專利名稱：電子器件安裝構(gòu)造及電子器件安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在插件板(Inter poser)等支承部件上安裝半導(dǎo)體芯片等電子器件裝置的電子器件安裝構(gòu)造及電子器件安裝方法。本申請(qǐng)基于2009年4月14日在日本國(guó)申請(qǐng)的日本特愿2009-098035號(hào)而主張優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
近幾年，伴隨著移動(dòng)電話等電子設(shè)備的高功能化，在其中所使用的電子器件也要求更進(jìn)一步的高速化、高功能化。為實(shí)現(xiàn)該要求，不僅需要借助微型化等使器件本身的高速化，還需要對(duì)于器件的封裝面面向高速化、高密度化進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。作為實(shí)現(xiàn)電子器件高密度安裝的技術(shù)，正積極地進(jìn)行著各種貫通電極形成技術(shù)、 貫通布線基板形成技術(shù)的研究開發(fā)。例如，提出了使用貫通布線層疊安裝半導(dǎo)體芯片的三維安裝、使用形成有貫通電極的貫通布線基板的系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)等。在專利文獻(xiàn)1中，記載了帶貫通電極的基板，該基板是利用在支承基板層與硅層之間具有埋入絕緣層的硅晶片制作出來(lái)的。關(guān)于該帶貫通電極的基板，在硅層所生成的凹陷深度為止形成盲孔，在該盲孔上實(shí)施內(nèi)壁絕緣層后形成導(dǎo)電層，而后通過(guò)除去硅層，對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電層的所述凹陷的部分作為晶片隆起部而露出。在專利文獻(xiàn)2中，記載了半導(dǎo)體裝置的制造方法，即，在插件板上將層疊3個(gè)以上具有以兩端部從基板突出的方式設(shè)置的端子的半導(dǎo)體芯片，以鄰接的端子之間的位置一致的方式進(jìn)行定位后，將鄰接的端子彼此一并接合。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-939 號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2003-282819號(hào)公報(bào)為實(shí)現(xiàn)安裝了電子器件的裝置的高速化、高密度化，在插件板等支承部件上與半導(dǎo)體芯片之間、或者在層疊了的半導(dǎo)體芯片之間，確保低電阻的電連接是必要的。為了確保像這樣的低電阻的電連接，端子間的較高定位精度、及端子間的接合部的低阻化是必要的。 在現(xiàn)有的安裝技術(shù)中，為防止在基板間對(duì)置的端子彼此產(chǎn)生位置偏差，進(jìn)行各種位置控制。 但是，為了實(shí)現(xiàn)更高密度安裝，期望在半導(dǎo)體芯片的層疊操作中，能夠直接觀測(cè)其下側(cè)的基板中的端子位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于提供一種在插件板等支承部件上能夠容易地安裝半導(dǎo)體芯片等電子器件裝置的電子器件安裝構(gòu)造及電子器件安裝方法。 為解決所述課題，本發(fā)明采用以下構(gòu)造。即，本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的電子器件安裝構(gòu)造具備支承部件，該支承部件具有支承基板和貫通電極，該貫通電極從作為該支承基板的一方主面的第一主面朝向作為另一方主面的第二主面貫通所述支承基板，且具有從所述第二主面突出的突出部；以及電子器件裝置，該電子器件裝置具有形成有電路的器件基板和貫通該器件基板的兩主面間的貫通孔，所述電子器件裝置以所述支承部件的突出部插入到所述貫通孔的方式配置于所述支承基板的第二主面上，所述電子器件裝置的電路與所述突出部電連接。所述電子器件安裝構(gòu)造也可以具備多個(gè)所述電子器件裝置，所述各電子器件裝置層疊于所述支承基板的第二主面上。所述支承部件也可以在所述支承基板的第二主面上具有多個(gè)利用所述突出部配置所述電子器件裝置的器件配置區(qū)域。所述電子器件安裝構(gòu)造還可以具備包圍所述電子器件的保護(hù)層。還可以在所述突出部的外周面遍及所述突出部的全長(zhǎng)形成有焊料層，利用從所述焊料層熔出的焊料，使所述電子器件裝置的電路與所述突出部電連接。所述支承部件也可以在所述第一主面?zhèn)染哂羞B接端子。本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備具備上述電子器件安裝構(gòu)造。并且，本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的電子器件安裝方法具備第一工序，在該第一工序中準(zhǔn)備支承部件，其中所述支承部件具有支承基板和貫通電極，該貫通電極與從作為該支承基板的一方主面的第一主面朝向作為另一方主面的第二主面貫通所述支承基板， 且具有從所述第二主面突出的突出部；第二工序，在該第二工序中準(zhǔn)備電子器件裝置，該電子器件裝置具有器件基板和貫通該器件基板的兩主面間的貫通孔；以及第三工序，在該第三工序中以所述支承部件的突出部插入到所述電子器件裝置的貫通孔的方式將所述電子器件裝置配置于所述支承基板的第二主面上，并將所述電子器件裝置的電路與所述突出部電連接。所述第一工序也可以具有在所述支承基板的第二主面?zhèn)葘盈B具有比所述突出部的高度大的厚度的突出部形成用輔助層的工序；形成從所述支承基板的第一主面朝向第二主面貫通的貫通孔的工序；形成從所述支承基板的貫通孔延長(zhǎng)并到達(dá)所述突出部形成用輔助層的內(nèi)部的連通孔的工序；在所述支承基板的貫通孔及所述連通孔中填充導(dǎo)體的工序； 以及通過(guò)去除所述突出部形成用輔助層，露出所述支承基板的第二主面，并且形成貫通電極的工序，該貫通電極由所述導(dǎo)體構(gòu)成，從所述第一主面朝向所述第二主面貫通所述支承基板，且具有從所述第二主面突出的突出部。所述第一工序還可以具有在具有比所述支承基板的厚度與所述突出部的高度之和大的厚度的母材上，自成為所述支承基板的第一主面形成孔的工序；在所述孔中填充導(dǎo)體的工序；以及通過(guò)從所述母材的與所述第一主面相反一側(cè)起去除所述母材的一部分直至露出所述導(dǎo)體的一部分為止，形成所述支承基板的第二主面，并且形成貫通電極的工序，該貫通電極由所述導(dǎo)體構(gòu)成，從所述第一主面朝向所述第二主面貫通所述支承基板，且具有從所述第二主面突出的突出部。所述第一工序還可以包含在所述突出部的外周面遍及所述突出部的全長(zhǎng)形成焊料層的工序；所述第三工序還包含將所述支承部件的突出部插入到多個(gè)電子器件裝置的各貫通孔中并將這些電子器件裝置在所述支承基板的第二主面上以層疊狀態(tài)配置的工序、以及通過(guò)熔融所述焊料層而將所述多個(gè)電子器件裝置的各電路與所述突出部一并電連接的工序。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，即使在將支承部件的突出部插入到多個(gè)電子器件裝置的各貫通孔之后也能夠從電子器件裝置的上方確認(rèn)突出部的位置，所以就可以容易地進(jìn)行電子器件裝置的高密度安裝。并且，由于突出部由在長(zhǎng)度方向連續(xù)的一體的導(dǎo)體構(gòu)成，即使將多個(gè)電子器件裝置以層疊狀態(tài)安裝，也不會(huì)在電子器件裝置間產(chǎn)生接合部。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)電子器件裝置之間的電連接的低阻化、層疊的電子器件裝置整體的薄形化。


圖IA是示意地表示本發(fā)明的第一方式例所涉及的電子器件安裝構(gòu)造的剖視圖。圖IB是示意地表示該方式例所涉及的電子器件安裝構(gòu)造中使用的支承部件的一例的剖視圖。圖2A是示意地表示圖IB及圖6B的支承部件的制造工序之中最初的階段的剖視圖。圖2B是示意地表示繼圖2A的階段的剖視圖。圖2C是示意地表示繼圖2B的階段的剖視圖。圖2D是示意地表示繼圖2C的階段的剖視圖。圖3A是示意地表示圖IB的支承部件的制造工序之中繼圖2D的階段的剖視圖。圖;3B是示意地表示繼圖3A的階段的剖視圖。圖3C是示意地表示繼圖:3B的階段的剖視圖。圖3D是示意地表示繼圖3C的階段的剖視圖。圖4A是示意地表示本發(fā)明的第二方式例所涉及的電子器件安裝構(gòu)造的剖視圖。圖4B是示意地表示該方式例所涉及的電子器件安裝構(gòu)造中使用的支承部件的一例的剖視圖。圖5A是示意地表示圖4B的支承部件的制造工序之中最初的階段的剖視圖。圖5B是示意地表示繼圖5A的階段的剖視圖。圖5C是示意地表示繼圖5B的階段的剖視圖。圖5D是示意地表示繼圖5C的階段的剖視圖。圖6A是示意地表示本發(fā)明的第三方式例所涉及的電子器件安裝構(gòu)造的剖視圖。圖6B是示意地表示該方式例所涉及的電子器件安裝構(gòu)造中使用的支承部件的一例的剖視圖。圖7A是示意地表示圖6B的支承部件的制造工序之中繼圖2D的階段的剖視圖。圖7B是示意地表示繼圖7A的階段的剖視圖。圖7C是示意地表示繼圖7D的階段的剖視圖。圖7D是示意地表示繼圖7C的階段的剖視圖。圖8A是示意地表示本發(fā)明的第四方式例所涉及的電子器件安裝構(gòu)造的剖視圖。圖8B是示意地表示該方式例所涉及的電子器件安裝構(gòu)造中使用的支承部件的一例的剖視圖。圖9A中，(a)是示意地表示圖8B的支承部件的制造工序之中最初的階段的剖視圖，(b)是從下方觀察(a)的一部分的向視圖，是表示貫通孔12及芯部17的形狀的說(shuō)明圖。圖9B是示意地表示繼圖9A的階段的剖視圖。
圖9C是示意地表示繼圖9B的階段的剖視圖。圖IOA是示意地表示圖8B的支承部件的制造工序之中繼圖9C的階段的剖視圖。圖IOB是示意地表示繼圖IOA的階段的剖視圖。圖IOC是示意地表示繼圖IOB的階段的剖視圖。圖IlA是示意地表示圖8B的支承部件的制造工序之中繼圖IOC的階段的剖視圖。圖IlB是示意地表示繼圖IlA的階段的剖視圖。圖IlC是示意地表示繼圖IlB的階段的剖視圖。圖IlD是示意地表示繼圖IlC的階段的剖視圖。圖12是示意地表示本發(fā)明的電子器件安裝構(gòu)造中使用的支承部件的改變例的剖視圖。圖13是示意地表示本發(fā)明的電子器件安裝構(gòu)造中使用的支承部件的改變例的剖視圖。圖14是示意地表示在本發(fā)明的電子器件安裝構(gòu)造中具有多個(gè)器件配置區(qū)域的一個(gè)方式例的剖視圖。圖15是示意地表示在本發(fā)明的電子器件安裝構(gòu)造中具有包圍電子器件的保護(hù)層的一個(gè)方式例的剖視圖。圖16是示意地表示在器件基板中的焊盤配置的一例的俯視圖。圖17A是示意地表示對(duì)器件基板進(jìn)行加工后安裝在支承部件上的工序之中最初的階段的剖視圖。圖17B是示意地表示繼圖17A的階段的剖視圖。圖17C是示意地表示繼圖17B的階段的剖視圖。圖17D是示意地表示繼圖17C的階段的剖視圖。圖18A是示意地表示使用在突出部設(shè)置有焊料層的支承部件來(lái)層疊配置電子器件裝置的狀態(tài)的一例的剖視圖。圖18B是示意地表示由如圖18A那樣層疊配置的電子器件裝置制造的電子器件安裝構(gòu)造的一例的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在圖IA 3D中，表示本發(fā)明的第一方式例所涉及的使用了支承部件10的電子器件安裝構(gòu)造及安裝方法。圖IA及圖IB所示的支承部件10具有支承基板11和貫通電極13，其中貫通電極 13從作為支承基板11的一方主面的第一主面Ila朝向作為另一方主面的第二主面lib貫通支承基板11，并具有從第二主面lib突出的突出部13a，支承部件10是用于在第二主面 lib側(cè)安裝電子器件裝置6的支承部件。該支承部件10在第一主面Ila側(cè)還具有焊料凸塊等連接端子15，經(jīng)由貫通電極13、電路14及連接端子15，能夠使電子器件裝置6的電路4 與印刷電路基板等外部基板(未圖示)電連接。在本方式例的情況下，支承基板11由硅(Si)基板等半導(dǎo)體基板構(gòu)成。在兩個(gè)主面IlaUlb上及貫通孔12的內(nèi)壁，形成有硅氧化膜(Sit)》等絕緣層111、112，使電路14及貫通電極13與半導(dǎo)體基板之間絕緣。在圖IA及圖IB的情況下，絕緣層111從支承基板11 的第一主面Ila到貫通孔12的內(nèi)壁為止作為一個(gè)連續(xù)的層而形成，但是也可以在支承基板 11的第一主面Ila上與貫通孔12的內(nèi)壁上分別形成絕緣層。本方式例中使用的電子器件裝置6是具有器件基板1和貫通器件基板1的兩個(gè)主面la、lb間的貫通孔2的半導(dǎo)體芯片。在使用半導(dǎo)體芯片的情況下，優(yōu)選為，器件基板1為硅(Si)基板等半導(dǎo)體基板，并且在貫通孔2的內(nèi)壁設(shè)置用于使貫通電極13的突出部13a 與半導(dǎo)體基板之間絕緣的絕緣層3。在器件基板1的主面Ib形成有構(gòu)成電子器件的電路4。電路4的一部分能夠作為半導(dǎo)體電路而構(gòu)成。電子器件裝置的種類并不作特別限定，但是舉例了例如存儲(chǔ)裝置、傳感
器裝置等。在貫通孔2的周圍形成有與電路4連接的焊盤5。焊盤5與突出部13a之間通過(guò)焊料、導(dǎo)電性粘接劑等導(dǎo)電性接合材料7電連接。如圖IA所示，以支承部件10的突出部13a插入到電子器件裝置6的貫通孔2中的方式，將電子器件裝置6配置于支承基板11的第二主面lib上。并且，電子器件裝置6 的電路4與突出部13a電連接。以突出部13a插入到多個(gè)電子器件裝置6的各貫通孔的方式，將多個(gè)電子器件裝置6層疊，從而使電子器件裝置6的多層化成為可能。在支承部件10的電路14中也可以設(shè)置電阻器、電容器(電容元件)、電感線圈(電感元件)等電子電路元件。并且，在支承基板11是由半導(dǎo)體基板構(gòu)成的情況下，也能夠在支承基板11中形成半導(dǎo)體電路。根據(jù)本方式例的電子器件安裝構(gòu)造，即使在突出部13a插入到多個(gè)電子器件裝置 6的各貫通孔之后，也能夠從電子器件裝置6的上方確認(rèn)突出部13a的位置，從而使電子器件裝置6的高密度安裝變得容易。并且，由于突出部13a是在長(zhǎng)度方向上連續(xù)的、一體的導(dǎo)體，所以即使將多個(gè)電子器件裝置6以層疊狀態(tài)安裝，在電子器件裝置6之間也不會(huì)產(chǎn)生接合部。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)電子器件裝置6之間的電連接的低阻化、層疊的電子器件裝置6 整體的薄形化。本方式例的支承部件10能夠通過(guò)例如圖2A 圖2D、接著圖3A 圖3D所示的制作方法來(lái)制造。首先，如圖2A所示，在支承基板11的第二主面lib側(cè)層疊突出部形成用輔助層 16，并形成從支承基板11的第一主面Ila向第二主面lib貫通的貫通孔12。突出部形成用輔助層16的厚度比設(shè)置于支承部件10的突出部13a的高度大。在本方式例的情況下，支承基板11為硅基板，突出部形成用輔助層16為硅層，在二者之間設(shè)置有埋入絕緣層112。并且，緊接著貫通孔12，如圖2B所示，在埋入絕緣層112 中也形成孔113。作為像這樣的Si/Si02/Si的層疊體，能夠使用SOI基板。各層的尺寸不作特別限定，能夠根據(jù)支承部件10的用途而適當(dāng)決定。作為一個(gè)具體例，支承部件11的厚度例如為 150 μ m，突出部形成用輔助層16的厚度例如為200 μ m，突出部13a的高度例如為180 μ m， 貫通孔12的直徑(大致相當(dāng)于突出部13a的外徑。)例如為60 μ m。作為在Si中形成孔的方法舉例為博世(Bosch)工藝，該Bosch工藝交替進(jìn)行使用 SF6氣體等的高密度等離子體的Si蝕刻與使用C4F8氣體等的向孔的側(cè)壁的鈍化成膜。并且，也可以使用博世工藝以外的干蝕亥IJ、使用藥液的濕蝕刻或利用激光等的物理加工。作為在S^2中形成孔的方法，舉例為使用CF4氣體等的干蝕刻、使用藥液的濕蝕刻、利用激光等的物理加工。接下來(lái)，如圖2C所示，還形成從貫通孔12延長(zhǎng)并到達(dá)突出部形成用輔助層16的內(nèi)部的連通孔16a。該突出部形成用輔助層16內(nèi)的連通孔16a的深度與突出部13a的高度大致相同。接下來(lái)，如圖2D所示，在貫通孔12的內(nèi)壁及支承基板11的第一主面Ila上形成絕緣層111。另外，絕緣層111的形成(有無(wú))是任意的，根據(jù)需要進(jìn)行即可。例如，若是由 SiO2構(gòu)成的絕緣層的話，可通過(guò)以下方法取得，即，以正硅酸乙酯(TEOS)為原料的等離子體 CVD法、使用硅烷(SiH4)等的等離子體CVD法、利用Si的熱氧化的成膜。絕緣層的材料并不限定于SiO2，也可以為氮化硅(SiN)或絕緣樹脂等、其他的絕緣材料。絕緣層111也可以在連通孔16a的內(nèi)壁連續(xù)形成。另外，圖中的符號(hào)114是特別與連通孔16a內(nèi)的絕緣層111 區(qū)別而表示的。接下來(lái)，如圖3A所示，在貫通孔12及連通孔16a中填充導(dǎo)體13。由該導(dǎo)體13構(gòu)成具有突出部13a的貫通電極13。作為導(dǎo)體13，舉例為銅(Cu)或鎢(W)等金屬、金錫(Au-Sn)等合金、多晶硅等非金屬的導(dǎo)體。填充方法能夠適當(dāng)應(yīng)用電鍍法、濺射法、熔融金屬填充法、CVD等。接下來(lái)，如圖:3B所示，完全去除突出部形成用輔助層16。即，使支承基板11的第二主面lib (詳細(xì)為絕緣層112)全面地露出。在突出部形成用輔助層16由Si構(gòu)成的情況下，作為其去除方法，舉例為使用SF6氣體等的干蝕刻、使用藥液的濕蝕刻等。在圖2D中在連通孔16a的內(nèi)部也形成了絕緣層114的情況下，如圖3C所示，將突出部13a表面的絕緣層114去除。在絕緣層114由SiO2構(gòu)成時(shí)，作為其去除方法，舉例為使用CF4氣體等的干蝕刻、使用藥液的濕蝕刻等。在去除突出部13a表面的絕緣層114時(shí)，為保護(hù)第二主面lib上的絕緣層112，優(yōu)選為預(yù)先在絕緣層112上形成抗蝕層等保護(hù)層?；蛘?，預(yù)先將絕緣層112的厚度加厚，使得完成絕緣層114的去除后也會(huì)殘留足夠厚的絕緣層112即可。該情況下，不用形成抗蝕層等保護(hù)層就能夠去除突出部13a表面的絕緣層114。之后，如圖3D所示，在支承基板11的第一主面Ila側(cè)，形成與貫通電極13電連接的電路14以及與電路14電連接的焊料凸塊等連接端子15。由此，完成本方式例的支承部件10。在圖4A 圖5D中，表示本發(fā)明的第二方式例所涉及的使用了支承部件20的電子器件安裝構(gòu)造及安裝方法。在本方式例的情況下，支承基板21由玻璃基板等絕緣體基板構(gòu)成。與上述第一方式例相同，支承部件20具有支承基板21和貫通電極23，其中貫通電極23從第一主面21a朝向第二主面21b貫通支承基板21并具有從第二主面21b突出的突出部23a，在第二主面2 Ib側(cè)安裝有電子器件裝置6。在本方式例的情況下，如圖4A及圖 4B所示，由于支承基板21與貫通電極23或電路M不導(dǎo)通，所以不需要在主面21a、21b上及貫通孔22的內(nèi)壁設(shè)置絕緣層。電子器件裝置6以支承部件20的突出部23a插入到貫通孔2的方式被配置于第二主面21b上。并且，電子器件裝置6的電路4與突出部23a電連接。并且，以突出部23a 插入到多個(gè)電子器件裝置6的各貫通孔2的方式，將多個(gè)電子器件裝置6層疊，從而使電子器件裝置6的多層化成為可能。并且，支承部件20在第一主面21a側(cè)具有焊料凸塊等連接端子25，通過(guò)貫通電極 23、電路M及連接端子25，能夠?qū)㈦娮悠骷b置6的電路4與印刷電路基板等外部基板(未圖示)電連接。在支承部件20的電路M中，也能夠設(shè)置電阻器、電容器(電容元件)、電感線圈 (電感元件)等電子元件。根據(jù)本方式例的電子器件安裝構(gòu)造，即使在突出部23a插入到多個(gè)電子器件裝置 6的各貫通孔2之后，也能夠從電子器件裝置6的上方確認(rèn)突出部23a的位置，從而使電子器件裝置6的高密度安裝變得容易。并且，由于突出部23a是在長(zhǎng)度方向上連續(xù)的、一體的導(dǎo)體，所以即使將多個(gè)電子器件裝置6以層疊狀態(tài)安裝，在電子器件裝置6之間也不會(huì)產(chǎn)生接合部。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)電子器件裝置6彼此之間的電連接的低阻化、層疊的電子器件裝置6整體的薄形化。并且，根據(jù)本方式例，由于支承基板21由絕緣體構(gòu)成，所以不需要在基板表面、貫通孔的內(nèi)壁形成絕緣層。其結(jié)果是，能夠簡(jiǎn)化制造工藝。本方式例的支承部件20能夠通過(guò)例如圖5A 圖5D所示的方法來(lái)制作。首先，如圖5A所示，準(zhǔn)備母材沈，該母材沈具有比完成后的支承部件20中的支承基板21的厚度與突出部23a的高度之和大的厚度，從成為支承基板21的第一主面21a的一側(cè)形成孔26a。孔^a的深度與支承基板21的厚度和突出部23a的高度之和(大致)相寸。各部分的尺寸不作特別限定，能夠根據(jù)支承部件20的用途而適當(dāng)決定。作為一個(gè)具體例，支承基板21的厚度例如為150 μ m,母材沈的厚度例如為500 μ m,孔^a的深度例如為320 μ m,孔26a的直徑例如為60 μ m。作為在玻璃母材沈中形成微小的孔^a的方法，舉例為，如在日本特開 2006-303360號(hào)公報(bào)上記載，利用飛秒激光照射將成為孔^a的部分的玻璃改性，并將改性后的部分用濕蝕刻去除的方法。并且，也可以使用以下方法形成孔26a，即，使用氣體等的干蝕刻、使用藥液的濕蝕刻、利用激光等的物理加工。接下來(lái)，如圖5B所示，在連通孔26a填充導(dǎo)體23。由該導(dǎo)體23構(gòu)成具有突出部 23a的貫通電極23。作為導(dǎo)體23，舉例為銅(Cu)或鎢(W)等金屬、金錫(Au-Sn)等合金、多晶硅等非金屬的導(dǎo)體。填充方法能夠適當(dāng)應(yīng)用電鍍法、濺射法、熔融金屬填充法、CVD等。接下來(lái)，如圖5C所示，通過(guò)從與母材沈的第一主面21a相反一側(cè)直至導(dǎo)體23的一部分露出為止去除母材材料的一部分，形成支承基板21的第二主面21b，并且由填充在孔^a的導(dǎo)體23形成貫通電極23，該貫通電極23從第一主面21a朝向第二主面21b貫通支承基板21并具備從第二主面21b突出的突出部23a。作為玻璃的去除方法，舉例為使用氣體等的干蝕刻、使用氫氟酸(HF)等藥液的濕蝕刻等。之后，如圖5D所示，在支承基板21的第一主面21a側(cè)，形成與貫通電極23電連接
10的電路M以及與電路M電連接的焊料凸塊等連接端子25。由此，完成本方式例的支承部件20。在圖6A 圖7D中，表示本發(fā)明的第三方式例所涉及的使用了支承部件IOA的電子器件安裝構(gòu)造及安裝方法。在本方式例的情況下，具有突出部13a的貫通電極13A由多層(詳細(xì)為，外側(cè)的層131與內(nèi)側(cè)的層132兩層)構(gòu)成。在此，外側(cè)的層131由導(dǎo)體構(gòu)成，并與電子器件裝置6 的電路4電連接。并且，外側(cè)的層131與電路14作為連續(xù)的導(dǎo)體層而形成。內(nèi)側(cè)的層132 的材料可以是導(dǎo)體也可以是絕緣體。并且，在突出部13a的前端，內(nèi)側(cè)的層132被外側(cè)的層 131包圍。根據(jù)本方式例的電子器件安裝構(gòu)造，能夠起到與上述的第一方式例相同的作用效^ ο本方式例的支承部件IOA能夠例如圖2A 圖2D、接著圖7A 圖7D所示的制作方法來(lái)制造。在此，由于圖2A 圖2D所示的工序能夠與第一方式例同樣地實(shí)施，從而省略重復(fù)的說(shuō)明。在圖7A中，在由圖2A 圖2D形成的貫通孔12及連通孔16a中填充導(dǎo)體131。由該導(dǎo)體131構(gòu)成所述外側(cè)的層131。進(jìn)一步在本方式例的情況下，在外側(cè)的層131填充的同時(shí)，由相同導(dǎo)體在絕緣層111上形成電路14。另外，電路14也可以以與外側(cè)的層131不同的工序來(lái)形成。并且，也可以以與外側(cè)的層131不同的材料來(lái)形成電路14。作為構(gòu)成外側(cè)的層131、電路14的導(dǎo)體，舉例為銅(Cu)或鎢(W)等金屬、金錫 (Au-Sn)或焊料等合金、多晶硅等非金屬的導(dǎo)體。填充方法能適當(dāng)應(yīng)用電鍍法、濺射法、熔融金屬填充法、CVD等。接下來(lái)，如圖7B所示，在貫通孔12及連通孔16a的內(nèi)壁填充的導(dǎo)體131的進(jìn)一步的內(nèi)側(cè)填充內(nèi)側(cè)的層132。內(nèi)側(cè)的層132的填充材料，可以是導(dǎo)體也可以是絕緣體。例如， 在通過(guò)真空印刷填充了絕緣樹脂的情況下，能夠使具有突出部13a的貫通電極13A具有一定程度的柔軟性，從而能夠緩和安裝電子器件裝置6時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。另外，內(nèi)側(cè)的層132的填充材料并不限定于絕緣樹脂，也可以為其他的絕緣體或金屬等導(dǎo)電體。填充方法能夠根據(jù)材料等而適當(dāng)應(yīng)用電鍍法、濺射法、CVD等。接下來(lái)，如圖7C所示，完全去除突出部形成用輔助層16。并且，在圖2D中在連通孔16a的內(nèi)部也形成了絕緣層111的情況下，去除突出部13a表面的絕緣層111。之后，如圖7D所示，在支承基板11的第一主面Ila側(cè)，形成與電路14電連接的焊料凸塊等連接端子15。由此，完成本方式例的支承部件10A。由于這些工作順序能夠使用與在第一方式例中由圖;3B、圖3C、圖3D說(shuō)明的技術(shù)相同的技術(shù)，從而省略重復(fù)的說(shuō)明。另外，雖未特別圖示， 電路14的形成工序也能夠在圖7D所示的步驟進(jìn)行。利用本方式例得到的支承部件IOA為在突出部13a的前端，內(nèi)側(cè)的層132被外側(cè)的層131包圍的構(gòu)造。在圖8A 圖IlD中，表示本發(fā)明的第四方式例所涉及的使用了支承部件IOB的電子器件安裝構(gòu)造及安裝方法。在本方式例的情況下，具有突出部13a的貫通電極13B由多層(詳細(xì)的為外側(cè)的層131與內(nèi)側(cè)的層132兩層)構(gòu)成。在此，外側(cè)的層131由導(dǎo)體構(gòu)成，并與電子器件裝置6的電路4電連接。并且，外側(cè)的層131與電路14作為連續(xù)的導(dǎo)體層而形成。內(nèi)側(cè)的層132 的材料可以是導(dǎo)體也可以是絕緣體。并且，貫通電極13B具有在突出部13a的前端，內(nèi)側(cè)的層132從外側(cè)的層131露出的層狀構(gòu)造。根據(jù)本方式例的電子器件安裝構(gòu)造，能夠起到與上述的第一、第三方式例相同的作用效果。本方式例的支承部件IOB能夠通過(guò)例如圖9A 圖9C、接著圖IOA 圖10C、接著圖IlA 圖IlD所示的制作方法來(lái)制造。圖9A中，如(a)所示，在支承基板11的第二主面lib側(cè)(詳細(xì)的為絕緣層112的上面)層疊了突出部形成用輔助層16的原始材料與上述的第一方式例相同(例如為SOI基板)。但是，從支承基板11的第一主面Ila朝向第二主面lib貫通的貫通孔12如圖9A的 (b)所示為剖面環(huán)形狀，即在貫通孔12的中心部具有支承基板11的材料殘留的芯部17，在這一方面上是與圖2A不同的。作為各部分的尺寸的一個(gè)具體例，支承基板11的厚度例如為150μπι，突出部形成用輔助層16的厚度例如為200 μ m，突出部13a的高度例如為180 μ m，貫通孔12的外徑例如為60 μ m，貫通孔12的內(nèi)徑(即芯部17的外徑)例如為30 μ m。接續(xù)貫通孔12，如圖9B所示，在埋入絕緣層112也形成孔113。進(jìn)一步，如圖9C 所示，形成從貫通孔12延長(zhǎng)到達(dá)突出部形成用輔助層16的內(nèi)部的連通孔16a?？?13及連通孔16a也為斷面環(huán)形狀，即具有埋入絕緣層112、突出部形成用輔助層16的材料殘留的芯部17。在該突出部形成用輔助層16內(nèi)的連通孔16a的深度與突出部13a的高度大致相同。接下來(lái)，如圖IOA所示，在貫通孔12的內(nèi)壁(包含芯部17的外壁。)及支承基板 11的第一主面Ila上形成絕緣層111。絕緣層111的形成是任意的，根據(jù)需要進(jìn)行即可。絕緣層111的形成能夠與例如第一方式例的圖2D所示的絕緣層111的形成相同地進(jìn)行。接下來(lái)，如圖IOB所示，在貫通孔12及連通孔16a中填充導(dǎo)體131。由該導(dǎo)體131 構(gòu)成所述外側(cè)的層131。作為使用于外側(cè)的層131的導(dǎo)體131，舉例為銅(Cu)或鎢(W)等金屬、金錫(Au-Sn)或焊料等合金、多晶硅等非金屬的導(dǎo)體。填充方法能夠適當(dāng)應(yīng)用電鍍法、 濺射法、熔融金屬填充法、CVD等。接下來(lái)，如圖IOC所示，去除相比所述外側(cè)的層131更靠?jī)?nèi)側(cè)(芯部17的外壁上) 的絕緣層111及芯部17。該去除是在對(duì)相比所述外側(cè)的層131更靠外側(cè)(貫通孔12、連通孔16a的內(nèi)壁上及第一主面Ila上)的絕緣層111進(jìn)行了必要的保護(hù)之后進(jìn)行的。在原始材料為SOI基板的情況下，例如利用SF6氣體、CF4氣體等去除Si與Si02。并且，也能夠使用其他的方法。作為相比所述外側(cè)的層131更靠外側(cè)的絕緣層111的保護(hù)方法，例如舉出在第一主面Ila上從貫通孔12的外側(cè)直至導(dǎo)體131用抗蝕劑等保護(hù)材料覆蓋的方法。接下來(lái)，如圖IlA所示，對(duì)在導(dǎo)體131的內(nèi)側(cè)形成的腔，填充內(nèi)側(cè)的層132。內(nèi)側(cè)的層132的填充材料可以是導(dǎo)體也可以是絕緣體。例如，可以通過(guò)電鍍填充銅(Cu)，也可以是其他的導(dǎo)電體或絕緣樹脂等絕緣體。填充方法能夠根據(jù)材料等而適當(dāng)應(yīng)用電鍍法、濺射法、 CVD、印刷等。
接下來(lái)，如圖IlB所示，完全去除突出部形成用輔助層16，如圖IlC所示，去除突出部13a表面的絕緣層111(圖IlB中，用符號(hào)114表示的部分)。進(jìn)一步，如圖IlD所示，在支承基板11的第一主面Ila側(cè)形成與貫通電極13電連接的電路14及與電路14電連接的焊料凸塊等連接端子15。由此，完成本方式例的支承部件10B。由于這些工作順序能夠使用與在第一方式例中由圖3B、圖3C、圖3D說(shuō)明的技術(shù)相同的技術(shù)，從而省略重復(fù)的說(shuō)明。在利用本方式例得到的支承部件IOB中，貫通電極1 具有在突出部13a的前端， 內(nèi)側(cè)的層132在外側(cè)的層131的內(nèi)側(cè)露出的層狀構(gòu)造。以上，基于優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于上述的方式例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種改變。圖12所示的支承部件IOC除了貫通電極13與電路14連續(xù)地形成之外，與圖IB所示的第一方式例的支承部件10同樣地構(gòu)成。該支承部件IOC能夠通過(guò)以下方式制作，即， 例如在第一方式例的支承部件10的制造工序中，與圖3A所示的導(dǎo)體13的填充工序同時(shí)形成電路14。圖13所示的支承部件IOD除了貫通電極13D的外側(cè)的層131與電路14連續(xù)地形成之外，與圖8B所示的第四方式例的支承部件IOB同樣地構(gòu)成。該支承部件IOD能夠通過(guò)以下方式制作，即，例如在第四方式例的支承部件IOB的制造工序中，與圖IOB所示的導(dǎo)體 131的填充工序同時(shí)形成電路14。在圖14所示的使用了支承部件100的電子器件安裝構(gòu)造中，支承部件100在支承基板11的第二主面lib上具有多個(gè)利用貫通電極13的突出部13a配置電子器件裝置6的器件配置區(qū)域101、102。在各器件配置區(qū)域101、102上配置的電子器件裝置6的數(shù)量可以相同也可以不同。并且，在各器件配置區(qū)域101、102上配置的電子器件裝置6的數(shù)量可以是一個(gè)也可以是多個(gè)。支承部件100也能夠在支承基板11的第一主面Ila側(cè)的電路14上安裝電子器件裝置110。圖15所示的電子器件安裝構(gòu)造具有包圍電子器件裝置6的保護(hù)層8。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體封裝。保護(hù)層8能夠使用例如絕緣樹脂(模型樹脂)等或帶模腔的基板而構(gòu)成， 但不作特別限定。另外，在支承部件的第一主面Ia側(cè)形成電路14及連接端子15之前，進(jìn)行電子器件裝置6的安裝及保護(hù)層8的形成的情況下，根據(jù)需要，將該保護(hù)層8作為支承體，研磨支承基板11的第一主面Ia側(cè)，從而能夠使封裝薄形化。該情況下，在第一主面Ia側(cè)的研磨后，根據(jù)需要，能夠設(shè)置電路14及連接端子15。在圖16中，表示在所述各方式例中電子器件裝置6所使用的器件基板1的焊盤配置的一例。在該例中，在形成于器件基板1的主面Ib上的多個(gè)貫通孔2的各自的周圍形成有焊盤5。另外，圖IA等所示的電路4在圖16中省略了圖示。貫通孔2及焊盤5的配置能夠適當(dāng)設(shè)計(jì)，并根據(jù)該配置而在支承部件配置突出部。在圖16中，表示具有12個(gè)貫通孔2的器件基板1。支承部件的突出部13a的個(gè)數(shù)可以與貫通孔2的數(shù)量相同，或者也可以作為稍微少一些的數(shù)量而省略一部分的向貫通孔 2的插入。貫通孔2及其周邊的各部分的尺寸不作特別限定。作為一個(gè)具體例，突出部13a 的外徑例如為60 μ m，貫通孔2的內(nèi)徑例如為80 μ m，I/O焊盤5例如為IOOym四方形(IOOymD )。圖17A 圖17D中，示意地表示加工器件基板1并安裝于支承部件10的工序的一例。首先，如圖17A所示，在器件基板1及焊盤5上形成貫通孔2。例如，對(duì)形成貫通孔2的部分以外的部分用抗蝕劑保護(hù)，將焊盤5的從抗蝕劑露出的部分去除之后，去除器件基板1的露出的部分并使貫通孔2從主面Ib直至主面Ia貫通， 從而能夠在還未形成貫通孔2的器件上形成貫通孔2。關(guān)于焊盤5材料的去除，例如為Al 的情況下，舉例為使用藥液的濕蝕刻。關(guān)于器件基板1材料的去除，例如為Si的情況下，舉例為上述的博世(Bosch)工藝。并且，在焊盤5或器件基板1的貫通孔2的形成中，也可以使用其他的干蝕刻、濕蝕刻、利用激光等的物理加工。并且，在器件基板1的主面Ia側(cè)進(jìn)行背面拋光的情況下，在從主面Ib側(cè)到一定程度的深度為止形成具有底部的孔(盲孔)之后進(jìn)行背面拋光，使孔到達(dá)主面la，從而也能夠使之貫通。盲孔的深度等沒(méi)有特別限定，作為一個(gè)具體例，舉出盲孔的深度例如為70 μ m，以背面研磨將器件基板1變薄至厚度50 μ m的例子。接下來(lái)，如圖17B所示，在貫通孔2的內(nèi)壁形成絕緣層3。絕緣層3的形成方法， 例如，若由SiO2構(gòu)成絕緣層3，舉例為以正硅酸乙酯(TEOS)為原料的等離子體CVD法、使用硅烷(SiH4)等的等離子體CVD法、利用Si的熱氧化的成膜。絕緣層3的材料并不限定于 SiO2，也可以為氮化硅(SiN)或絕緣樹脂等、其他的絕緣材料。接下來(lái)，如圖17C所示，將支承部件10的貫通電極13的突出部13a插入至內(nèi)壁形成有絕緣層3的貫通孔2中，從而將電子器件裝置6配置于支承基板11的第二主面1 Ib上。 此處雖未圖示，在第二主面lib與器件基板1的主面Ia之間，也可以根據(jù)需要設(shè)置粘結(jié)層或絕緣層。接下來(lái)，如圖17D所示，將電子器件裝置6的I/O焊盤5與貫通電極13的突出部 13a電連接。在該連接中，能夠使用例如焊料或?qū)щ娦哉辰觿┑葘?dǎo)電性接合材料7。在圖示例中，導(dǎo)電性接合材料7雖然僅附著于焊盤5附近的一部分，但是也可以附著于貫通孔2整體。進(jìn)一步，通過(guò)重復(fù)圖17C、圖17D所示的工序，例如圖IB所示，能夠?qū)⒍鄠€(gè)電子器件裝置6層疊。此處雖未圖示，但在層疊的電子器件裝置6之間，也可以根據(jù)需要設(shè)置粘結(jié)層或絕緣層。圖18A是示意地表示使用在突出部13a中設(shè)置有焊料層18的支承部件19將電子器件裝置6層疊配置的狀態(tài)的一例的剖視圖，圖18B是示意地表示由如圖18A那樣層疊配置的電子器件裝置制造的電子器件安裝構(gòu)造的一例的剖視圖。該支承部件19與將圖8B所示的第四方式例的支承部件IOB中的外側(cè)的層131作為焊料層18的支承部件所對(duì)應(yīng)。在焊料層18的內(nèi)側(cè)填充的材料可以是導(dǎo)體也可以是絕緣體。并且，在圖18A及圖18B所示的例子中焊料層18形成為直至支承部件19的貫通孔12內(nèi)，但是也可僅在由導(dǎo)體形成的貫通電極13的突出部13a上設(shè)置焊料層18。作為僅在突出部13a上設(shè)置焊料層18的方法，舉出例如，在制作圖IB所示的支承部件10之后，進(jìn)一步利用焊料膏的涂布等來(lái)形成焊料層18的方法。
如圖18A所示，在多個(gè)電子器件裝置6的貫通孔2中插入遍及外周面的全長(zhǎng)而形成有焊料層18的突出部13a，從而使這些電子器件裝置6在支承基板11的第二主面lib上以層疊的狀態(tài)配置。如圖18B所示，若在焊料的熔點(diǎn)以上的溫度利用回流焊使焊料層18熔融，則利用由從焊料層18熔出的焊料形成的接合部18a，能夠?qū)⒍鄠€(gè)電子器件裝置6的各焊盤5與突出部13a—并電連接。根據(jù)該方法，能夠更加簡(jiǎn)化電子器件裝置6的安裝工序。另外，設(shè)置于支承部件19的連接端子15為焊料凸塊的情況下，在將突出部13a的焊料層18進(jìn)行回流焊而將電子器件裝置6安裝之后，也能夠形成焊料凸塊15?；蛘?，也可以對(duì)焊料層18與焊料凸塊15同時(shí)進(jìn)行回流焊。工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明能夠優(yōu)選利用于在支承部件等支承部件上安裝半導(dǎo)體芯片等電子器件裝置。符號(hào)說(shuō)明1…器件基板(芯片基板)；la、lb …主面；2…貫通孔；4...電路；6…電子器件裝置(半導(dǎo)體芯片)；8…保護(hù)層；10、10A、10B、10C、10D、20、100…支承部件；11、21…支承基板；lla、21a …第一主面；llb、21b …第二主面；12…貫通孔；13、13A、13B、13C、13D、23…貫通電極；13a、23a...突出部；15、25…連接端子(焊料凸塊)；16…突出部形成用輔助層；16a...連通孔；18…焊料層；26…母材;^a…母材孔；101、102…器件配置區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種電子器件安裝構(gòu)造，其特征在于，具備支承部件，該支承部件具有支承基板和貫通電極，該貫通電極從作為該支承基板的一方主面的第一主面朝向作為另一方主面的第二主面貫通所述支承基板，且具有從所述第二主面突出的突出部；以及電子器件裝置，該電子器件裝置具有形成有電路的器件基板和貫通該器件基板的兩主面間的貫通孔，所述電子器件裝置以所述支承部件的突出部插入到所述貫通孔的方式被配置于所述支承基板的第二主面上，所述電子器件裝置的電路與所述突出部電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件安裝構(gòu)造，其特征在于， 具備多個(gè)所述電子器件裝置，所述各電子器件裝置層疊于所述支承基板的第二主面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子器件安裝構(gòu)造，其特征在于，所述支承部件在所述支承基板的第二主面上具有多個(gè)利用所述突出部來(lái)配置所述電子器件裝置的器件配置區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子器件安裝構(gòu)造，其特征在于， 還具備包圍所述電子器件的保護(hù)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電子器件安裝構(gòu)造，其特征在于， 在所述突出部的外周面遍及所述突出部的全長(zhǎng)形成有焊料層，利用從所述焊料層熔出的焊料，使所述電子器件裝置的電路與所述突出部電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電子器件安裝構(gòu)造，其特征在于， 所述支承部件在所述第一主面?zhèn)染哂羞B接端子。
7.一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備具備權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電子器件安裝構(gòu)造。
8.一種電子器件安裝方法，其特征在于，具備第一工序，在該第一工序中準(zhǔn)備支承部件，其中所述支承部件具有支承基板和貫通電極，該貫通電極與從作為該支承基板的一方主面的第一主面朝向作為另一方主面的第二主面貫通所述支承基板，且具有從所述第二主面突出的突出部；第二工序，在該第二工序中準(zhǔn)備電子器件裝置，該電子器件裝置具有器件基板和貫通該器件基板的兩主面間的貫通孔；以及第三工序，在該第三工序中以所述支承部件的突出部插入到所述電子器件裝置的貫通孔的方式將所述電子器件裝置配置于所述支承基板的第二主面上，并將所述電子器件裝置的電路與所述突出部電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子器件安裝方法，其特征在于， 所述第一工序具有在所述支承基板的第二主面?zhèn)葘盈B具有比所述突出部的高度大的厚度的突出部形成用輔助層的工序；形成從所述支承基板的第一主面朝向第二主面貫通的貫通孔的工序； 形成從所述支承基板的貫通孔延長(zhǎng)并到達(dá)所述突出部形成用輔助層的內(nèi)部的連通孔的工序；在所述支承基板的貫通孔及所述連通孔中填充導(dǎo)體的工序；以及通過(guò)去除所述突出部形成用輔助層，露出所述支承基板的第二主面，并且形成貫通電極的工序，該貫通電極由所述導(dǎo)體構(gòu)成，從所述第一主面朝向所述第二主面貫通所述支承基板，且具有從所述第二主面突出的突出部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子器件安裝方法，其特征在于， 所述第一工序具有在具有比所述支承基板的厚度與所述突出部的高度之和大的厚度的母材上，自成為所述支承基板的第一主面形成孔的工序； 在所述孔中填充導(dǎo)體的工序；以及通過(guò)從所述母材的與所述第一主面相反一側(cè)起去除所述母材的一部分直至露出所述導(dǎo)體的一部分為止，形成所述支承基板的第二主面，并且形成貫通電極的工序，該貫通電極由所述導(dǎo)體構(gòu)成，從所述第一主面朝向所述第二主面貫通所述支承基板，且具有從所述第二主面突出的突出部。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的電子器件安裝方法，其特征在于，所述第一工序包含在所述突出部的外周面遍及所述突出部的全長(zhǎng)形成焊料層的工序；所述第三工序包含將所述支承部件的突出部插入到多個(gè)電子器件裝置的各貫通孔中并將這些電子器件裝置在所述支承基板的第二主面上以層疊狀態(tài)配置的工序、以及通過(guò)熔融所述焊料層而將所述多個(gè)電子器件裝置的各電路與所述突出部一并電連接的工序。
全文摘要
本發(fā)明的電子器件安裝構(gòu)造，具備支承部件，該支承部件具有支承基板和貫通電極，該貫通電極從作為該支承基板的一方主面的第一主面朝向作為另一方主面的第二主面貫通所述支承基板、且具有從所述第二主面突出的突出部；以及電子器件裝置，該電子器件裝置具有形成有電路的器件基板和貫通該器件基板的兩主面間的貫通孔，所述電子器件裝置以所述支承部件的突出部插入到所述貫通孔的方式被配置于所述支承基板的第二主面上，并所述電子器件裝置的電路與所述突出部電連接。
文檔編號(hào)H01L23/12GK102379038SQ20108001516
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者山本敏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)