半导体芯片内置配线基板及其制造方法技术

提供一种能够在提高半导体芯片的连接可靠性的同时能够使制造工序简单化并缩短制造时间的半导体芯片内置配线基板的制造方法。具体而言，在层叠工序中，将在电极(51a)上设有由Au构成的柱形凸点的半导体芯片(50)和形成有焊盘(31)的热硬化树脂薄膜(21b)经由热塑性树脂薄膜(22b)而在柱形凸点(52a)与焊盘(31)相对置的方向上配置。此外，在加压加热工序中，将焊盘(31)与柱形凸点(52a)、以及电极(51a)与柱形凸点(52a)通过固相扩散接合来接合，从而形成构成焊盘(31)的Cu与构成柱形凸点(52a)的Au的合金层、即CuAu合金层(522)，并且将电极(51a)的Al都AuAl合金化而成为不含有Al的AuAl合金层(521)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在含有热塑性树脂的绝缘基材上形成有配线部、内置有半导体芯片的。
技术介绍
以往，作为在含有热塑性树脂的绝缘基材上形成有配线部、内置有电子部件的部件内置基板的制造方法，已知有例如专利文献1中所记载的方法。在该制造方法中，将多张树脂薄膜层叠以内置电子部件，从而形成层叠体，该多张树脂薄膜包括在表面上形成有导体图案的树脂薄膜、在通孔内填充有导电性糊的树脂薄膜。并且，通过对层叠体一边从上下加压一边加热，使树脂薄膜中含有的热塑性树脂软化，由此，使树脂薄膜相互粘接而一起一体化，并且将电子部件封固。此外，将填充在通孔内的导电糊烧结而形成层间连接部(导电性组成物)，将电子部件的电极与对应的焊盘(〃 ,K)(导体图案)电连接、或将导体图案彼此电连接。由此，能够将内置有电子部件的多层基板通过加压、加热一起形成，能够使制造工艺简单化。然而，在集成了元件的半导体芯片(IC芯片)中，由于元件的高集成化、高速化、半导体芯片(内置有该半导体芯片的基板)的体积的增大抑制等，电极的间隔变得越来越窄 (所谓窄间距)。因此，在作为内置的电子部件而采用半导体芯片(裸芯片)、不进行再配线地进行倒装片安装的情况下，在上述方法中，可以想到如果想要确保相邻的层间连接部间的电绝缘性，则必须形成直径很小(例如直径为几ym ΙΟμπι左右)的通孔，通孔的形成及导电性糊的填充变得困难。此外，由于导电性糊的填充量也较少，所以可以想到不能确保足够量的、与构成半导体芯片的电极及基板的焊盘的金属进行扩散接合的导电性粒子。对此，也可以考虑采用在半导体芯片的电极上设置柱形凸点(studbump)、将该柱形凸点连接在基板的焊盘上的倒装片安装。特别是，如专利文献2中记载那样，如果通过一边加压一边加热、将半导体芯片的Au凸点与基板的铜焊盘(电极)直接接合，则能够对应于窄间距并提高电连接可靠性。另一方面，作为使半导体芯片的电极与凸点之间的连接可靠性提高的技术，有在专利文献3中公开的、具有Al电极和Au (金)凸点之间的接合构造的半导体封装。在该半导体封装中，对于半导体芯片(晶体管芯片)的Al电极，通过球焊法形成Au凸点，在该阶段中，通过例如300°C -2h或250°C -IOh的热处理将构成Au凸点下的Al电极的Al都改变为AuAl合金。由此，能够使Al电极/Au凸点的强度提高。日本特开2007-3M550号公报日本特开2001-60602号公报日本特开2000-349125号公报但是，如专利文献2所示，为了将凸点与焊盘直接接合，作为加压、加热时间而需要所需的时间。此外，如专利文献3所示，为了将构成Al电极的Al都改变为AuAl合金，也需要所需的时间(例如300°C- 或250°C-IOh)。因此，为了形成半导体芯片内置配线基板而花费的时间变长。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题，第1目的是提供一种能够提高半导体芯片的连接可靠性并使制造工序简单化、能够缩短制造时间的半导体芯片内置配线基板的制造方法。此外，第2 目的是提供一种能够提高半导体芯片的连接可靠性的半导体芯片内置配线基板。为了达到上述目的，根据本专利技术的第1技术方案，是一种半导体芯片内置配线基板的制造方法，该半导体芯片内置配线基板内置有半导体芯片，该半导体芯片在一个面上具有含有Al类材料的第1电极，其特征在于，具备以下工序层叠工序，将包括在表面上形成有由Cu构成的导体图案的树脂薄膜和在通孔内填充有导电性糊的树脂薄膜的多张树脂薄膜层叠而成为层叠体，以使含有热塑性树脂的热塑性树脂薄膜至少隔1张地配置并邻接于半导体芯片的电极形成面及该电极形成面的背面；以及加压加热工序，通过将层叠体一边加热一边从层叠方向上下进行加压，使热塑性树脂软化而将多张树脂薄膜一起一体化并且将半导体芯片封固，将导电性糊中的导电性粒子作为烧结体，形成具有该烧结体和导体图案的配线部；在层叠工序中，将在第1电极上设有由Au构成的柱形凸点的半导体芯片、和由树脂薄膜构成且作为导体图案的一部分而形成有焊盘的第1薄膜，隔着作为热塑性树脂薄膜的第2薄膜地在柱形凸点与焊盘相对置的方向配置；在加压加热工序中，通过将焊盘与柱形凸点、以及第1电极与柱形凸点通过固相扩散接合而接合，形成构成焊盘的Cu与构成柱形凸点的Au的合金层、即CuAu合金层，并且，将第1电极的与柱形凸点对置的部位的厚度方向的Al全部AuAl合金化而使第1电极为不含有Al的AuAl合金层。在本专利技术的上述第1技术方案中，将包括热塑性树脂薄膜的多张树脂薄膜层叠而成为层叠体，以使热塑性树脂薄膜至少隔1张地配置并邻接于半导体芯片的电极形成面及该电极形成面的背面。因而，通过由加压加热使热塑性树脂薄膜含有的热塑性树脂软化，从而将多张树脂薄膜一起一体化，并且能够至少通过邻接于半导体芯片的热塑性树脂薄膜将半导体芯片封固。此外，通过上述加压加热，能够将导电性糊中的导电性粒子作为烧结体而与导体图案一起形成配线部。因此，能够使制造工序简单化。进而，将该层叠体在加压加热工序中，通过将焊盘与柱形凸点、以及第1电极与柱形凸点通过固相扩散接合而接合，形成构成焊盘的Cu与构成柱形凸点的Au之间的合金层、 即CuAu合金层，并且第1电极的Al在与柱形凸点对置的部位的厚度方向上都AuAl合金化而形成AuAl合金层。这样，通过在柱形凸点的两侧(半导体芯片侧和其相反侧)形成合金层，能够提高半导体芯片的连接可靠性。特别是，在柱形凸点的半导体芯片侧，如果半导体芯片的第1电极的Al残留(即如果Al残留在半导体芯片与柱形凸点之间)，则在高温的使用环境中，构成柱形凸点的Au 固相扩散到残留的Al中，生成Au5A12。该Au5Al2的成长速度显著地比Au4Al快，因此，Au的扩散赶不上Au5Al2的生成，在Au4Al与Au5Al2的界面处产生柯肯达尔空孔。此外，以该柯肯达尔空孔为起点而发生裂纹。所以，在本专利技术的第1技术方案中，通过将第1电极中的与柱形凸点对置的部位的厚度方向的Al都AuAl合金化而形成AuAl合金层，即使在高温的使用环境中也能够防止构成柱形凸点的Au固相扩散，所以能够抑制柯肯达尔空孔及裂纹发生。这样，本专利技术利用对层叠体的加压加热工序时的热和压力，形成构成焊盘的Cu与构成柱形凸点的Au之间的合金层、即CuAu合金层，并且将第1电极中的与柱形凸点对置的部位的厚度方向上的Al全部AuAl合金化而成为AuAl合金层，所以，与通过球焊法在Al电极上形成Au凸点时将Al电极的Al都AlAu合金化、进而在倒装片安装工序中使柱形凸点与焊盘成为接合状态、然后实施加压加热工序的方法相比，能够缩短制造时间。此外，该CuAu 合金层及AuAl合金层也可以通过该加压加热工序而用热塑性树脂薄膜封固。以上，能够在提高半导体芯片的连接可靠性的同时使半导体芯片内置配线基板的制造工序简单化，能够缩短制造时间。另外，作为多张树脂薄膜，也可以除了热塑性树脂薄膜以外还具有含有热硬化树脂的热硬化树脂薄膜。在加压加热工序中，由于使构成热塑性树脂薄膜的热塑性树脂软化、 由此将树脂薄膜彼此粘接而一体化，所以作为层叠体，只要热塑性树脂薄膜至少隔1张地配置就可以。作为含有热塑性树脂的热塑性树脂薄膜，除了含有热塑性树脂的第2薄膜以外， 也可以采用在含有热塑性树脂的同时还含有玻璃纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体芯片内置配线基板的制造方法，该半导体芯片内置配线基板内置有半导体芯片，该半导体芯片在一个面上具有含有Ａｌ类材料的第１电极，其特征在于，具备以下工序：层叠工序，将包括在表面上形成有由Ｃｕ构成的导体图案的树脂薄膜和在通孔内填充有导电性糊的树脂薄膜的多张树脂薄膜层叠而成为层叠体，以使含有热塑性树脂的热塑性树脂薄膜至少隔１张地配置并邻接于半导体芯片的电极形成面及该电极形成面的背面；以及加压加热工序，通过将上述层叠体一边加热一边从层叠方向上下进行加压，使上述热塑性树脂软化而将多张上述树脂薄膜一起一体化并且将上述半导体芯片封固，将上述导电性糊中的导电性粒子作为烧结体，形成具有该烧结体和上述导体图案的配线部；在上述层叠工序中，将在上述第１电极上设有由Ａｕ构成的柱形凸点的上述半导体芯片、和由上述树脂薄膜构成且作为上述导体图案的一部分而形成有焊盘的第１薄膜，隔着作为上述热塑性树脂薄膜的第２薄膜地在上述柱形凸点与上述焊盘相对置的方向上配置；在上述加压加热工序中，通过将上述焊盘与上述柱形凸点、以及上述第１电极与上述柱形凸点通过固相扩散接合来进行接合，形成构成上述焊盘的Ｃｕ与构成上述柱形凸点的Ａｕ的合金层、即ＣｕＡｕ合金层，并且，将上述第１电极的与上述柱形凸点对置的部位的厚度方向的Ａｌ全部ＡｕＡｌ合金化而使该第１电极为不含有Ａｌ的ＡｕＡｌ合金层。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：近藤宏司，多田和夫，大谷祐司，铃木俊夫，原田嘉治，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP