JP4572343B2 - 電子基板、半導体装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子基板、半導体装置および電子機器に関するものである。

携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal data assistance）などの電子機器には、集積回路を備えた電子基板（半導体チップ）が搭載されている。一般に電子基板には接続端子が形成され、その接続端子を介して他の電子基板や母基板（マザーボード）等に実装されている。これにより、当該電子基板と、他の電子基板やマザーボード等との間で、電力伝送や通信等の信号授受を行うことができるようになっている。
特開２００２−１６４４６８号公報 特開２００３−３４７４１０号公報

ところが、電子基板に接続端子を形成すると構造が複雑になり、またその接続端子と他の電子基板や母基板等との実装作業が煩雑になる。そこで近時では、電子基板の能動面にインダクタ素子を形成し、このインダクタ素子をアンテナとして電磁波を送受信することにより、信号授受を行う技術が開発されている（例えば、特許文献１および２参照）。この場合、一対の電子基板の能動面を向かい合わせて、それぞれのインダクタ素子を対向配置することにより、一対の電子基板間の通信が可能になる。

しかしながら、３個以上の電子基板を積層配置する場合には、電磁シールド性を有する基体を介して電磁波を送受信することになり、伝送効率が低下するという問題がある。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、伝送効率の低下を防止することが可能な、電子基板および半導体装置の提供を目的とする。また、消費電力が小さい電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電子基板は、基体の能動面側および前記能動面の裏面側に、それぞれインダクタ素子が形成され、前記基体の前記裏面側に形成された前記インダクタ素子は、前記基体を貫通する導電部材を介して前記能動面側に電気的接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、複数の電子基板を積層した場合でも、隣接する電子基板のインダクタ素子を対向配置することができる。その結果、電磁シールド性を有する基体を介して電磁波を送受信する必要がなくなり、伝送効率を向上させることができる。

また前記基体には、外部との電力伝送に使用される接続端子が設けられていてもよい。
この構成によれば、電力伝送を接続端子によって確実に行うことができる。

また前記基体の前記能動面側または前記裏面側に、複数の前記インダクタ素子が形成されていることが望ましい。
この構成によれば、電子基板に形成された複数のインダクタ素子を用いて信号授受を行うことができるので、電子基板の接続端子を削減することが可能になり、電子基板の構造を簡素化することができる。これに伴って、電子基板の実装作業を簡略化することが可能になり、さらには実装に伴う信頼性の低下を防止することができる。

また前記電子基板には、相互にインダクタンス値または適用可能周波数の異なる第１インダクタ素子および第２インダクタ素子が形成されていることが望ましい。
ここで「適用可能周波数」とは、当該インダクタをアンテナとして機能させる場合に当該インダクタがアンテナとしての特性を示し、アンテナとして適用することが可能な周波数をいう。
この構成によれば、各インダクタ素子に機能を分担させることができるので、各インダクタ素子を最適設計することが可能になる。これにより、各インダクタ素子の寸法効率や伝送効率を向上させることができる。

また前記第１インダクタ素子は、外部との電力伝送に使用され、前記第２インダクタ素子は、外部との通信に使用されることが望ましい。
この構成によれば、外部とのすべての信号授受をインダクタ素子によって行うことが可能になり、電子基板の接続端子を廃止することができる。

また、前記第１インダクタ素子および前記第２インダクタ素子は、いずれも外部との通信に使用されてもよい。
この構成によれば、通信速度を向上させることができる。

また、前記複数のインダクタ素子の全部または一部と前記基体との間には、前記基体より誘電正接が小さい材料層が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、インダクタ素子から送信された電磁波が、基体において渦電流発生損として吸収されるのを抑制することが可能になり、アンテナとしての性能を向上させることができる。

一方、本発明に係る半導体装置は、上述した電子基板が積層配置され、前記電子基板に形成された前記インダクタ素子をアンテナとして電磁波を送受信することにより、前記電子基板間における信号授受を可能としたことを特徴とする。
上述した電子基板は、基体の能動面側および裏面側にそれぞれインダクタ素子が形成されているので、電子基板を積層配置した場合でも、隣接する電子基板のインダクタ素子を対向配置することができる。これにより、伝送効率を向上させることができる。

また、信号授受を行う一対の前記電子基板に形成された前記インダクタ素子が、相互に対向配置されていることが望ましい。
この構成によれば、伝送効率をさらに向上させることができる。また混信を防止することができる。

一方、本発明に係る電子機器は、上述した電子基板を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、伝送効率を向上することが可能な電子基板を備えているので、消費電力が小さい電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
最初に、第１実施形態に係る電子基板について説明する。
図１は第１実施形態に係る電子基板の説明図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｃ）は底面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線（図１（ｃ）のＡ´−Ａ´線）における断面図である。図１（ｂ）に示すように、第１実施形態に係る電子基板１は、基体の能動面１８にインダクタンス値または適用可能周波数の異なる複数のインダクタ素子４０，８０が形成され、基体の裏面１９にもインダクタンス値または適用可能周波数の異なる複数のインダクタ素子４５，８５が形成されたものである。

図１（ｂ）に示すように、電子基板１は、シリコンやガラス、石英、水晶等からなる基体１０を備えている。その基体１０の能動面１８には、電子回路（不図示）が形成されている。その電子回路は、少なくとも配線パターンが形成されたものであり、複数の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）等の半導体素子や、複数のパッシブコンポーネント（部品）、それらを相互に接続する配線等によって構成されている。また、基体１０の能動面１８の中央部および裏面１９の中央部には、後述する誘電体層３１が形成されている。これらの誘電体層３１は、能動面１８および裏面１９の全体に形成されていても良い。電子基板１が絶縁体の場合、必ずしも誘電体層３１は必要ないが、例えば、Ｑ値を向上させたり、自己共振周波数を調整したりするなど、最適なインダクタ特性を得るために、積極的に誘電体層３１を形成しても良い。

図１（ａ）に示すように、基体１０の能動面の周縁部には、電子回路を外部に電気的接続するための電極２１，２５，１１，１５が配列形成されている。その電極１１，２１から誘電体層３１の表面にかけて、インダクタ素子４０が形成されている。

図２はインダクタ素子の説明図であり、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。図２（ｂ）に示すように、基体１０の能動面１８には、電子回路を保護するため、ＳｉＮ等の電気絶縁性材料からなるパッシベーション膜８が形成されている。また基体１０の能動面１８の周縁部には、電子回路を外部に電気的接続するための電極１１が形成されている。その電極１１の表面には、パッシベーション膜８の開口部が形成されている。

その開口部からパッシベーション膜８の表面にかけて、連結配線１２ａが形成されている。この連結配線１２ａは、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルバナジウム（ＮｉＶ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）等の導電性材料の単体または複合材料により、単層もしくは複数層に形成されている。なお電解メッキ法により連結配線１２ａを形成する場合には、連結配線１２ａは下地層の表面に形成されることが多いが、図２（ｂ）では下地層の記載を省略している。

その連結配線１２ａを覆うように、誘電体層３１が形成されている。この誘電体層３１には、連結配線１２ａの端部を露出させる貫通孔３１ａが形成されている。
その誘電体層３１の表面に、インダクタ素子４０の巻き線４１が形成されている。巻き線４１の構成材料は、連結配線１２ａと同様であるが、巻き線４１として必要な抵抗レンジや耐許容電流値等の特性に応じて適宜選択することができる。

図２（ａ）に示すように、巻き線４１は平面視において略矩形の渦巻状に形成されているが、略円形や略多角形の渦巻状に形成されていてもよい。また図２（ｂ）に示すように、巻き線４１は側面視において同一平面状に形成されている。すなわち、本実施形態のインダクタ素子４０として、平面型インダクタ素子（スパイラルインダクタ素子）が採用されている。

図２（ａ）に示すように、巻き線４１の外側端部は、連結配線２２ａを介して電極２１に連結されている。また巻き線４１の内側端部は、貫通孔３１ａを通って連結配線１２ａの一方端部に連結されている。この連結配線１２ａの他方端部は、巻き線４１の外側に引き出されて、電極１１に連結されている。連結配線１２ａを外側に引き出す際、誘電体層３１により連結配線１２ａと巻き線４１との短絡が防止されている。そして、電極１１，２１からインダクタ素子４０に通電することにより、インダクタ素子４０がアンテナとして機能し、適用可能周波数の電磁波が出力されるようになっている。

ところで図２（ｂ）に示すように、基体１０を構成するシリコンは電波吸収体であり、インダクタ素子４０から出力された電磁波も吸収されて減衰することになる。しかしながら、本実施形態では、上述した誘電体層３１によりインダクタ素子４０が基体１０から離間配置されている。なお誘電体層３１の厚さは、例えば２０μｍ以上に形成されている。これにより、インダクタ素子４０から出力された電磁波が、基体１０によって吸収されるのを抑制することができる。言い換えれば、基体１０よる渦電流損を減少させることができる。

この誘電体層３１の構成材料として、誘電正接の小さい材料を採用することが望ましい。誘電正接とは、絶縁体に交流電圧を印加した場合における絶縁体内部の電気エネルギーの損失度合を示すものである。誘電正接の小さい材料で誘電体層３１を構成することにより、インダクタ素子４０から出力された電磁波が、基体において渦電流発生損として吸収されるのを抑制することが可能になり、アンテナとしての性能を向上させることができる。具体的には、誘電体層３１の構成材料として、ポリイミドやベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、フッ素樹脂等を採用すればよい。

図３は、インダクタ素子の変形例の説明図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。図３（ｂ）に示すように、この変形例では、上述した誘電体層が形成されていないので、パッシベーション膜８の表面にインダクタ素子４０の巻き線４１が直接形成されている。また誘電体層が形成されていないので、上記のように巻き線４１と連結配線とを立体交差させることができない。そのため、図３（ａ）に示すように、巻き線４１の内側端部が連結される電極１１は、巻き線４１の中央部に形成されている。

また、図３（ｂ）に示すパッシベーション膜８の表面にインダクタ素子４０を形成し、そのインダクタ素子を覆うように誘電体層を形成し、その誘電体層の表面に他のインダクタ素子を形成してもよい。このようにインダクタ素子を重ねて形成することにより、電子基板を小型化することができる。ここで、各インダクタ素子を異なるインダクタンス値または適用可能周波数に設定することにより、各インダクタ素子をアンテナとして適用する場合の混信を防止することが可能である。

なお、図３（ｂ）に示す変形例では、パッシベーション膜８の外側にインダクタ素子４０が形成されているが、パッシベーション膜８の内側にインダクタ素子４０が形成されていてもよい。この場合には、半導体素子の製造プロセスを利用して、ＣｕやＡｌ等の導電性材料により巻き線４１を形成すればよい。また、パッシベーション膜８の内側および外側に、インダクタ素子を重ねて形成してもよい。

図１（ａ）に戻り、基体１０の能動面には、第１インダクタ素子（以下「能動面第１素子」という。）８０および第２インダクタ素子（以下「能動面第２素子」という。）４０が形成されている。能動面第２素子４０は、能動面第１素子８０より巻き線の巻き数が多くなっている。一般にインダクタ素子の巻き数が増えると、インダクタ素子の経路が長くなるため、インダクタンス（Ｌ値）が増加する。またインダクタンスが増加すると、適用可能周波数が低周波側にシフトする。したがって、能動面第２素子４０の適用可能周波数は、能動面第１素子８０より低周波側にシフトしている。なお「適用可能周波数」とは、当該インダクタをアンテナとして機能させる場合に当該インダクタがアンテナとしての特性を示し、アンテナとして適用することが可能な周波数をいう。

第１実施形態における各インダクタはアンテナとして機能し、そのうち能動面第１素子８０は、通信に使用されるものであり、高速・大容量通信のため適用可能周波数が例えば２〜５ＧＨｚに設定されている。また能動面第２素子４０は、電力伝送に使用されるものであり、適用可能周波数が例えば数ｋＨｚ数ｋＨｚ〜数１００ＭＨｚに設定されている。なお電力伝送用の低周波数の電磁波に、通信用の高周波数の電磁波を重畳して出力することにより、能動面第２素子を電力伝送用および通信用に共用することも可能である。
なお本明細書中の各実施形態では、巻き線（スパイラル）型インダクタを例にして説明しているが、これに限定されるものではなく、インダクタもしくはアンテナとして機能するものであれば各実施形態に適用することができる。巻き線（スパイラル）型インダクタの他に、ミアンダ型、トロイダル型、パッチ型等が知られており、それらを適用する場合のインダクタンス値の大小はそれぞれのインダクタ、アンテナによる。

上述したように、基体１０の能動面の周縁部には、電子回路を外部に電気的接続するための電極２１，２５，１１，１５が配列形成されている。
図１（ｂ）に示すように、その電極１５の下方には、基体１０を貫通する導電部材５０が形成されている。なお、図１（ａ）に示す電極２５の下方にも、基体１０を貫通する導電部材が形成されている。

図４は導電部材の説明図であり、図１（ｂ）のＰ部における拡大図である。図４に示すように、基体１０の能動面１８に形成された電極１５の中央部には、基体１０を貫通する孔（スルーシリコンビア）が形成されている。その貫通孔の内面には絶縁層５１が形成され、その絶縁層５１の内面から電極１５の表面にかけて下地膜５２が形成されている。この下地膜５２は、下層のバリア層と上層のシード層とで構成されている。バリア層は、導電部材５０を構成するＣｕの拡散を防止するものであり、ＴｉＷやＴｉＮ等によって形成されている。シード層は、導電部材５０を電解メッキ法で形成する際の電極として機能するものであり、Ｃｕ等によって形成されている。

そして、電極１５の表面から貫通孔の内部にかけて、導電部材５０が形成されている。この導電部材５０を形成するには、予め電極１５の表面から基体１０の内部にかけて非貫通孔を形成しておく。次に、電極１５の表面に開口部を有するマスクを形成する。次に、下地膜５２のシード層を電極として電解Ｃｕメッキを行い、マスクの開口部にＣｕを埋め込む。なお電解メッキ法に代えて、無電解メッキ法等を採用しても良い。その後、基体１０の裏面１９を研磨することにより、基体１０を貫通する導電部材５０が形成される。なお導電部材５０の形成領域を除く基体１０の裏面１９には、絶縁膜９が形成されている。

この導電部材５０の先端を基体１０の裏面１９に露出させることにより、電極１６が形成されている。また、図１（ａ）に示す電極２５の下方に形成された導電部材の先端を基体１０の裏面に露出させることにより、図１（ｃ）に示す電極２６が形成されている。

そして図１（ｃ）に示すように、電極１６，２６から誘電体層３１の表面にかけて、第１インダクタ素子（以下「裏面第１素子」という。）８５が形成されている。同様に、基体１０の裏面側には、第２インダクタ素子（以下「裏面第２素子」という。）４５が形成されている。裏面第２素子４５の巻き数は、裏面第１素子８５より多くなっている。したがって、裏面第２素子４５のインダクタンス値は、裏面第１素子８５より大きくなっている。また裏面第２素子４５の適用可能周波数は、裏面第１素子８５より低周波側にシフトしている。

この裏面第２素子４５は、能動面第２素子と同様に電力伝送に使用されるものであり、能動面第２素子と同等のインダクタンス値または適用可能周波数に設定されている。また裏面第１素子８５は、能動面第１素子と同様に通信に使用されるものであるが、混信を防止するため能動面第１素子とは異なるインダクタンス値または適用可能周波数に設定されている。

（半導体装置）
図５は、第１実施形態に係る半導体装置の説明図であり、図１のＡ−Ａ線に相当する部分における断面図である。図５に示すように、第１実施形態に係る半導体装置５は、母基板（マザーボード）１００の表面に、第１電子基板２００および第２電子基板３００が順に実装されたものである。

母基板１００はガラスエポキシ樹脂等によって構成され、その表面にはアンテナとして機能する第１インダクタ素子１８０および第２インダクタ素子１４０が形成されている。この第１インダクタ素子１８０は、通信に使用されるものであり、適用可能周波数が例えば２〜５ＧＨｚに設定されている。また第２インダクタ素子１４０は、電力伝送に使用されるものであり、適用可能周波数が例えば数ｋＨｚ〜数１００ＭＨｚに設定されている。

この母基板１００の表面に、接着剤（不図示）等を介して、第１電子基板２００が実装されている。第１電子基板２００の能動面第１素子２８０および母基板１００の第１インダクタ素子１８０は、同等の適用可能周波数に設定され、相互に対向配置されている。すなわち各第１素子１８０，２８０は、それぞれの中心を通る法線同士が略一致するように配置されている。また、第１電子基板２００の能動面第２素子２４０および母基板１００の第２インダクタ素子１４０も、同等の適用可能周波数に設定され、相互に対向配置されている。

また、第１電子基板２００に形成された裏面第２素子２４５の適用可能周波数は、能動面第２素子２４０の適用可能周波数と同等に設定されている。これに対して、第１電子基板２００に形成された裏面第１素子２８５の適用可能周波数は、能動面第１素子２８０の適用可能周波数とは異なるように設定されている。

その第１電子基板２００の裏面側に、接着剤（不図示）等を介して、第２電子基板３００が実装されている。第２電子基板３００の能動面第１素子３８０および第１電子基板２００の裏面第１素子２８５は、同等の適用可能周波数に設定され、相互に対向配置されている。また、第２電子基板３００の能動面第２素子３４０および第１電子基板２００の裏面第２素子２４５も、同等の適用可能周波数に設定され、相互に対向配置されている。

上記のように構成された半導体装置５では、母基板１００の第２インダクタ素子１４０に通電して、第２インダクタ素子１４０から電磁波を送信する。この電磁波を、第１電子基板２００の能動面第２素子２４０で受信して、電気エネルギーを取り出す。このように、各第２素子１４０，２４０をアンテナとして電磁波を送受信することにより、母基板１００から第１電子基板２００に対する電力伝送が行われる。また第１電子基板２００の裏面第２素子２４５から電磁波を送信し、第２電子基板３００の能動面第２素子３４０で受信することにより、第１電子基板２００から第２電子基板３００に対する電力伝送が行われる。その結果、第１電子基板２００および第２電子基板３００を駆動することができる。その際、電磁波を送受信するインダクタ素子が対向配置されているので、電力伝送損失を抑制して伝送効率を向上させることができる。

また、母基板１００の第１インダクタ素子１８０または第１電子基板２００の能動面第１素子２８０のうち、一方から送信された電磁波を他方で受信して電気信号を取り出す。このように、各第１素子１８０，２８０をアンテナとして電磁波を送受信することにより、母基板１００と第１電子基板２００との間で通信が行われる。また第１電子基板２００の裏面第１素子２８５または第２電子基板３００の能動面第１素子３８０のうち、一方から送信された電磁波を他方で受信することにより、第１電子基板２００と第２電子基板３００との間で通信が行われる。なお、第２電子基板３００に形成された裏面第１素子３８５の適用可能周波数および出力を適当に設定することにより、半導体装置５と外部との通信を行うことも可能である。ただし、半導体装置５と外部との通信を行う必要がなければ、裏面第１素子３８５の形成を省略してもよい。

しかも、母基板１００と第１電子基板２００との間の通信周波数と、第１電子基板２００と第２電子基板３００との間の通信周波数とは、相互に異なるように設定されている。これにより、基板間相互の混信を防止することが可能になり、半導体装置５の動作信頼性を向上させることができる。

以上に詳述したように、本実施形態に係る電子基板は、基体の能動面側および裏面側にそれぞれインダクタ素子が形成され、裏面側に形成されたインダクタ素子は、基体を貫通する導電部材を介して能動面側に電気的接続されている構成とした。この構成によれば、複数の電子基板を積層配置した場合でも、隣接する電子基板のインダクタ素子を対向配置することができる。その結果、電磁シールド性を有する基体を介して電磁波を送受信する必要がなくなり、低消費電力および高Ｓ／Ｎ比での送受信が可能になる。したがって、伝送効率を向上させることができる。

また、基体の能動面側および裏面側にインダクタンス値または適用可能周波数の異なる複数のインダクタ素子が形成され、そのうち第１インダクタ素子は通信に使用され、第２インダクタ素子は電力伝送に使用される構成とした。この構成によれば、電子基板に形成された複数のインダクタ素子を用いて電力伝送や通信を行うことができるので、電子基板に接続端子を設ける必要がなくなり、電子基板の構造を簡素化することができる。これに伴って、母基板に対する電子基板の実装作業を簡素化することが可能になる。具体的には、両者の精密な位置合わせや、リフロー等の作業が不要になる。さらには、実装に伴う信頼性の低下を防止することができる。具体的には、実装に伴って導通不良や短絡等が発生するのを防止することができる。このように製造不良の発生を抑制することができるので、製造歩留まりを向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電子基板について説明する。
図６は第２実施形態に係る電子基板の説明図であり、図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＥ−Ｅ線における断面図である。図６（ａ）に示すように、第２実施形態に係る電子基板１は、接続端子６３を使用して電力伝送を行う点で、インダクタ素子を使用して電力伝送を行う第１実施形態とは異なっている。また第２実施形態に係る電子基板は、複数のインダクタ素子８０，９０を使用して通信を行う点で、第１実施形態とは異なっている。なお第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

（再配置配線等）
図６（ａ）に示すように、外部から電力供給を受けるため、電子基板１の周縁部に沿って複数の電極６２が整列配置されている。近年の電子基板１の小型化により、隣接する電極６２間のピッチは非常に狭くなっている。この電子基板１を相手側部材に実装すると、隣接する電極６２との間で短絡が発生するおそれがある。そこで電極６２間のピッチを広げるため、電極６２の再配置配線６４が形成されている。

具体的には、電子基板１の表面中央部に、接続端子６３を構成する複数のパッドが形成されている。その接続端子６３に対して、電極６２から引き出された再配置配線６４が連結されている。これにより、狭ピッチの電極６２が中央部に引き出されて広ピッチ化されている。このような電子基板１の形成には、ウエハの状態において一括して再配置配線や樹脂封止等を行なってから個々の電子基板１に分離する、Ｗ−ＣＳＰ（Wafer level Chip Scale Package）技術が利用されている。

図６（ｂ）に示すように、接続端子６３の表面にはバンプ７８が形成されている。このバンプ７８は、例えばハンダバンプであり、印刷法等によって形成されている。このバンプ７８がリフロー等により溶解されて、相手側部材の接続端子に連結されるようになっている。

そのバンプ７８の周囲には、ソルダーレジスト６６が形成されている。このソルダーレジスト６６は、電子基板１を相手側部材に実装する際にハンダバンプ７８の隔壁となるものであり、電気絶縁性を有する樹脂材料等によって構成されている。このソルダーレジスト６６により、電子基板１の表面全体が覆われている。

ところで、電子基板１を相手側部材に実装すると、電子基板１の基体１０と相手側部材との熱膨張係数の差により、両者間に熱応力が発生する。この熱応力を緩和するため、接続端子６３と基体１０との間に応力緩和層３０が形成されている。この応力緩和層３０は、感光性ポリイミドやベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、フェノールノボラック樹脂等の樹脂材料により、所定の厚さに形成されている。

図６（ａ）に示すように、第２実施形態に係る電子基板１の能動面にも、複数のインダクタ素子８０，９０が形成されている。各インダクタ素子８０，９０として、第１実施形態と同様の平面型インダクタ素子（スパイラルインダクタ素子）が採用されている。各インダクタ素子８０，９０の巻き線は、上述した応力緩和層３０の表面に形成されている。この応力緩和層３０は、誘電体である樹脂材料によって構成されているので、第１実施形態における誘電体層と同様に機能する。したがって、応力緩和層３０により各インダクタ素子８０，９０を基体１０から離間配置することが可能になり、各インダクタ素子８０，９０から出力された電磁波が基体１０によって吸収されるのを抑制することができる。

第２インダクタ素子（以下「能動面第２素子」という。）９０の巻き数は、第１インダクタ素子（以下「能動面第１素子」という。）８０より多くなっている。これにより、能動面第２素子９０の適用可能周波数は、能動面第１素子８０より低周波側にシフトしている。ただし、この能動面第２素子９０は電力伝送に使用されるものではなく、能動面第１素子８０とともに通信に使用されるものである。そのため、能動面第１素子８０および能動面第２素子９０の適用可能周波数は、ともに２〜５ＧＨｚに設定されている。なお、能動面第２素子９０と能動面第１素子８０との適用可能周波数の差は、第１実施形態に比べて小さくなっている。

（電子基板の製造方法）
次に、第２実施形態に係る電子基板の製造方法について説明する。
図７および図８は、第２実施形態に係る電子基板の製造方法の工程図であり、図６のＦ−Ｆ線に相当する部分における断面図である。なお電子基板の製造には、Ｗ−ＣＳＰ技術を利用する。すなわち、ウエハに対し一括して以下の各工程を行い、最後に個々の電子基板に分離する。

まず図７（ａ）に示すように、ウエハ１０ａのパッシベーション膜８の表面に連結配線１２ａを形成する。その前提として、パッシベーション膜８の表面全体に下地膜（不図示）を形成する。この下地膜は、下層のバリア層と上層のシード層とで構成される。バリア層は、連結配線１２ａを構成するＣｕの拡散を防止するものであり、ＴｉＷやＴｉＮ等により厚さ１００ｎｍ程度に形成する。シード層は、連結配線１２ａを電解メッキ法で形成する際の電極として機能するものであり、Ｃｕ等により厚さ数１００ｎｍ程度に続けて形成する。それらはスパッタ法、ＣＶＤ法、無電解メッキ法などで形成されることが多い。次に、連結配線１２ａの形成領域に開口部を有するマスクを形成する。次に、下地膜のシード層を電極として電解Ｃｕメッキを行い、マスクの開口部にＣｕを埋め込んで連結配線１２ａを形成する。これは、無電解メッキ法などで形成しても良い。マスクを除去した後に、連結配線１２ａをマスクとして下地膜をエッチングする。

次に図７（ｂ）に示すように、ウエハ１０ａの表面に応力緩和層３０を形成する。また連結配線１２ａの一方端部が露出するように、応力緩和層３０に貫通孔３１ａを形成する。貫通孔３１ａを備えた応力緩和層３０の形成は、印刷法やフォトリソグラフィ等を用いて行うことが可能である。特に、応力緩和層３０の構成材料として感光性を有する樹脂材料を採用すれば、フォトリソグラフィを用いて簡単かつ正確に応力緩和層３０をパターニングすることができる。

次に図７（ｃ）に示すように、応力緩和層３０の表面に、再配置配線および接続端子６３（以下「接続端子６３等」という。）を形成する。この接続端子６３等の形成工程において、接続端子６３等と同時に、応力緩和層３０の表面に巻き線４１を形成する。その具体的な方法は、上述した連結配線１２ａの形成方法と同様である。このように、接続端子６３等と同時に巻き線４１を形成することにより、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。また、メッキやフォトリソグラフィ等を利用して正確に巻き線４１を形成することが可能になり、所望の特性を備えたインダクタ素子を形成することができる。なお応力緩和層３０の表面に形成された巻き線４１をレーザ等でトリミングすることにより、インダクタ素子の特性のチューニングを行うことも可能である。

次に図８（ａ）に示すように、ウエハ１０ａの表面全体にソルダーレジスト６６を形成する。また接続端子６３の上方に、ソルダーレジスト６６の開口部６７を形成する。
次に図８（ｂ）に示すように、その開口部の内側における接続端子６３の表面に、バンプ７８を形成する。

また、基体１０を貫通する導電部材を形成する。導電部材の形成は、能動面側に対する上記各工程の終了後に行ってもよいが、能動面側に対する連結配線または巻き線の形成工程と同時に行なえば、製造工程を簡略化することが可能である。
また、基体１０の裏面側に、応力緩和層およびインダクタ素子を形成する。これらの形成は、能動面側に対する上記各工程の終了後に行ってもよいが、能動面側に対する上記各工程と同時に行えば、製造工程を簡略化することが可能である。
その後、ウエハから個々の基体１０を分離する。基体１０の分離は、ダイシング等によって行うことができる。以上により、本実施形態に係る電子基板１が完成する。

（半導体装置）
図９は、第２実施形態に係る半導体装置の説明図であり、図６のＦ−Ｆ線に相当する部分における断面図である。図９に示すように、第２実施形態に係る半導体装置５は、母基板（マザーボード）１００の表面に、第１電子基板２００および第２電子基板３００が順に実装されたものである。

母基板（マザーボード）１００の表面には、第１電子基板２００との接続端子１６０が形成されている。また母基板１００の表面には、第１インダクタ素子（不図示）および第２インダクタ素子１９０が形成されている。各インダクタ素子は通信に使用されるものであり、適用可能周波数が２〜５ＧＨｚに設定されている。

その母基板１００の表面に、第１電子基板２００が実装されている。具体的には、第１電子基板２００の能動面に形成された接続端子２６０が、母基板１００の接続端子１６０と対向するように配置されている。そして、第１電子基板２００の接続端子２６０の表面に形成されたハンダバンプ２７８が、リフロー等により母基板１００の接続端子１６０に連結されている。

また、第１電子基板２００の能動面第１素子（不図示）および母基板１００の第１インダクタ素子が、同等の適用可能周波数に形成されて、相互に対向配置されている。さらに、第１電子基板２００の能動面第２素子２９０および母基板１００の第２インダクタ素子１９０も、同等の適用可能周波数に形成されて、相互に対向配置されている。

なお、第１電子基板２００に形成された裏面第１素子（不図示）の適用可能周波数は、能動面第１素子の適用可能周波数と異なるように設定されている。また第１電子基板２００に形成された裏面第２素子２９５の適用可能周波数は、能動面第２素子２９０の適用可能周波数と異なるように設定されている。

一方、第１電子基板２００の裏面側に、第２電子基板３００が実装されている。具体的には、第２電子基板３００の能動面に形成された接続端子３６０が、第１電子基板２００の接続端子２６５と対向するように配置されている。そして、第２電子基板３００の接続端子３６０の表面に形成されたハンダバンプ３７８が、リフロー等により第１電子基板２００の接続端子２６５に連結されている。

また、第２電子基板３００の能動面第１素子（不図示）および第１電子基板２００の裏面第１素子は、同等の適用可能周波数に形成されて、相互に対向配置されている。さらに、第２電子基板３００の能動面第２素子２９０および第１電子基板２００の裏面第２素子２９５も、同等の適用可能周波数に形成されて、相互に対向配置されている。

上記のように構成された半導体装置５では、接続端子１６０，２６０を介して母基板１００から第１電子基板２００への電力伝送を行い、また接続端子２６５，３６０を介して第１電子基板２００から第２電子基板３００への電力伝送を行う。このように、接続端子を介して電力伝送を行うことにより、電力伝送を確実かつ安定的に行うことが可能になる。これにより、半導体装置５の動作信頼性を向上させることができる。

また半導体装置５では、母基板１００の第１インダクタ素子および第１電子基板２００の能動面第１素子をアンテナとして電磁波を送受信し、また母基板１００の第２インダクタ素子１９０および第１電子基板２００の能動面第２素子２９０をアンテナとして電磁波を送受信することにより、母基板１００と第１電子基板２００との間で通信を行う。

その際、一対の第１素子と一対の第２素子との適用可能周波数が異なっているので、混信を防止することができる。例えば、母基板１００の第１インダクタ素子から送信された電磁波は、第１電子基板２００において適用可能周波数が同じ能動面第１素子のみによって受信され、適用可能周波数が異なる能動面第２素子２９０には受信されない。このように混信を防止しうる結果、多ビットシリアル通信を実現することが可能になり、通信速度を向上させることができる。また、母基板１００と第１電子基板２００との位置合わせを厳密に行う必要がなくなり、製造コストを低減することができる。

また半導体装置５では、第１電子基板２００の裏面第１素子および第２電子基板３００の能動面第１素子をアンテナとして電磁波を送受信し、また第１電子基板２００の裏面第２素子２９５および第２電子基板３００の能動面第２素子３９０をアンテナとして電磁波を送受信することにより、第１電子基板２００と第２電子基板３００との間で通信を行う。ここでも、一対の第１素子と一対の第２素子との適用可能周波数が異なっているので、混信を防止することが可能になり、多ビットシリアル通信を実現することができる。

しかも、母基板１００と第１電子基板２００との間の通信周波数と、第１電子基板２００と第２電子基板３００との間の通信周波数とは、相互に異なるように設定されている。これにより、基板間相互の混信を防止することが可能になり、半導体装置５の動作信頼性を向上させることができる。

（電子機器）
次に、上述した電子基板を備えた電子機器の例について説明する。
図１０は、携帯電話の斜視図である。上述した電子基板は、携帯電話１３００の筐体内部に配置されている。この構成によれば、伝送効率を向上させることが可能な電子基板を備えているので、低消費電力の携帯電話を提供することができる。

なお、上述した電子基板は、携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。いずれの場合でも、低消費電力の電子機器を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態では基体の能動面側および裏面側にそれぞれ２個のインダクタ素子を形成したが、それぞれ３個以上のインダクタ素子を形成してもよい。また、上記実施形態ではすべてのインダクタ素子をアンテナとして機能させたが、一部のインダクタ素子を受動素子として機能させ発信回路等を形成してもよい。また、上記実施形態では電子回路が形成された基体にインダクタ素子を形成したが、電気絶縁性材料からなる基体にインダクタ素子を形成してもよい。また、上記実施形態では電解メッキ法により巻き線等を形成したが、スパッタ法や蒸着法等の他の成膜方法を採用してもよい。また、成膜工程を経ずにインクジェト法等を採用して、インダクタやアンテナのパターンを直接形成するようにしても良い。

以上に述べたすべての実施形態中で、電子基板上にはインダクタもしくはアンテナのみを形成する例について述べてきたが、これに限ることはなく、薄膜や厚膜のプロセスによりインダクタ以外の部品、例えばキャパシタやレジスタを電子基板上に形成した複合電子部品としても良い。また、それらの部品を別の手段、例えば表面実装技術によって電子基板上に形成した複合電子部品としても良い。

第１実施形態に係る電子基板の平面図である。 （ａ）はインダクタ素子の平面図であり、（ｂ）は断面図である。 インダクタ素子の変形例の説明図である。 導電部材の説明図である。 第１実施形態に係る半導体装置の説明図である。 第２実施形態に係る電子基板の説明図である。 第２実施形態に係る電子基板の製造方法の工程図である。 第２実施形態に係る電子基板の製造方法の工程図である。 第２実施形態に係る半導体装置の説明図である。 携帯電話の斜視図である。

符号の説明

１…電子基板 ５…半導体装置 １０…基体 １８…能動面 １９…裏面 ４０，４５…第２インダクタ素子 ５０…導電部材 ６３…接続端子 ８０，８５…第１インダクタ素子 ９０，９５…第２インダクタ素子 ３１…誘電体層（材料層） １３００…携帯電話（電子機器）

Claims (9)

1. 基体の能動面側および前記能動面の裏面側に、それぞれインダクタ素子が形成され、
   前記基体の前記能動面側には、第１の前記インダクタ素子および第２の前記インダクタ素子が形成され、
   前記第１インダクタ素子に電気的接続された第１電極が、前記能動面側の第１周縁部に配列形成され、前記第２インダクタ素子に電気的接続された第２電極が、前記能動面側の第２周縁部に配列形成され、前記第１周縁部および前記第２周縁部は、前記第１インダクタ素子および前記第２インダクタ素子を挟んで相互に反対側に位置し、
   前記基体の前記裏面側に形成された前記インダクタ素子は、前記基体を貫通する導電部材を介して前記能動面側の第3電極に電気的接続され、
   前記導電部材および前記第３電極は、前記第１周縁部または前記第２周縁部に配置されていることを特徴とする電子基板。
2. 前記基体には、外部との電力伝送に使用される接続端子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子基板。
3. 前記第１インダクタ素子および前記第２インダクタ素子は、相互にインダクタンス値または適用可能周波数が異なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子基板。
4. 前記第１インダクタ素子は、外部との電力伝送に使用され、
   前記第２インダクタ素子は、外部との通信に使用されることを特徴とする請求項３に記載の電子基板。
5. 前記第１インダクタ素子および前記第２インダクタ素子は、いずれも外部との通信に使用されることを特徴とする請求項３に記載の電子基板。
6. 前記インダクタ素子の全部または一部と前記基体との間には、前記基体より誘電正接が小さい材料層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電子基板。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電子基板が積層配置され、前記電子基板に形成された前記インダクタ素子をアンテナとして電磁波を送受信することにより、前記電子基板間における信号授受を可能としたことを特徴とする半導体装置。
8. 信号授受を行う一対の前記電子基板に形成された前記インダクタ素子が、相互に対向配置されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
9. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電子基板を備えたことを特徴とする電子機器。

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