的下部的面形成同一平面。
3.如权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，在所述抗焊剂层上设有连接所述电路元件的配线。
4.如权利要求2所述的半导体模块，其特征在于，在所述抗焊剂层上设有连接所述电路元件的配线。
5.如权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，所述抗焊剂层的玻璃化转变温度大于或等于180℃且小于或等于220℃，所述抗焊剂层在施加有频率1MHz的交流电场时的介电损耗因数大于或等于0.001且小于或等于0.04。
6.如权利要求5所述的半导体模块，其特征在于，所述抗焊剂层小于或等于玻璃化转变温度的区域的线膨胀系数大于或等于50ppm/℃且小于或等于80ppm/℃。
7.如权利要求5所述的半导体模块，其特征在于，所述抗焊剂层的热传导率大于或等于0.10W/cm2·sec且小于或等于0.50W/cm2·sec。
8.如权利要求5所述的半导体模块，其特征在于，设于所述抗焊剂层上的配线所具有的直径10～100μm的通孔的高宽比大于或等于0.5且小于或等于5。
9.如权利要求5所述的半导体模块，其特征在于，所述抗焊剂层在施加有频率1MHz的交流电场时的介电系数大于或等于0.1且小于或等于0.4。
10.如权利要求5所述的半导体模块，其特征在于，所述抗焊剂层的24小时给水率大于或等于0.5wt％且小于或等于3.0wt％。
11.一种半导体模块的制造方法，其特征在于，包括如下工序在将电路元件固定的状态下，配置绝缘树脂膜及导电性膜的层积体，并将所述电路元件埋入所述绝缘树脂膜内的工序；通过压接将所述电路元件固定在所述绝缘树脂膜内的工序；在埋入有所述电路元件的绝缘树脂膜的上层形成抗焊剂层的工序，所述抗焊剂层具有卡尔多型聚合物。
12.如权利要求11所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，还包括在表面形成具有凹部的膜的工序、和将填埋材料埋入所述凹部的内部并在所述凹部的内部构成所述电路元件的局部或全部的填埋部件的工序。
13.如权利要求11所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，所述绝缘树脂膜在材料中含有热固化树脂。
14.如权利要求11所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，所述导电性膜在材料中具有压延金属。
15.一种半导体装置，其特征在于，包括如权利要求1所述的半导体模块和搭载在所述半导体模块上的半导体元件。
16.一种半导体装置，其特征在于，包括如权利要求2所述的半导体模块和搭载在所述半导体模块上的半导体元件。
全文摘要
一种半导体模块及其制造方法，将绝缘树脂膜热压接并埋入半导体元件及无源元件中，形成配线后，压接具有元件间绝缘膜的凹部或具有贯通部的层积膜，在凹部内部埋入元件构成部件的材料，由此形成高电阻部件和高介电系数部件，形成电阻器和电容器。进而，形成上层绝缘树脂膜之后，形成具有卡尔多型聚合物的光致抗焊剂层，进行配线形成、焊锡电极形成。
文档编号H01L25/18GK1707792SQ20051007615
公开日2005年12月14日 申请日期2005年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者臼井良辅, 中村岳史, 西田笃弘 申请人:三洋电机株式会社