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JP2002359342A - Intermediate substrate for multi-chip module - Google Patents

Intermediate substrate for multi-chip module

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JP2002359342A
JP2002359342A JP2001163734A JP2001163734A JP2002359342A JP 2002359342 A JP2002359342 A JP 2002359342A JP 2001163734 A JP2001163734 A JP 2001163734A JP 2001163734 A JP2001163734 A JP 2001163734A JP 2002359342 A JP2002359342 A JP 2002359342A
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JP
Japan
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intermediate substrate
wiring
base
insulating layer
electric insulating
Prior art date
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Application number
JP2001163734A
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Japanese (ja)
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JP4892791B2 (en
Inventor
Satoru Kuramochi
悟 倉持
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期信頼性、高集積性、小型軽量性等に優れ
る電子デバイスを可能とするマルチチップモジュール用
の中間基板を提供する。 【解決手段】 ピッチが10〜30μmの範囲である1
層構造または2層構造の配線が電気絶縁層を介して基台
の一方の面に形成され、かつ、基台の熱膨張係数が10
ppm以下である構成とすることにより、半導体チップ
を複数個実装するフェースダウン型マルチチップモジュ
ール用の中間基板とした。
(57) [Problem] To provide an intermediate substrate for a multi-chip module that enables an electronic device having excellent long-term reliability, high integration, small size and light weight, and the like. The pitch is in the range of 10 to 30 μm.
A wiring having a two-layer structure or a two-layer structure is formed on one surface of the base via an electrical insulating layer, and the base has a coefficient of thermal expansion of 10
By setting it to be less than ppm, an intermediate substrate for a face-down type multi-chip module on which a plurality of semiconductor chips are mounted is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを複
数個実装するマルチチップモジュール用の中間基板に係
り、特にフェースダウン型マルチチップモジュールに使
用するための中間基板に関する。
The present invention relates to an intermediate substrate for a multi-chip module on which a plurality of semiconductor chips are mounted, and more particularly to an intermediate substrate for use in a face-down type multi-chip module.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子デバイスの高性能化、高速
化、小型化、軽量化にともない、部品実装密度をいかに
向上させるかが重要なポイントとなっている。この部品
のひとつである半導体デバイス・チップについても、ボ
ンディング・ワイヤとリード・フレームとを用いた従来
のパッケージに加え、有機基板を利用し、エレアアレイ
型にハンダバンプを配置したパッケージ基板がある。
2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices have become higher in performance, higher in speed, smaller in size, and lighter in weight, it has become an important point how to increase the component mounting density. For a semiconductor device chip, which is one of these components, there is a package substrate in which an organic substrate is used and solder bumps are arranged in an area array type, in addition to a conventional package using a bonding wire and a lead frame.

【0003】上記のパッケージ基板として最も多く用い
られているものは、ガラス繊維強化エポキシ樹脂やポリ
イミド樹脂等の樹脂材料からなる有機基板であり、これ
らの有機基板は安価で衝撃にも比較的強いため、民生用
機器に多く採用されている。この有機基板上には印刷ま
たはエッチングにより銅(Cu)膜に代表される導電膜
パターンが形成されており、半導体デバイス・チップそ
の他の部品は、その接続端子を上記の導電膜パターンの
末端に形成されている接続パッド部に位置合わせしなが
ら実装される。
The most frequently used package substrates are organic substrates made of a resin material such as glass fiber reinforced epoxy resin and polyimide resin. These organic substrates are inexpensive and relatively resistant to impact. , Is widely used in consumer devices. A conductive film pattern typified by a copper (Cu) film is formed on the organic substrate by printing or etching, and the connection terminals of semiconductor devices, chips and other components are formed at the ends of the conductive film pattern. It is mounted while being aligned with the connection pad portion.

【0004】一方、パッケージを持たないチップ(ベア
チップ)を直接に実装基板上の導電膜パターンに接続す
るベアチップ実装法が提案されている。ベアチップ実装
法では、予め実装基板上に形成された導電膜パターンの
接続パッド部に、ボンディング・ワイヤ、ハンダや金属
球等からなるバンプ、異方性導電膜、導電性接着剤、光
収縮性樹脂等の接続手段を用いて半導体デバイス・チッ
プが実装される。チップがパッケージに封入されていな
い分、チップと実装基板上の導電膜パターンとの間の接
続経路を単純化かつ短縮することができ、また実装密度
が向上できる分、他チップとの間の距離も短縮すること
ができる。したがって、小型軽量化はもちろん、信号処
理の高速化も期待することができる。
On the other hand, a bare chip mounting method has been proposed in which a chip (bare chip) having no package is directly connected to a conductive film pattern on a mounting substrate. In the bare chip mounting method, bonding wires, bumps made of solder or metal spheres, anisotropic conductive films, conductive adhesives, light-shrinkable resins are formed on connection pad portions of a conductive film pattern formed on a mounting substrate in advance. The semiconductor device chip is mounted using connection means such as. Because the chip is not encapsulated in the package, the connection path between the chip and the conductive film pattern on the mounting board can be simplified and shortened, and the distance between the chip and other chips can be improved because the mounting density can be improved. Can also be shortened. Therefore, not only a reduction in size and weight but also an increase in the speed of signal processing can be expected.

【0005】また近年、実装構造では、より高速な信号
伝達を行うために、配線層を伴った基板からなる中間基
板にLSI等半導体素子のチップをベアチップで搭載
し、この中間基板をプリント基板に接合する、いわゆ
る、マルチチップモジュールが提案されている。さらに
は、多種の機能を一つのモジュールに実現するために、
異種の半導体や電子部品を一つのパッケージに収めたシ
ステムインパッケージが提案されている。このようなマ
ルチチップモジュール用の中間基板として、従来、セラ
ミック基板、有機基板が提案されている。
In recent years, in a mounting structure, in order to transmit signals at a higher speed, a semiconductor device chip such as an LSI is mounted as a bare chip on an intermediate substrate including a wiring layer, and the intermediate substrate is mounted on a printed circuit board. A so-called multi-chip module to be joined has been proposed. Furthermore, in order to realize various functions in one module,
A system-in-package in which different types of semiconductors and electronic components are contained in one package has been proposed. As an intermediate substrate for such a multichip module, a ceramic substrate and an organic substrate have been conventionally proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミック基
板からなる中間基板を用いた方法では、グリーンシート
を焼成した際に、縮み、反り、割れ等の障害が発生する
ので、導体層がオープン不良を起こすことのないよう
に、複雑な焼成条件のもとでパターン形成を行う必要が
あり、このため、種々の工程を必要とし、製造プロセス
に長い時間を要していた。
However, in the method using an intermediate substrate made of a ceramic substrate, when the green sheet is fired, obstacles such as shrinkage, warpage, and cracks are generated, so that the conductor layer has an open defect. In order to prevent such a phenomenon, it is necessary to form a pattern under complicated firing conditions, which requires various steps and a long time for the manufacturing process.

【0007】一方、有機基板を用いたビルドアップ基板
では、スルーホールを形成し、内装の導通化、穴埋め処
理を必要とするので、工程が複雑であり、また、表面の
凹凸が大きく、微細配線を形成することが難しく、結果
として層数が増えるという欠点があった。
On the other hand, in the case of a build-up substrate using an organic substrate, through-holes are required to be formed, conduction of the interior is required, and a hole filling process is required. Is difficult to form, resulting in an increase in the number of layers.

【0008】また、半導体チップのパッドが微細化した
場合に、半導体チップと有機基板との熱膨張係数のミス
マッチによる実装ストレスが大きくなるといった問題点
があった。例えば、ベアチップ実装される半導体デバイ
ス・チップがシリコン系のデバイス・チップである場
合、シリコンの熱膨張係数は3ppm程度であるが、有
機基板の熱膨張係数は10〜15ppm程度と大きく、
このような有機基板上にシリコン系半導体デバイス・チ
ップを実装すると、両者の熱膨張係数の大きな不整合に
起因して、使用環境の大きな温度変化が生じるたびに両
者の接合部において引っ張り応力や圧縮応力が働くこと
になる。この結果、接合部に疲労が蓄積され、結果的に
電子デバイスの長期信頼性が損われる原因となってい
た。本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもの
であり、長期信頼性、高集積性、小型軽量性等に優れる
電子デバイスを可能とするマルチチップモジュール用の
中間基板を提供することを目的とする。
Further, when the pads of the semiconductor chip are miniaturized, there is a problem that the mounting stress is increased due to a mismatch in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor chip and the organic substrate. For example, when the semiconductor device chip mounted on the bare chip is a silicon-based device chip, the thermal expansion coefficient of silicon is about 3 ppm, but the thermal expansion coefficient of the organic substrate is as large as about 10 to 15 ppm.
When a silicon-based semiconductor device chip is mounted on such an organic substrate, a tensile stress or a compressive stress occurs at the joint of the two members each time a large temperature change in the operating environment occurs due to a large mismatch between the two. Stress will work. As a result, fatigue accumulates at the joints, resulting in a loss of long-term reliability of the electronic device. The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an intermediate substrate for a multi-chip module that enables an electronic device having excellent long-term reliability, high integration, small size, and light weight. Aim.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、半導体チップを複数個実装するフ
ェースダウン型マルチチップモジュール用の中間基板に
おいて、基台と、該基台の一方の面に電気絶縁層を介し
て形成された配線とを備え、前記基台の熱膨張係数は1
0ppm以下であり、前記配線はピッチが10〜30μ
mの範囲である1層構造または2層構造の配線であるよ
うな構成とした。また、本発明の好ましい態様として、
前記電気絶縁層上に前記配線の一部を覆い、かつ、該配
線との導通をとるためのスルーホールを有する電気絶縁
パターンを備えているような構成、前記基台と前記電気
絶縁層との間にグランド層を備えるような構成とした。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides an intermediate substrate for a face-down type multi-chip module on which a plurality of semiconductor chips are mounted. A wiring formed on one surface with an electrical insulating layer interposed therebetween, wherein the base has a coefficient of thermal expansion of 1
0 ppm or less, and the wiring has a pitch of 10 to 30 μm.
The configuration was such that the wiring had a one-layer structure or a two-layer structure in the range of m. In a preferred embodiment of the present invention,
A structure that covers a part of the wiring on the electric insulating layer, and includes an electric insulating pattern having a through hole for conducting with the wiring, the base and the electric insulating layer The configuration was such that a ground layer was provided between them.

【0010】また、本発明の好ましい態様として、前記
基台と前記電気絶縁層との間に接着層を備えるような構
成、前記接着層と前記電気絶縁層との間にグランド層を
備えるような構成とした。また、本発明の好ましい態様
として、前記基台は、前記電気絶縁層側に所望の回路を
有し、前記配線の所望部位と前記回路とが前記電気絶縁
層に設けられたスルーホールを介して導通されているよ
うな構成、前記電気絶縁層中にグランド層を備えるよう
な構成とした。さらに、本発明の好ましい態様として、
前記基台はシリコンであるような構成とした。
In a preferred aspect of the present invention, a structure in which an adhesive layer is provided between the base and the electrical insulating layer, and a ground layer is provided between the adhesive layer and the electrical insulating layer. The configuration was adopted. In a preferred aspect of the present invention, the base has a desired circuit on the electric insulating layer side, and a desired portion of the wiring and the circuit are provided through a through hole provided in the electric insulating layer. A configuration in which conduction is provided, and a configuration in which a ground layer is provided in the electric insulating layer. Further, as a preferred embodiment of the present invention,
The base was made of silicon.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明のマルチチ
ップモジュール用の中間基板の一実施形態を示す平面図
であり、図2は、図1に示される中間基板のA−A線に
おける縦断面図である。図1および図2において、本発
明の中間基板1は、基台2と、この基台2の一方の面に
形成された電気絶縁層3と、この電気絶縁層3上に形成
された配線4とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an intermediate substrate for a multichip module according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA of the intermediate substrate shown in FIG. 1 and 2, an intermediate substrate 1 according to the present invention includes a base 2, an electric insulating layer 3 formed on one surface of the base 2, and a wiring 4 formed on the electric insulating layer 3. And

【0012】中間基板1を構成する基台2は、熱膨張係
数が10ppm以下、好ましくは1〜8ppmの範囲で
ある材料からなる。このような低熱膨張係数の材料とし
ては、シリコン、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、セラミ
ックス、ガラス、金属等が挙げられが、これらの中で、
特にLSI等の半導体デバイス・チップと同種のシリコ
ンを基台2に使用することが好ましい。基台2をシリコ
ンとすることにより、中間基板1と半導体デバイス・チ
ップの熱膨張係数の整合がより高いものとなり、微細な
パッドを備えたシリコン系の半導体デバイス・チップを
実装した場合にも、使用環境の大きな温度変化による接
合部での応力発生が防止でき、接合部への疲労蓄積が低
減されて長期信頼性が高いものとなる。また、シリコン
は熱伝導性が高いので、本発明の中間基板は優れた熱放
散性を有するものとなる。このような材料からなる基台
2の厚みは、例えば、50〜800μmの範囲で適宜設
定することができる。
The base 2 forming the intermediate substrate 1 is made of a material having a coefficient of thermal expansion of 10 ppm or less, preferably in the range of 1 to 8 ppm. Examples of such a material having a low coefficient of thermal expansion include silicon, glass fiber reinforced epoxy resin, ceramics, glass, and metal.
In particular, it is preferable to use the same type of silicon for the base 2 as a semiconductor device chip such as an LSI. When the base 2 is made of silicon, the matching of the thermal expansion coefficient between the intermediate substrate 1 and the semiconductor device chip becomes higher, and even when a silicon-based semiconductor device chip having fine pads is mounted, The generation of stress at the joint due to a large temperature change in the use environment can be prevented, the accumulation of fatigue at the joint is reduced, and the long-term reliability is high. Further, since silicon has high thermal conductivity, the intermediate substrate of the present invention has excellent heat dissipation. The thickness of the base 2 made of such a material can be appropriately set, for example, in the range of 50 to 800 μm.

【0013】中間基板1を構成する電気絶縁層3は、二
酸化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウム等の無機絶縁
性材料、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ樹
脂等の有機絶縁性材料を用いて形成することができる。
また、電気絶縁層3の厚みは、上記の無機絶縁性材料を
用いる場合、0.1〜10μmの範囲、上記の有機絶縁
性材料を用いる場合、1〜20μmの範囲で適宜設定す
ることができる。
The electric insulating layer 3 constituting the intermediate substrate 1 can be formed using an inorganic insulating material such as silicon dioxide, alumina, aluminum nitride or the like, or an organic insulating material such as polyimide, benzocyclobutene or epoxy resin. it can.
In addition, the thickness of the electric insulating layer 3 can be appropriately set in the range of 0.1 to 10 μm when using the above-mentioned inorganic insulating material, and in the range of 1 to 20 μm when using the above-mentioned organic insulating material. .

【0014】中間基板1を構成する配線4は、半導体デ
バイス・チップ等を実装するためのチップ側パッド4a
と、はんだボールを介してプリント基板上の端子との接
合を行うためのボール側パッド4bと、個々のチップ側
パッド4aとボール側パッド4bとを接続するための引
き出しリード4cからなっている。図示例では、煩雑さ
を避け説明を容易とするために、中間基板1の中央部に
チップ側パッド4aが32個、中間基板の周辺部近傍に
ボール側パッド4bが32個形成されたものであるが、
本発明の中間基板を構成する配線は図示例に限定される
ものではなく、パッド数、パッド配置、リードのパター
ン形状等は適宜設定することができる。
The wiring 4 forming the intermediate substrate 1 includes chip-side pads 4a for mounting semiconductor devices and chips.
And a ball-side pad 4b for bonding to a terminal on a printed circuit board via a solder ball, and a lead-out lead 4c for connecting each chip-side pad 4a and the ball-side pad 4b. In the illustrated example, 32 chip-side pads 4a are formed in the center of the intermediate substrate 1 and 32 ball-side pads 4b are formed in the vicinity of the peripheral portion of the intermediate substrate in order to simplify the description and avoid complexity. There is
The wiring constituting the intermediate substrate of the present invention is not limited to the illustrated example, and the number of pads, pad arrangement, lead pattern shape, and the like can be appropriately set.

【0015】上記のような配線4は、そのピッチが小さ
いほど高密度に配線を引きまわせるが、配線幅が5μm
未満になると電気抵抗が大きくなるので、配線幅は5μ
m以上であることが好ましく、しがたって、配線4のピ
ッチの下限は10μmが好ましい。また、配線4のピッ
チの上限は、高密度化を考慮して30μmが好ましいも
のとなる。ここで、本発明において配線のピッチとは、
高密度化のために最も接近させて配線を引きまわす必要
のある部位における隣り合うパッド間の中心距離、隣り
合うパッドとリード間の中心距離、あるいは、隣り合う
リード間の中心距離を意味する。例えば、図1に示され
る例では、引き出しリード4cがチップ側パッド4a間
を通る部位におけるチップ側パッド4aと引き出しリー
ド4cとの中心距離、8本の引き出しリード4cが平行
に配設されている部位における隣り合う引き出しリード
4c間の中心距離を意味する。したがって、配線の引き
まわしに余裕のある部位においては、配線のピッチが3
0μmを超えることがある。
In the wiring 4 as described above, the smaller the pitch, the higher the density of the wiring, but the wiring width is 5 μm.
If the width is less than 5 μm, the electric resistance increases.
m or more, and therefore, the lower limit of the pitch of the wiring 4 is preferably 10 μm. In addition, the upper limit of the pitch of the wiring 4 is preferably 30 μm in consideration of higher density. Here, the pitch of the wiring in the present invention is:
It means the center distance between adjacent pads, the center distance between adjacent pads and leads, or the center distance between adjacent leads in a portion where wiring needs to be routed in the closest way for high density. For example, in the example shown in FIG. 1, the center distance between the chip-side pad 4a and the lead-out lead 4c in a portion where the lead-out lead 4c passes between the chip-side pads 4a, and the eight lead-out leads 4c are arranged in parallel. It means the center distance between adjacent lead leads 4c in the region. Therefore, in a portion where there is room for routing the wiring, the wiring pitch is 3
It may exceed 0 μm.

【0016】このように、配線4のピッチを10〜30
μmの範囲とすることにより、配線を1層構造あるいは
2層構造とするだけで微細配線が可能であり、従来の多
層配線は不要となって、積層工程数を大幅に低減でき
る。例えば、10mm角の481ピンの半導体チップを
実装する場合、2層構造の配線を形成することにより、
中間基板は外形寸法が約20mm角となり、小型化が可
能となる。このような配線4は、銅、銀、金等の従来の
導電材料を用いて形成することができる。
As described above, the pitch of the wiring 4 is set to 10 to 30.
When the thickness is in the range of μm, fine wiring can be achieved only by forming the wiring in a one-layer structure or a two-layer structure, and the conventional multilayer wiring becomes unnecessary, and the number of laminating steps can be greatly reduced. For example, when mounting a 481-pin semiconductor chip of 10 mm square, by forming wiring of a two-layer structure,
The outer dimensions of the intermediate substrate are approximately 20 mm square, and the size can be reduced. Such a wiring 4 can be formed using a conventional conductive material such as copper, silver, and gold.

【0017】尚、上述のような中間基板1では、搭載す
る半導体デバイス・チップの機能安定化(インダクタン
ス低減、クロストークノイズ低減、特性インピーダンス
の制御等)のために、基台2と電気絶縁層3との間にグ
ランド層を介在させてもよい。グランド層は、従来公知
の導電材料を用いて形成することができる。このように
グランド層を設ける場合、例えば、電気絶縁層3にスル
ーホールを形成したり、ワイヤボンディング等により、
グランド層と配線4の所定のパッドとを接続することが
できる。
In the intermediate substrate 1 as described above, the base 2 and the electric insulating layer are used to stabilize the functions of the semiconductor device chip to be mounted (reduce inductance, reduce crosstalk noise, control characteristic impedance, etc.). 3, a ground layer may be interposed. The ground layer can be formed using a conventionally known conductive material. When the ground layer is provided in this manner, for example, a through hole is formed in the electric insulating layer 3 or wire bonding is performed.
The ground layer and a predetermined pad of the wiring 4 can be connected.

【0018】図3は、上述のような本発明の中間基板1
に半導体チップを実装した態様を示す図である。図3に
おいて、半導体チップ51は、その端子部52を中間基
板1の配線4のチップ側パッド4a上に直接に接合して
搭載されている。一方、中間基板1の配線4のボール側
パッド4b上には、はんだボール61が形成されてい
る。本発明の中間基板1は、基台2の熱膨張係数が10
ppm以下であるので、半導体チップ51が熱膨張係数
の小さなシリコン系半導体チップであっても、実装スト
レスを低減することができ、接合部への疲労蓄積が低減
され長期信頼性が高いものとなる。このように半導体チ
ップ51を実装した中間基板1は、半導体チップ51側
をプリント基板側(フェースダウン型)とするようにし
て、はんだボール61を介してプリント基板上に接合す
ることができる。
FIG. 3 shows an intermediate substrate 1 according to the present invention as described above.
FIG. 3 is a diagram showing an aspect in which a semiconductor chip is mounted on the semiconductor device. In FIG. 3, the semiconductor chip 51 is mounted with its terminal portion 52 directly bonded to the chip-side pad 4 a of the wiring 4 of the intermediate substrate 1. On the other hand, solder balls 61 are formed on the ball-side pads 4b of the wiring 4 of the intermediate substrate 1. The intermediate substrate 1 of the present invention has a base 2 having a thermal expansion coefficient of 10
ppm or less, even if the semiconductor chip 51 is a silicon-based semiconductor chip having a small coefficient of thermal expansion, the mounting stress can be reduced, the fatigue accumulation at the junction is reduced, and the long-term reliability is high. . The intermediate board 1 on which the semiconductor chip 51 is mounted as described above can be joined to the printed board via the solder balls 61 such that the semiconductor chip 51 side is the printed board side (face-down type).

【0019】図4は、本発明のマルチチップモジュール
用の中間基板の他の実施形態を示す図2相当の縦断面図
である。図4において、本発明の中間基板11は、基台
12と、この基台12の一方の面に形成された電気絶縁
層13と、この電気絶縁層13上に形成された配線14
と、配線14の一部を覆うように形成された電気絶縁パ
ターン15とを備えている。中間基板11を構成する基
台12、電気絶縁層13は、上述の中間基板1を構成す
る基台2、電気絶縁層3と同様とすることができ、ここ
での説明は省略する。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 2 showing another embodiment of the intermediate substrate for a multichip module of the present invention. In FIG. 4, an intermediate substrate 11 of the present invention includes a base 12, an electric insulating layer 13 formed on one surface of the base 12, and a wiring 14 formed on the electric insulating layer 13.
And an electrical insulating pattern 15 formed so as to cover a part of the wiring 14. The base 12 and the electric insulating layer 13 constituting the intermediate substrate 11 can be the same as the base 2 and the electric insulating layer 3 constituting the above-described intermediate substrate 1, and the description thereof is omitted.

【0020】また、中間基板11を構成する配線14
も、上述の中間基板1を構成する配線4と基本的に同様
である。すなわち、配線14は、半導体デバイス・チッ
プ等を実装するためのチップ側パッド14aと、はんだ
ボールを介してプリント基板上の端子との接合を行うた
めのボール側パッド14bと、個々のチップ側パッド1
4aとボール側パッド14bとを接続するための引き出
しリード14cからなっている。このような配線14の
ピッチは10〜30μmの範囲が好ましく、配線幅は5
μm以上が好ましい。
The wiring 14 forming the intermediate substrate 11
This is basically the same as the wiring 4 forming the intermediate substrate 1 described above. That is, the wiring 14 includes a chip-side pad 14a for mounting a semiconductor device chip or the like, a ball-side pad 14b for bonding to a terminal on a printed board via a solder ball, and an individual chip-side pad. 1
4a and lead-out leads 14c for connecting the ball-side pads 14b. The pitch of such wiring 14 is preferably in the range of 10 to 30 μm, and the wiring width is 5 μm.
μm or more is preferred.

【0021】中間基板11を構成する電気絶縁パターン
15は、上記のボール側パッド14bを覆うように、電
気絶縁層13の周辺部近傍に回廊形状に形成されてい
る。この電気絶縁パターン15にはスルーホール16が
設けられており、このスルーホール16内に形成された
導電性層17を介して、電気絶縁パターン15の表面1
5a側はボール側パッド14bに導通されている。上記
の電気絶縁パターン15は、ポリイミド、ベンゾシクロ
ブテン、エポキシ樹脂等の材料で形成することができ
る。この電気絶縁パターン15の厚みは1〜20μmの
範囲で適宜設定することができる。
The electrical insulating pattern 15 constituting the intermediate substrate 11 is formed in a corridor shape near the peripheral portion of the electrical insulating layer 13 so as to cover the ball-side pads 14b. The electric insulating pattern 15 is provided with a through-hole 16, and a surface 1 of the electric insulating pattern 15 is provided through a conductive layer 17 formed in the through-hole 16.
The 5a side is electrically connected to the ball side pad 14b. The above-mentioned electric insulation pattern 15 can be formed of a material such as polyimide, benzocyclobutene, or epoxy resin. The thickness of the electrically insulating pattern 15 can be appropriately set in the range of 1 to 20 μm.

【0022】上述のような本発明の中間基板11に半導
体チップを搭載してプリント基板上に実装する場合、半
導体チップの端子部を中間基板11の配線14のチップ
側パッド14a上に直接に接合して半導体チップを搭載
する。また、中間基板11の電気絶縁パターン15の表
面15a側に位置する導電性層17上に半田ボールを形
成する。本発明の中間基板11は、基台12の熱膨張係
数が10ppm以下であるので、半導体チップが熱膨張
係数の小さなシリコン系半導体チップであっても、実装
ストレスを低減することができ、接合部への疲労蓄積が
低減されて長期信頼性が高いものとなる。
When a semiconductor chip is mounted on the intermediate substrate 11 of the present invention as described above and mounted on a printed circuit board, the terminal portion of the semiconductor chip is directly joined to the chip-side pad 14a of the wiring 14 of the intermediate substrate 11. And mount the semiconductor chip. Further, a solder ball is formed on the conductive layer 17 located on the surface 15a side of the electrical insulating pattern 15 of the intermediate substrate 11. In the intermediate substrate 11 of the present invention, since the thermal expansion coefficient of the base 12 is 10 ppm or less, the mounting stress can be reduced even if the semiconductor chip is a silicon-based semiconductor chip having a small thermal expansion coefficient. And the long-term reliability is high.

【0023】尚、このような中間基板11においても、
上述の中間基板1と同様に、搭載する半導体デバイス・
チップの機能安定化のために、基台12と電気絶縁層1
3との間にグランド層を介在させてもよい。グランド層
は、従来公知の導電材料を用いて形成することができ
る。このようにグランド層を設ける場合、例えば、電気
絶縁層13にスルーホールを形成したり、ワイヤボンデ
ィング等により、グランド層と配線14の所定のパッド
とを接続することができる。
Incidentally, even in such an intermediate substrate 11,
As with the intermediate substrate 1 described above,
In order to stabilize the function of the chip, the base 12 and the electric insulating layer 1
3, a ground layer may be interposed. The ground layer can be formed using a conventionally known conductive material. When the ground layer is provided in this manner, for example, a through hole is formed in the electric insulating layer 13 or a predetermined pad of the wiring 14 can be connected by wire bonding or the like.

【0024】上記のように半導体チップを実装した中間
基板11は、半導体チップ側をプリント基板側(フェー
スダウン型)とするようにして、はんだボール(配線1
4のボール側パッド14bに導通されている)を介して
プリント基板上に接合することができる。ここで、プリ
ント基板は、一般に熱膨張係数が10〜15ppm程度
と大きく、使用環境に大きな温度変化が生じる場合、プ
リント基板に伸縮が発生する。一方、本発明の中間基板
11は、上述のように熱膨張係数が小さい基台12を備
えているので、使用環境に大きな温度変化が生じても、
安定した形状寸法を維持する。このため、プリント基板
と本発明の中間基板11との接合部において引っ張り応
力や圧縮応力が働くが、本発明の中間基板11は、上記
の応力を電気絶縁パターン15が吸収するので、接合部
への疲労蓄積が防止される。
The intermediate substrate 11 on which the semiconductor chip is mounted as described above is arranged such that the semiconductor chip side is the printed board side (face-down type), and the solder balls (wiring 1
4 which is electrically connected to the ball-side pad 14b). Here, the printed circuit board generally has a large coefficient of thermal expansion of about 10 to 15 ppm, and when a large temperature change occurs in the use environment, the printed circuit board expands and contracts. On the other hand, since the intermediate substrate 11 of the present invention includes the base 12 having a small coefficient of thermal expansion as described above, even if a large temperature change occurs in the use environment,
Maintain stable geometry. For this reason, a tensile stress or a compressive stress acts on the joint between the printed circuit board and the intermediate substrate 11 of the present invention. However, the intermediate substrate 11 of the present invention absorbs the above-mentioned stress by the electric insulating pattern 15, so Prevents fatigue accumulation.

【0025】図5は、本発明のマルチチップモジュール
用の中間基板の他の実施形態を示す図2相当の縦断面図
である。図5において、本発明の中間基板21は、基台
22と、この基台22の一方の面に接着層25を介して
形成された電気絶縁層23と、この電気絶縁層23上に
形成された配線24とを備えている。中間基板21を構
成する基台22、電気絶縁層23は、上述の中間基板1
を構成する基台2、電気絶縁層3と同様とすることがで
き、ここでの説明は省略する。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 2 showing another embodiment of the intermediate substrate for a multichip module of the present invention. In FIG. 5, an intermediate substrate 21 of the present invention is formed on a base 22, an electric insulating layer 23 formed on one surface of the base 22 via an adhesive layer 25, and formed on the electric insulating layer 23. Wiring 24. The base 22 and the electrical insulating layer 23 that constitute the intermediate substrate 21 are
Can be made the same as the base 2 and the electric insulating layer 3, and the description is omitted here.

【0026】中間基板21を構成する接着層25は、基
台22と電気絶縁層23とを接着するためのものであ
り、熱可塑性ポリイミド、エポキシプリプレグ等の公知
の接着剤を用いて形成することができる。この接着層2
5の厚みは1〜20μmの範囲で適宜設定することがで
きる。
The adhesive layer 25 constituting the intermediate substrate 21 is for bonding the base 22 and the electric insulating layer 23, and is formed by using a known adhesive such as thermoplastic polyimide or epoxy prepreg. Can be. This adhesive layer 2
The thickness of 5 can be appropriately set in the range of 1 to 20 μm.

【0027】中間基板21を構成する配線24は、上述
の中間基板1を構成する配線4と基本的に同様である。
すなわち、配線24は、半導体デバイス・チップ等を実
装するためのチップ側パッド24aと、はんだボールを
介してプリント基板上の端子との接合を行うためのボー
ル側パッド24bと、個々のチップ側パッド24aとボ
ール側パッド24bとを接続するための引き出しリード
24cからなっている。このような配線24のピッチは
10〜30μmの範囲が好ましく、配線幅は5μm以上
が好ましい。
The wiring 24 forming the intermediate substrate 21 is basically the same as the wiring 4 forming the intermediate substrate 1 described above.
That is, the wiring 24 includes a chip-side pad 24a for mounting a semiconductor device chip or the like, a ball-side pad 24b for joining a terminal on a printed board via a solder ball, and an individual chip-side pad. It comprises a lead 24c for connecting the ball 24a to the ball-side pad 24b. The pitch of such wirings 24 is preferably in the range of 10 to 30 μm, and the wiring width is preferably 5 μm or more.

【0028】尚、このような中間基板21においても、
上述の中間基板1と同様に、搭載する半導体デバイス・
チップの機能安定化(インダクタンス低減、クロストー
クノイズ低減、特性インピーダンスの制御等)のため
に、接着層25と電気絶縁層23との間にグランド層を
介在させてもよい。グランド層は、従来公知の導電材料
を用いて形成することができる。このようにグランド層
を設ける場合、例えば、電気絶縁層23にスルーホール
を形成したり、ワイヤボンディング等により、グランド
層と配線24の所定のパッドとを接続することができ
る。
Incidentally, even in such an intermediate substrate 21,
As with the intermediate substrate 1 described above,
A ground layer may be interposed between the adhesive layer 25 and the electric insulating layer 23 for stabilizing the function of the chip (reducing inductance, reducing crosstalk noise, controlling characteristic impedance, and the like). The ground layer can be formed using a conventionally known conductive material. When the ground layer is provided in this manner, for example, a through hole is formed in the electric insulating layer 23, or the ground layer and a predetermined pad of the wiring 24 can be connected by wire bonding or the like.

【0029】上述のような本発明の中間基板21に半導
体チップを搭載してプリント基板上に実装する場合、半
導体チップの端子部を中間基板21の配線24のチップ
側パッド24a上に直接に接合して半導体チップを搭載
する。また、中間基板21の配線24のボール側パッド
24b上に、はんだボールを形成する。本発明の中間基
板21は、基台22の熱膨張係数が10ppm以下であ
るので、半導体チップが熱膨張係数の小さなシリコン系
半導体チップであっても、実装ストレスを低減すること
ができ、接合部への疲労蓄積が低減されて長期信頼性が
高いものとなる。
When a semiconductor chip is mounted on the intermediate substrate 21 of the present invention as described above and mounted on a printed circuit board, the terminal portion of the semiconductor chip is directly joined to the chip-side pad 24a of the wiring 24 of the intermediate substrate 21. And mount the semiconductor chip. Further, a solder ball is formed on the ball-side pad 24b of the wiring 24 of the intermediate substrate 21. In the intermediate substrate 21 of the present invention, since the thermal expansion coefficient of the base 22 is 10 ppm or less, even if the semiconductor chip is a silicon-based semiconductor chip having a small thermal expansion coefficient, the mounting stress can be reduced, Fatigue accumulation is reduced and long-term reliability is improved.

【0030】上記のように半導体チップを実装した中間
基板21は、半導体チップ側をプリント基板側(フェー
スダウン型)とするようにして、はんだボールを介して
プリント基板上に接合することができる。尚、中間基板
21においても、上述の中間基板11と同様に、配線2
4の一部を覆うように電気絶縁パターンを備えてもよ
い。
The intermediate board 21 on which the semiconductor chip is mounted as described above can be joined to the printed board via solder balls, with the semiconductor chip side facing the printed board (face-down type). Note that the wiring 2 is also provided on the intermediate substrate 21 similarly to the above-described intermediate substrate 11.
An electric insulating pattern may be provided so as to cover a part of the fourth.

【0031】図6は、本発明のマルチチップモジュール
用の中間基板の他の実施形態を示す図2相当の縦断面図
である。図6において、本発明の中間基板31は、基台
32と、この基台32の一方の面に形成された電気絶縁
層33と、この電気絶縁層33上に形成された配線34
とを備えている。中間基板31を構成する基台32は、
上述の中間基板1を構成する基台2と同様に、熱膨張係
数が10ppm以下、好ましくは1〜8ppmの範囲で
ある材料からなる。また、基台32は、その表面32a
側に半導体や電子部品等の所望の回路36を備えたもの
であり、各回路36は、基台32の表面32aに形成さ
れた配線(図示せず)により接続されており、また、電
気絶縁層33に形成されたスルーホール37を介して、
配線34の所定のパッドと接続されている。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 2 showing another embodiment of the intermediate substrate for a multichip module of the present invention. In FIG. 6, an intermediate substrate 31 of the present invention includes a base 32, an electric insulating layer 33 formed on one surface of the base 32, and a wiring 34 formed on the electric insulating layer 33.
And The base 32 constituting the intermediate substrate 31 is
Similar to the base 2 constituting the above-mentioned intermediate substrate 1, the base 2 is made of a material having a thermal expansion coefficient of 10 ppm or less, preferably in a range of 1 to 8 ppm. The base 32 has a surface 32a.
A desired circuit 36 such as a semiconductor or an electronic component is provided on the side, and each circuit 36 is connected by a wiring (not shown) formed on the surface 32 a of the base 32. Through a through hole 37 formed in the layer 33,
It is connected to a predetermined pad of the wiring 34.

【0032】中間基板31を構成する電気絶縁層33
は、上述の中間基板1を構成する電気絶縁層3と基本的
に同様であり、周辺部近傍にはスルーホール37が設け
られており、このスルーホール37内に形成された導電
性層(図示せず)を介して、所定の回路36が配線34
の所定のパッドと接続されている。
Electric insulating layer 33 constituting intermediate substrate 31
Is basically the same as the above-described electrical insulating layer 3 constituting the intermediate substrate 1, has a through hole 37 near the peripheral portion thereof, and a conductive layer (see FIG. A predetermined circuit 36 is connected to the wiring 34 via a not shown).
Are connected to predetermined pads.

【0033】中間基板31を構成する配線34は、上述
の中間基板1を構成する配線4と基本的に同様である。
すなわち、配線34は、半導体デバイス・チップ等を実
装するためのチップ側パッド34aと、はんだボールを
介してプリント基板上の端子との接合を行うためのボー
ル側パッド34bと、個々のチップ側パッド34aとボ
ール側パッド34bとを接続するための引き出しリード
34cからなっている。このような配線34のピッチは
10〜30μmの範囲が好ましく、配線幅は5μm以上
が好ましい。
The wiring 34 forming the intermediate substrate 31 is basically the same as the wiring 4 forming the intermediate substrate 1 described above.
That is, the wiring 34 includes a chip-side pad 34a for mounting a semiconductor device chip or the like, a ball-side pad 34b for bonding to a terminal on a printed board via a solder ball, and an individual chip-side pad. It comprises a lead 34c for connecting the ball-side pad 34b to the ball-side pad 34b. The pitch of such wirings 34 is preferably in the range of 10 to 30 μm, and the wiring width is preferably 5 μm or more.

【0034】尚、このような中間基板31においても、
上述の中間基板1と同様に、搭載する半導体デバイス・
チップの機能安定化のために、電気絶縁層33内にグラ
ンド層を形成してもよい。グランド層は、従来公知の導
電材料を用いて形成することができる。このようにグラ
ンド層を設ける場合、例えば、電気絶縁層33にスルー
ホールを形成して、グランド層と配線34の所定のパッ
ドとを接続したり、グランド層と所定の回路36とを接
続することができる。
Incidentally, even in such an intermediate substrate 31,
As with the intermediate substrate 1 described above,
A ground layer may be formed in the electric insulating layer 33 for stabilizing the function of the chip. The ground layer can be formed using a conventionally known conductive material. When the ground layer is provided in this manner, for example, a through hole is formed in the electrical insulating layer 33 to connect the ground layer to a predetermined pad of the wiring 34 or to connect the ground layer to a predetermined circuit 36. Can be.

【0035】上述のような本発明の中間基板31に半導
体チップを搭載してプリント基板上に実装する場合、半
導体チップの端子部を中間基板31の配線34のチップ
側パッド34a上に直接に接合して半導体チップを搭載
する。また、中間基板31の配線34のボール側パッド
34b上に、はんだボールを形成する。本発明の中間基
板31は、基台32の熱膨張係数が10ppm以下であ
るので、半導体チップが熱膨張係数の小さなシリコン系
半導体チップであっても、実装ストレスを低減すること
ができ、接合部への疲労蓄積が低減され長期信頼性が高
いものとなる。
When a semiconductor chip is mounted on the intermediate substrate 31 of the present invention as described above and mounted on a printed circuit board, the terminal portion of the semiconductor chip is directly joined to the chip-side pad 34a of the wiring 34 of the intermediate substrate 31. And mount the semiconductor chip. Further, a solder ball is formed on the ball-side pad 34b of the wiring 34 of the intermediate substrate 31. In the intermediate substrate 31 of the present invention, since the thermal expansion coefficient of the base 32 is 10 ppm or less, even if the semiconductor chip is a silicon-based semiconductor chip having a small thermal expansion coefficient, mounting stress can be reduced, and This reduces fatigue accumulation and increases long-term reliability.

【0036】上記のように半導体チップを実装した中間
基板31は、半導体チップ側をプリント基板側(フェー
スダウン型)とするようにして、はんだボールを介して
プリント基板上に接合することができる。尚、中間基板
31においても、上述の中間基板11と同様に、配線3
4の一部を覆うように電気絶縁パターンを備えてもよ
い。
The intermediate board 31 on which the semiconductor chip is mounted as described above can be joined to the printed board via solder balls, with the semiconductor chip side facing the printed board (face-down type). Note that the wiring 3 is also provided on the intermediate substrate 31 similarly to the above-described intermediate substrate 11.
An electric insulating pattern may be provided so as to cover a part of the fourth.

【0037】次に、本発明の中間基板の製造方法につい
て説明する。図7は図1および図2に示される本発明の
中間基板の製造方法の一例を示す工程図である。図7に
おいて、まず、シリコンの基台2を洗浄し、この基台2
の一方の面に電気絶縁層3を形成する。電気絶縁層3の
形成は、二酸化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウム等
の無機絶縁性材料、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、
エポキシ樹脂等の有機絶縁性材料を用いて、スパッタリ
ング法等の薄膜形成方法、塗布方法等により行うことが
できる。次いで、電気絶縁層3上に導電性薄膜4′を形
成する(図7(A))。この導電性薄膜4′は、銅、
銀、金等を用いてスパッタリング法等の公知の薄膜形成
方法により形成することができる。
Next, a method of manufacturing an intermediate substrate according to the present invention will be described. FIG. 7 is a process chart showing an example of a method for manufacturing the intermediate substrate of the present invention shown in FIGS. In FIG. 7, first, the silicon base 2 is cleaned,
Is formed on one surface of the substrate. The electric insulating layer 3 is formed by using an inorganic insulating material such as silicon dioxide, alumina, or aluminum nitride, polyimide, benzocyclobutene,
Using an organic insulating material such as an epoxy resin, a thin film forming method such as a sputtering method, a coating method, or the like can be used. Next, a conductive thin film 4 'is formed on the electric insulating layer 3 (FIG. 7A). This conductive thin film 4 'is made of copper,
It can be formed by a known thin film forming method such as a sputtering method using silver, gold, or the like.

【0038】次に、導電性薄膜4′上に感光性レジスト
を塗布し、所望の配線パターンマスクを介して露光、現
像することにより、レジストパターン7を形成する(図
7(B))。次いで、上記のレジストパターン7をマス
クとして、導電性薄膜4′上にめっき法により導電性パ
ターン4″を形成し、レジストパターン7を除去する
(図7(C))。
Next, a photosensitive resist is applied on the conductive thin film 4 ', and is exposed and developed through a desired wiring pattern mask to form a resist pattern 7 (FIG. 7B). Next, using the resist pattern 7 as a mask, a conductive pattern 4 ″ is formed on the conductive thin film 4 ′ by plating, and the resist pattern 7 is removed (FIG. 7C).

【0039】その後、導電性パターン4″をマスクとし
て、導電性薄膜4′をエッチング除去することにより、
導電性パターン4″と、その下に位置する導電性薄膜
4′との積層体からなる配線4が形成され、本発明の中
間基板1が得られる(図7(D))。
Thereafter, the conductive thin film 4 'is removed by etching using the conductive pattern 4 "as a mask.
The wiring 4 composed of a laminate of the conductive pattern 4 ″ and the conductive thin film 4 ′ located thereunder is formed, and the intermediate substrate 1 of the present invention is obtained (FIG. 7D).

【0040】また、図4に示されるような本発明の中間
基板11は、まず、上述のような工程によって、基台1
2上に電気絶縁層13を介して配線14を形成する。そ
の後、感光性の電気絶縁材料を配線14を覆うように塗
布し、所定のマスクを介して露光、現像して、回廊形状
の電気絶縁パターン15を形成する。次いで、レーザー
によりスルーホール16を形成し、スパッタリング法に
よりスルーホール内と電気絶縁パターンの表面15a上
に導電層17を形成することにより製造することができ
る。また、スルーホール16は、上記のフォトリソグラ
フィー工程において同時に形成することもできる。
Further, the intermediate substrate 11 of the present invention as shown in FIG.
The wiring 14 is formed on the substrate 2 via the electric insulating layer 13. Thereafter, a photosensitive electrical insulating material is applied so as to cover the wirings 14, exposed and developed through a predetermined mask, and a corridor-shaped electrical insulating pattern 15 is formed. Then, a through-hole 16 is formed by laser, and a conductive layer 17 is formed in the through-hole and on the surface 15a of the electrically insulating pattern by a sputtering method. Further, the through holes 16 can be formed simultaneously in the photolithography step.

【0041】図8は図5に示される本発明の中間基板の
製造方法の一例を示す工程図である。図8において、ま
ず、二酸化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウム等の無
機絶縁性材料、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、エポ
キシ樹脂等の有機絶縁性材料からなる電気絶縁フィルム
23を形成し、この電気絶縁フィルム23上に導電性薄
膜24′を形成する(図8(A))。導電性薄膜24′
は、銅、銀、金等を用いてスパッタリング法等の公知の
薄膜形成方法により形成することができる。
FIG. 8 is a process chart showing an example of a method for manufacturing the intermediate substrate of the present invention shown in FIG. 8, first, an electric insulating film 23 made of an inorganic insulating material such as silicon dioxide, alumina, and aluminum nitride, and an organic insulating material such as polyimide, benzocyclobutene, and epoxy resin is formed. Then, a conductive thin film 24 'is formed (FIG. 8A). Conductive thin film 24 '
Can be formed by a known thin film forming method such as a sputtering method using copper, silver, gold or the like.

【0042】次に、導電性薄膜24′上に感光性レジス
トを塗布し、所望の配線パターンマスクを介して露光、
現像することにより、レジストパターン27を形成する
(図8(B))。次いで、上記のレジストパターン27
をマスクとして、導電性薄膜24′上にめっき法により
導電性パターン24″を形成し、レジストパターン27
を除去する(図8(C))。
Next, a photosensitive resist is applied on the conductive thin film 24 'and exposed through a desired wiring pattern mask.
By developing, a resist pattern 27 is formed (FIG. 8B). Next, the above resist pattern 27
Is used as a mask to form a conductive pattern 24 ″ on the conductive thin film 24 ′ by a plating method.
Is removed (FIG. 8C).

【0043】その後、導電性パターン24″をマスクと
して、導電性薄膜24′をエッチング除去することによ
り、導電性パターン24″と、その下に位置する導電性
薄膜24′との積層体からなる配線24が形成される
(図8(D))。次に、上記のように配線24を形成し
た電気絶縁フィルム23を、接着層25を介してシリコ
ンの基台22上に接着する。これにより、本発明の中間
基板21が得られる(図8(E))。
Thereafter, the conductive thin film 24 'is removed by etching using the conductive pattern 24 "as a mask, thereby forming a wiring composed of a laminate of the conductive pattern 24" and the conductive thin film 24' located thereunder. 24 are formed (FIG. 8D). Next, the electrical insulating film 23 on which the wiring 24 is formed as described above is bonded to the silicon base 22 via the bonding layer 25. Thus, the intermediate substrate 21 of the present invention is obtained (FIG. 8E).

【0044】また、図6に示されるような本発明の中間
基板31は、まず、予め所望の回路36が形成された基
台32を作製し、その後、基台32上にスルーホール3
7を備えた電気絶縁層33を形成する。次いで、この電
気絶縁層33上に配線34を形成することにより製造す
ることができる。
The intermediate substrate 31 of the present invention as shown in FIG. 6 is manufactured by first forming a base 32 on which a desired circuit 36 is formed in advance, and then forming the through hole 3 on the base 32.
7 is formed. Next, a wiring 34 can be formed on the electric insulating layer 33 to manufacture the wiring.

【0045】[0045]

【実施例】次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳
細に説明する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

【0046】[実施例]表面を洗浄したシリコン基板
(熱膨張係数3.5ppm、厚み500μm)を基台と
して準備した。この基台の一方の面全域にスパッタリン
グ法により二酸化ケイ素からなる電気絶縁層(厚み1μ
m)を形成した。次に、この電気絶縁層上にスパッタリ
ング法により導電性薄膜としての銅薄膜(厚み0.25
μm)を形成し、次いで、この銅薄膜上に感光性レジス
ト(ダウコーニング(株)製BCB)を塗布し、配線用
のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジ
ストパターンを形成した。
Example A silicon substrate (coefficient of thermal expansion: 3.5 ppm, thickness: 500 μm) whose surface was cleaned was prepared as a base. An electric insulating layer (thickness: 1 μm) made of silicon dioxide was formed by sputtering over the entire surface of one side of the base.
m) was formed. Next, a copper thin film (having a thickness of 0.25) as a conductive thin film was formed on the electrical insulating layer by sputtering.
μm), a photosensitive resist (BCB manufactured by Dow Corning Co., Ltd.) was applied on the copper thin film, and exposed and developed through a photomask for wiring to form a resist pattern.

【0047】その後、このレジストパターンをマスクと
して銅薄膜上に電解めっきによって銅めっき層(厚み5
μm)を形成し、レジストパターンをアセトンを用いて
除去して、導電性パターンを形成した。次に、この導電
性パターンをマスクとして、上記の導電性薄膜(銅薄
膜)をソフトエッチング液を用いてエッチングして、配
線を形成した。このように形成した配線は、線幅が5〜
15μmの範囲、ピッチが10〜30μmの範囲にあっ
た。上記のようにして、本発明の中間基板を100個作
製した。
Thereafter, using this resist pattern as a mask, a copper plating layer (thickness: 5) is formed on the copper thin film by electrolytic plating.
μm), and the resist pattern was removed using acetone to form a conductive pattern. Next, using the conductive pattern as a mask, the conductive thin film (copper thin film) was etched using a soft etching solution to form a wiring. The wiring thus formed has a line width of 5 to 5.
The pitch was in the range of 15 μm and the pitch was in the range of 10 to 30 μm. As described above, 100 intermediate substrates of the present invention were produced.

【0048】[比較例1]基台として、熱膨張係数17
ppm、厚み500μmのガラス繊維強化エポキシ基板
を使用した他は、実施例1と同様にして、中間基板を1
00個作製した。
[Comparative Example 1] A thermal expansion coefficient of 17
The same procedure as in Example 1 was repeated except that a glass fiber reinforced epoxy substrate having a thickness of 500 μm and a thickness of 500 μm was used.
00 pieces were produced.

【0049】[比較例2]基台として、熱膨張係数17
ppm、厚み100μmの金属(SUS)基板を使用し
た他は、実施例1と同様にして、中間基板を100個作
製した。
[Comparative Example 2] A thermal expansion coefficient of 17
100 intermediate substrates were produced in the same manner as in Example 1 except that a metal (SUS) substrate having a thickness of 100 μm and a thickness of 100 ppm was used.

【0050】[評価]上述のように作製した各中間基板
上に、10mm角の300ピンのシリコン半導体チップ
を実装し、この中間基板に対して下記の条件でヒートサ
イクル試験を施し、半導体チップの接合部の破損の有無
を検査した。その結果、実施例の中間基板は、100個
全てにおいて破損がみられなかった。しかし、比較例1
の中間基板は、50個に破損がみられ、また、比較例2
の中間基板は、70個に破損がみられた。
[Evaluation] A 300-pin, 10-mm square silicon semiconductor chip was mounted on each of the intermediate substrates produced as described above, and a heat cycle test was performed on the intermediate substrate under the following conditions. The joint was inspected for damage. As a result, no breakage was observed in all 100 intermediate substrates of the example. However, Comparative Example 1
Of 50 intermediate substrates were damaged, and Comparative Example 2
In 70 of the intermediate substrates, breakage was observed.

【0051】ヒートサイクル試験条件 ・1サイクルの温度変動 : −65℃〜200℃ ・1サイクルの時間 : 60分 ・サイクル数 : 3000回 Heat cycle test conditions : Temperature fluctuation of one cycle: -65 ° C. to 200 ° C. Time of one cycle: 60 minutes Number of cycles: 3000 times

【0052】[0052]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば中
間基板を構成する配線がピッチ10〜30μmの微細配
線からなる1層構造または2層構造であるため、微細な
パッド配置を有する半導体デバイス・チップとの接合が
可能であり、かつ、基台の熱膨張係数が10ppm以下
であるので、例えば、熱膨張係数の小さなシリコン系半
導体デバイス・チップを搭載しても、実装ストレスを低
減することができ、これにより、長期信頼性に優れ、高
密度高集積のマルチチップモジュールが可能となる。ま
た、基台としてシリコンを使用することにより、フェー
スダウン型でプリント基板に実装したときに、半導体デ
バイス・チップにおける発熱を効率良く発散させる効果
を発現する。さらに、多層配線が不要で積層工程数を大
幅に低減できるので、製造コストの低減も可能である。
As described above in detail, according to the present invention, since the wiring constituting the intermediate substrate has a one-layer structure or a two-layer structure composed of fine wirings having a pitch of 10 to 30 μm, it has a fine pad arrangement. Bonding with a semiconductor device chip is possible and the thermal expansion coefficient of the base is 10 ppm or less, so that mounting stress is reduced even when a silicon-based semiconductor device chip having a small thermal expansion coefficient is mounted, for example. As a result, a multi-chip module with excellent long-term reliability and high density and high integration can be realized. In addition, by using silicon as a base, when mounted on a printed circuit board in a face-down type, an effect of efficiently dissipating heat generated in a semiconductor device chip is exhibited. Further, since the number of laminating steps can be significantly reduced without the need for multilayer wiring, the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のマルチチップモジュール用の中間基板
の一実施形態を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an intermediate substrate for a multichip module of the present invention.

【図2】図1に示される中間基板のA−A線における縦
断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view taken along line AA of the intermediate substrate shown in FIG.

【図3】図2に示される中間基板に半導体チップを実装
した態様を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a mode in which a semiconductor chip is mounted on the intermediate substrate shown in FIG. 2;

【図4】本発明のマルチチップモジュール用の中間基板
の他の実施形態を示す図2相当の縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 2, showing another embodiment of an intermediate substrate for a multichip module of the present invention.

【図5】本発明のマルチチップモジュール用の中間基板
の他の実施形態を示す図2相当の縦断面図である。
5 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 2, showing another embodiment of an intermediate substrate for a multi-chip module of the present invention.

【図6】本発明のマルチチップモジュール用の中間基板
の他の実施形態を示す図2相当の縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 2, showing another embodiment of an intermediate substrate for a multi-chip module of the present invention.

【図7】本発明のマルチチップモジュール用の中間基板
の製造方法の一例を説明するための工程図である。
FIG. 7 is a process chart illustrating an example of a method for manufacturing an intermediate substrate for a multichip module according to the present invention.

【図8】本発明のマルチチップモジュール用の中間基板
の製造方法の他の例を説明するための工程図である。
FIG. 8 is a process chart for explaining another example of the method of manufacturing an intermediate substrate for a multi-chip module according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,21,31…中間基板 2,12,22,32…基台 3,13,23,33…電気絶縁層 4,14,24,34…配線 4a,14a,24a,34a…チップ側パッド 4b,14b,24b.34b…ボール側パッド 4c,14c,24c,34c…引き出しリード 15…電気絶縁パターン 16…スルーホール 25…接着層 36…回路 4′,24′…導電性薄膜 4″,24″…導電性パターン 1, 11, 21, 31 ... Intermediate substrate 2, 12, 22, 32 ... Base 3, 13, 23, 33 ... Electrical insulating layer 4, 14, 24, 34 ... Wiring 4a, 14a, 24a, 34a ... Chip side Pads 4b, 14b, 24b. 34b ... ball side pad 4c, 14c, 24c, 34c ... lead 15 ... electric insulating pattern 16 ... through hole 25 ... adhesive layer 36 ... circuit 4 ', 24' ... conductive thin film 4 ", 24" ... conductive pattern

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップを複数個実装するフェース
ダウン型マルチチップモジュール用の中間基板におい
て、基台と、該基台の一方の面に電気絶縁層を介して形
成された配線とを備え、前記基台の熱膨張係数は10p
pm以下であり、前記配線はピッチが10〜30μmの
範囲である1層構造または2層構造の配線であることを
特徴とするマルチチップモジュール用の中間基板。
An intermediate substrate for a face-down type multi-chip module on which a plurality of semiconductor chips are mounted, comprising: a base; and wiring formed on one surface of the base via an electrical insulating layer; The thermal expansion coefficient of the base is 10p
pm or less, and the wiring is a one-layer or two-layer wiring having a pitch in the range of 10 to 30 μm.
【請求項2】 前記電気絶縁層上に前記配線の一部を覆
い、かつ、該配線との導通をとるためのスルーホールを
有する電気絶縁パターンを備えていることを特徴とする
請求項1に記載のマルチチップモジュール用の中間基
板。
2. An electric insulating pattern according to claim 1, further comprising an electric insulating pattern covering a part of the wiring on the electric insulating layer and having a through hole for establishing conduction with the wiring. An intermediate substrate for a multichip module as described.
【請求項3】 前記基台と前記電気絶縁層との間にグラ
ンド層を備えることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載のマルチチップモジュール用の中間基板。
3. The intermediate substrate for a multi-chip module according to claim 1, further comprising a ground layer between the base and the electric insulating layer.
【請求項4】 前記基台と前記電気絶縁層との間に接着
層を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載のマルチチップモジュール用の中間基板。
4. The intermediate substrate for a multi-chip module according to claim 1, further comprising an adhesive layer between the base and the electric insulating layer.
【請求項5】 前記接着層と前記電気絶縁層との間にグ
ランド層を備えることを特徴とする請求項4に記載のマ
ルチチップモジュール用の中間基板。
5. The intermediate substrate for a multi-chip module according to claim 4, further comprising a ground layer between said adhesive layer and said electric insulating layer.
【請求項6】 前記基台は、前記電気絶縁層側に所望の
回路を有し、前記配線の所望部位と前記回路とが前記電
気絶縁層に設けられたスルーホールを介して導通されて
いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
マルチチップモジュール用の中間基板。
6. The base has a desired circuit on the electric insulating layer side, and a desired portion of the wiring and the circuit are electrically connected to each other through a through hole provided in the electric insulating layer. The intermediate substrate for a multi-chip module according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項7】 前記電気絶縁層中にグランド層を備える
ことを特徴とする請求項6に記載のマルチチップモジュ
ール用の中間基板。
7. The intermediate substrate for a multi-chip module according to claim 6, wherein a ground layer is provided in the electric insulating layer.
【請求項8】 前記基台は、シリコンであることを特徴
とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のマルチ
チップモジュール用の中間基板。
8. The intermediate substrate for a multi-chip module according to claim 1, wherein said base is made of silicon.
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