JP2017199705A - Semiconductor element built-in substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子を内蔵する半導体素子内蔵基板に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor element built-in substrate that incorporates a semiconductor element.
図3に、従来の半導体素子内蔵基板Cの概略断面図を示す。
従来の半導体素子内蔵基板Cは、例えば半導体素子20と、樹脂封止体21と、樹脂保護層22と、絶縁層23と、配線導体24と、を有している。
FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a conventional substrate C with a built-in semiconductor element.
A conventional semiconductor element-embedded substrate C includes, for example, a
半導体素子20の側面は、樹脂封止体21に埋設されている。また、半導体素子20の上面は、厚みが10〜20μm程度の樹脂保護層22に被覆されている。樹脂保護層22は、半導体素子20を外部環境から保護するとともに、半導体素子内蔵基板Cに生じる反りを抑制している。
絶縁層23は、半導体素子20の下面および樹脂封止体21の下面を覆うように形成されている。絶縁層23は、上層の絶縁層23aおよび下層の絶縁層23bで構成されており、各絶縁層23a、23bには複数のビアホール25が形成されている。各絶縁層23a、23bの表面およびビアホール25の内部には、配線導体24が形成されている。ビアホール25の内部に形成された配線導体24は、ビア導体26として機能し各絶縁層23a、23bに形成された配線導体24間の導通をとっている。上層の絶縁層23aに形成されたビア導体26は、半導体素子20の電極端子20aと接続されている。
また、下層の絶縁層23bに形成された配線導体24の一部は、回路基板接続パッド27を形成している。回路基板接続パッド27には、この半導体素子内蔵基板Cが搭載される回路基板の電極が半田を介して接続される。
そして、半導体素子20と回路基板との間で配線導体24を介して電気信号の伝送をすることで半導体素子20が作動する。
The side surface of the
The
A part of the
Then, the
しかしながら、従来の半導体素子内蔵基板Cにおいては、半導体素子20の側面および上面が樹脂封止体21および樹脂保護層22によって被覆されており、熱伝導性に優れた部材が存在しないため、半導体素子20の作動によって生じる熱を効率よく放熱することができない。そのため、半導体素子20が高温になり安定的に作動することができないという問題がある。
However, in the conventional semiconductor element-embedded substrate C, the side surface and the upper surface of the
本発明は、半導体素子から生じる熱を効率的に放熱することによって、半導体素子が高温になることを防いで安定的に作動することができる半導体素子内蔵基板を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a substrate with a built-in semiconductor element that can stably operate while preventing the semiconductor element from becoming high temperature by efficiently radiating heat generated from the semiconductor element.
本発明における半導体素子内蔵基板は、互いに対向する平坦な第1の主面および第2の主面を有する樹脂封止体と、電極端子が複数形成された電極端子形成面を有しており、第1の主面に電極端子形成面が露出するように樹脂封止体に埋設された半導体素子と、電極端子形成面および第1の主面を被覆するように積層された絶縁層と、絶縁層に複数形成されており電極端子を底面とするビアホールと、絶縁層表面およびビアホール内に形成された配線導体とを備える半導体素子内蔵基板であって、樹脂封止体の第2の主面表面に、放熱用の金属層を具備していることを特徴とするものである。 The substrate with a built-in semiconductor element in the present invention has a resin sealing body having a flat first main surface and a second main surface facing each other, and an electrode terminal forming surface on which a plurality of electrode terminals are formed, A semiconductor element embedded in a resin encapsulant so that the electrode terminal forming surface is exposed on the first main surface, an insulating layer laminated so as to cover the electrode terminal forming surface and the first main surface, and insulation A semiconductor element-embedded substrate comprising a plurality of via holes formed in a layer and having an electrode terminal as a bottom surface, an insulating layer surface and a wiring conductor formed in the via hole, and a second main surface surface of the resin-encapsulated body And a metal layer for heat dissipation.
本発明に係る半導体素子内蔵基板によれば、半導体素子を埋設する樹脂封止体の第2の主面表面に放熱用の金属層が形成されている。
このため、半導体素子から生じる熱を放熱用の金属層を介して外部に効率よく放熱することができる。これにより、半導体素子が高温になることを防いで安定的に作動することが可能な半導体素子内蔵基板を提供することができる。
According to the substrate with a built-in semiconductor element according to the present invention, the metal layer for heat dissipation is formed on the surface of the second main surface of the resin sealing body in which the semiconductor element is embedded.
For this reason, the heat generated from the semiconductor element can be efficiently radiated to the outside through the metal layer for heat dissipation. As a result, it is possible to provide a semiconductor element-embedded substrate capable of stably operating while preventing the semiconductor element from becoming high temperature.
まず、本発明に係る半導体素子内蔵基板の一例を、図1を基にして説明する。 First, an example of a semiconductor element built-in substrate according to the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、本発明に係る半導体素子内蔵基板Aは、例えば半導体素子10と、樹脂封止体11と、絶縁層12と、配線導体13と、放熱用の金属層14とを有している。
As shown in FIG. 1, a semiconductor element-embedded substrate A according to the present invention includes, for example, a
半導体素子10は、例えばマイクロプロセッサや半導体メモリ等があげられ、シリコンやゲルマニウムから成る。半導体素子10は、複数の電極端子10aが形成された電極端子形成面10bを有している。
Examples of the
樹脂封止体11は、例えばエポキシ樹脂やポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。樹脂封止体11は、互いに対向する平坦な第1の主面11aおよび第2の主面11bとを有している。半導体素子10は、主面11aに電極端子形成面10bが露出する状態で樹脂封止体11内に埋設されている。樹脂封止体11は、半導体素子10を外部環境から保護している。
なお、半導体素子10の上方に被覆される樹脂封止体11の厚みは、2〜5μm程度であることが好ましい。樹脂封止体11の厚みが5μmよりも厚いと、半導体素子10から生じる熱を放熱用の金属層14に効率良く伝えることができなくなり放熱性が悪くなる。また、樹脂封止体11の厚みが2μmよりも薄いと、放熱用の金属層14と樹脂封止体11との接着代が少なくなるため両者の接着強度が悪くなる。
The resin sealing
In addition, it is preferable that the thickness of the
絶縁層12は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。絶縁層12は、電極端子形成面10bの表面および第1の主面11aを被覆するように形成されている。絶縁層12は、上下に積層された第1の絶縁層12aおよび第2の絶縁層12bで構成されている。
第1および第2の絶縁層12a,12bには、複数のビアホール15が形成されている。第1および第2の絶縁層12a,12bの表面およびビアホール15内には、配線導体13が形成されている。
絶縁層12の形成は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂組成物の未硬化物に無機絶縁性フィラーを分散して形成されたフィルムを、被形成面上に真空状態で被覆した状態で熱圧着することで行われる。
ビアホール15は、例えばレーザー加工やブラスト加工により形成される。
The
A plurality of
The insulating
The
配線導体13は、例えば周知のセミアディティブ法を用いて無電解銅めっきおよび電解銅めっき等の良導電性金属により絶縁層12の表面および内部、ならびにビアホール15内に形成されている。ビアホール15内に形成された配線導体13は、ビア導体16として機能し電極端子10aと配線導体13との間、あるいは異層の配線導体13同士の間の導通をとっている。
絶縁層12の最表層には、配線導体13の一部から成る回路基板接続パッド17が形成されている。回路基板接続パッド17には、この半導体素子内蔵基板Aが搭載される回路基板(不図示)の電極が半田を介して接続される。
そして、半導体素子10と回路基板との間で配線導体13を介して電気信号の伝送をすることで半導体素子10が作動する。
The
On the outermost layer of the
The
放熱用の金属層14は、例えば銅箔やアルミ箔等の良熱伝導性金属により樹脂封止体11の第2の主面11b表面全体に形成されている。
放熱用の金属層14を樹脂封止体11の表面に形成するには、例えば成形用の下金型内に銅箔および樹脂封止体11用の熱硬化性樹脂の順に装填するとともに、上金型内に半導体素子10を装填して半導体素子10を熱硬化性樹脂内に埋設するように押圧しながら加熱することで形成される。また、例えば樹脂封止体11を成形した後に、その表面に熱伝導性に優れた接着剤を介して銅箔を接着しても構わない。
なお、放熱用の金属層14の表側を、例えばフィン状にパターン形成して表面積を増やしておくと放熱性を向上させることができる。
さらに、放熱用の金属層14の表面を、例えばエッチング処理や研磨処理を施すことで粗面化を行い表面積を増やすことでも放熱性を向上させることが可能になる。
なお、半導体素子10上の樹脂封止体11の厚みは、2〜5μm程度であることが好ましい。樹脂封止体11の厚みが5μmよりも厚いと、半導体素子10から生じる熱を放熱用の金属層14に効率良く伝えることができなくなり放熱性が悪くなる。また、樹脂封止体11の厚みが2μmよりも薄いと、放熱用の金属層14と樹脂封止体11との接着代が少なくなるため両者の接着強度が悪くなる。
The
In order to form the heat
In addition, if the surface side of the
Furthermore, it is possible to improve the heat dissipation by roughening the surface of the
In addition, it is preferable that the thickness of the
このように、本発明に係る半導体素子内蔵基板Aによれば、半導体素子10を埋設する樹脂封止体11の第2の主面11b表面全面に放熱用の金属層14が形成されている。
このため、半導体素子10から生じる熱を放熱用の金属層14を介して外部に効率よく放熱することができる。これにより、半導体素子10が高温になることを防いで安定的に作動することが可能な半導体素子内蔵基板Aを提供することができる。
Thus, according to the semiconductor element-embedded substrate A according to the present invention, the heat
For this reason, the heat generated from the
なお、本発明は上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば上述の実施の形態の一例では、放熱用の金属層14が最外層に形成されている例を示したが、図2に示すように、放熱用の金属層14の表面に、反り抑制用の樹脂層18を形成しても構わない。最上層に反り抑制用の樹脂層18を形成して、最下層に形成されている絶縁層12との熱伸縮差を小さくすることで反りを抑制する。
また、例えば上述の実施の形態の一例では、絶縁層12の最表層面にソルダーレジスト層が被着されていない場合を示したが、ソルダーレジスト層が被着されていても構わない。
さらに、例えば上述の実施の形態の一例では、金属層14が第2の主面11b表面全面に形成されている場合を示したが、発熱体である半導体素子10の上方付近にのみ形成しても構わない。
In addition, this invention is not limited to an example of above-mentioned embodiment, A various change is possible if it is a range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the example of the above-described embodiment, the example in which the heat
Further, for example, in the example of the above-described embodiment, the case where the solder resist layer is not deposited on the outermost surface of the insulating
Further, for example, in the above-described embodiment, the
10 半導体素子
10a 電極端子
10b 電極端子形成面
11 樹脂封止体
11a 第1の主面
11b 第2の主面
12 絶縁層
13 配線導体
14 放熱用の金属層
15 ビアホール
A 半導体素子内蔵基板
DESCRIPTION OF
Claims (1)
電極端子が複数形成された電極端子形成面を有しており、前記第1の主面に前記電極端子形成面が露出するように前記樹脂封止体に埋設された半導体素子と、
前記電極端子形成面および前記第1の主面を被覆するように積層された絶縁層と、
前記絶縁層に複数形成されており前記電極端子を底面とするビアホールと、
前記絶縁層表面および前記ビアホール内に形成された配線導体と、
を備える半導体素子内蔵基板であって、
前記樹脂封止体の第2の主面表面に、放熱用の金属層を具備していることを特徴とする半導体素子内蔵基板。 A resin sealing body having a flat first main surface and a second main surface facing each other;
A semiconductor element having an electrode terminal forming surface in which a plurality of electrode terminals are formed, embedded in the resin sealing body so that the electrode terminal forming surface is exposed on the first main surface;
An insulating layer laminated to cover the electrode terminal forming surface and the first main surface;
A plurality of via holes formed in the insulating layer and having the electrode terminal as a bottom surface;
A wiring conductor formed in the insulating layer surface and the via hole;
A semiconductor element built-in substrate comprising:
A semiconductor element-embedded substrate comprising a metal layer for heat dissipation on a surface of a second main surface of the resin-encapsulated body.
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JP7574632B2 (en) | 2020-12-10 | 2024-10-29 | Toppanホールディングス株式会社 | Substrate unit, method of manufacturing substrate unit, and method of manufacturing semiconductor device |
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2016
- 2016-04-25 JP JP2016086673A patent/JP2017199705A/en active Pending
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