專利名稱：嵌有半導體芯片的布線基片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌有半導體芯片的布線基片的制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，作為內(nèi)嵌有部件的基片的制造方法，在JP2007-3M550A (對應 US2008/017409)中描述的方法是大家熟知的方法，在所述基片中，形成有布線部分而且電子部件嵌入在含有熱塑性樹脂的絕緣基片中。按照該制造方法，多層樹脂膜疊在一起，其中一個樹脂膜的表面具有導電圖案，一個樹脂膜具有填充導電漿的通孔，于是將電子部件嵌入，形成疊層本體。然后，從上下兩側(cè)加壓和加熱疊層本體，使構(gòu)成樹脂膜的熱塑性樹脂軟化，由此樹脂膜彼此粘結(jié)并一次集成在一起，并且電子部件被密封。另外，燒結(jié)填充在所述通孔內(nèi)的導電漿，形成夾層連接部分(導電組分)。夾層連接部分連接電子部件的電極和相應焊盤(導電圖案)或者連接相鄰的導電圖案。因此，能夠通過加壓和加熱同時形成其中嵌有電子部件的多層基片，由此制造方法能夠簡化。通過這種方式，在其中堆置有元件的半導體芯片(IC芯片)中，相鄰電極之間的距離變得越來越小(即所謂的小間距)，從而實現(xiàn)元件的高集成和高速度，抑制半導體芯片 (其中嵌有半導體芯片的基片)尺寸的增加。因此，在半導體芯片(裸芯片)被用作嵌入式電子部件，而且執(zhí)行倒裝芯片安裝而不用重新布線的情況下，需要形成直徑非常小(比如， 直徑約為幾微米到10微米)的所述通孔，以便保證相鄰夾層連接部分之間的電絕緣特性。 因此，通過上述方法很難形成通孔并用導電漿填充通孔。此外，因為需要填充的導電漿的量很小，也難以保證足夠量的導電顆粒擴散焊至組成半導體芯片電極的金屬與基片的焊盤。另一方面，可以應用下述方法。在半導體芯片的電極上形成一個凸起，凸起通過倒裝芯片安裝法安裝到基片的焊盤。如在JP2001-60602A中所述，如果所述凸起通過加壓加熱被直接焊接到焊盤(電極)，由于具有小間距，能夠提高電絕緣特性。然而，如在JP2001-60602A中所述，為了直接焊接所述凸起和焊盤，預定的加壓和加熱時間是必要的。因此，可能延長了形成內(nèi)嵌有半導體芯片的布線基片的時間(周期時長)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種內(nèi)嵌有半導體芯片的布線基片的制造方法，該方法能夠簡化制造方法并縮短制造時間。按照本發(fā)明的第一方面，嵌有半導體芯片的布線基片的制造方法包括層疊多個樹脂膜和多個含有熱塑性樹脂的熱塑性樹脂膜，形成層疊本體，其中所述多個樹脂膜包括在其表面上具有導電圖案的樹脂膜，和具有由導電漿填充的通孔的樹脂膜，多個樹脂膜中的至少一個位于相鄰兩個熱塑性樹脂膜之間，半導體芯片的電極形成表面接觸所述多個熱塑性樹脂膜中的一個，半導體芯片的電極形成表面的相反面接觸多個熱塑性樹脂膜中的另一個膜，而且所述半導體芯片被夾在所述多個熱塑性樹脂膜中所述一個膜與所述另一個膜之間；沿著層疊方向從層疊本體的上下兩側(cè)對層疊本體加壓加熱，形成含有導電圖案和通過燒結(jié)導電漿內(nèi)的導電顆粒形成的燒結(jié)本體的布線部分，其中所述多個熱塑性樹脂膜被軟化，同時將多個樹脂膜和多個熱塑性樹脂膜結(jié)合在一起，并密封所述半導體芯片；將第二膜附連到含有第一膜的基片的焊盤形成表面，在第一膜的表面上形成有作為導電圖案一部分的焊盤，以在層疊之前，通過加熱加壓第二膜，用第二膜覆蓋第一膜的焊盤，其中所述第一膜充當所述多個樹脂膜中的一個膜，第二膜充當多個熱塑性樹脂膜的一個膜；和在等于或者高于構(gòu)成第二膜的熱塑性樹脂的熔點的溫度下，通過加熱和加壓半導體芯片，通過倒裝芯片安裝將半導體芯片安裝到所述基片上，其中在融化第二膜的同時，在半導體芯片的電極上形成的柱凸起被填充進第二膜，并被壓焊到所述焊盤，在層疊之前，熔化后的第二膜密封在半導體芯片和基片之間。在層疊時，除了構(gòu)成含有第一膜的基片的所述多個樹脂膜的一個和第二膜外，多個樹脂膜和多個熱塑性樹脂膜與基片以及第二膜層疊在一起，形成層疊本體。柱凸起在加壓和加熱層疊本體時被直接焊接到所述焊盤。按照本發(fā)明，多個樹脂膜和多個熱塑性樹脂膜層疊在一起，形成層疊本體，使得所述樹脂膜中的至少一個膜位于相鄰兩個熱塑性樹脂膜之間，半導體芯片的電極形成表面接觸其中一個熱塑性樹脂膜，半導體芯片的電極形成表面的相反面接觸另一個熱塑性樹脂膜。因此，通過加壓加熱使熱塑性樹脂膜軟化，所述樹脂膜與熱塑性樹脂膜同時結(jié)合在一起，半導體芯片至少由靠近半導體芯片的熱塑性樹脂膜密封。此外，導電漿內(nèi)的導電顆粒在加壓加熱作用下被燒結(jié)，形成燒結(jié)本體，通過所述燒結(jié)本體和導電圖案形成所述布線部分。 因此，能夠簡化所述制造方法。所述樹脂膜可包括含熱固性樹脂的熱固性樹脂膜。在加壓加熱過程中，熱塑性樹脂膜被軟化，將所述樹脂膜和熱塑性樹脂膜結(jié)合在一起。因此，在層疊本體中，至少一個樹脂膜需要置于相鄰兩個熱塑性樹脂膜之間。除了由熱塑性樹脂制成的第二膜，作為所述熱塑性樹脂膜，可以使用含有帶熱塑性樹脂的無機材料比如玻璃纖維的膜。對于熱固性樹脂同樣如此。對于第一膜，可使用含熱塑性樹脂的膜或者含熱固性樹脂的膜。在層疊之前，由熱塑性樹脂膜形成的第二膜布置在半導體芯片和含第一膜的基片之間，在等于或者高于熱塑性樹脂的熔點的溫度下，對第二膜加熱加壓。當溫度升高到等于或者高于熱塑性樹脂的熔點時，構(gòu)成第二膜的熱塑性樹脂具有流動性，位于柱凸起和焊盤之間的熱塑性樹脂在壓力作用下發(fā)生移動，柱凸起直接接觸焊盤，于是柱凸起和焊盤能夠處于壓焊狀態(tài)。此時，因為在加熱作用下具有流動性的熱塑性樹脂密封在半導體芯片和基片之間，所述基片包括柱凸起和焊盤的連接部分的周邊，于是能夠獲得相應連接部分之間的電絕緣特性。此外，能夠提高在所述連接部分處的連接可靠性。此外，當柱凸起和焊盤處于壓焊狀態(tài)時，終止倒裝芯片安裝(加熱加壓的應用)， 柱凸起和焊盤在加壓加熱過程中受壓力和加熱的作用處于連接狀態(tài)。通過這種方式，因為柱凸起和焊盤在加壓加熱過程中受加熱加壓的作用處于連接狀態(tài)，與壓焊狀態(tài)相比，能夠提高半導體芯片的電極和焊盤的電連接可靠性。
在倒裝芯片安裝中，柱凸起和焊盤處于壓焊狀態(tài)，在加壓加熱過程中受加熱和加壓的作用，柱凸起和焊盤處于連接狀態(tài)。因此，與這樣的方法相比，即柱凸起和焊盤在倒裝芯片安裝中處于連接狀態(tài)之后再執(zhí)行加壓加熱，能夠縮短制造時間。如果在層疊之前柱凸起沒有與焊盤相接觸，柱凸起在加壓加熱時與焊盤相接觸， 以成為連接狀態(tài)，則柱凸起變得難以填充進第二膜內(nèi)。結(jié)果，熱塑性樹脂可能保留在柱凸起和焊盤之間。與此對比，因為在本發(fā)明中，于層疊之前，柱凸起和焊盤處于壓焊狀態(tài)，通過加壓加熱工藝的加熱和加壓作用，柱凸起和焊盤能夠可靠地處于連接狀態(tài)。因此，嵌有半導體芯片的布線基片的制造工藝能夠得到簡化，并且能夠縮短制造時間(周期)。按照本發(fā)明的第二方面，嵌有半導體芯片的布線基片的制造方法包括層疊多個樹脂膜和多個含有熱塑性樹脂的熱塑性樹脂膜，形成層疊本體，其中所述多個樹脂膜包括在其表面上具有導電圖案的樹脂膜，和具有由導電漿填充的通孔的樹脂膜，多個樹脂膜中的至少一個位于相鄰兩個熱塑性樹脂膜之間，半導體芯片的電極形成表面接觸所述多個熱塑性樹脂膜中的一個，半導體芯片的電極形成表面的相反面接觸多個熱塑性樹脂膜中的另一個膜，而且所述半導體芯片被夾在所述多個熱塑性樹脂膜中的所述一個膜與所述另一個膜之間；沿著層疊方向從層疊本體的上下兩側(cè)對層疊本體加壓加熱，形成含有導電圖案的布線部分和通過燒結(jié)導電漿內(nèi)的導電顆粒形成的燒結(jié)本體，其中所述多個熱塑性樹脂膜被軟化，同時將多個樹脂膜和多個熱塑性樹脂膜結(jié)合在一起，并密封所述半導體芯片；通過加壓和加熱半導體芯片，采用倒裝芯片安裝將半導體芯片安裝到含有第一膜的基片上，第一膜用作所述多個樹脂膜中的一個，其中，充當多個熱塑性樹脂膜中的一個膜的第二膜被附連到含有第一膜的基片的焊盤形成表面，在第一膜的表面上形成的焊盤作為導電圖案的一部分，以用第二膜覆蓋第一膜的焊盤，所述第二膜在對應焊盤的位置具有通孔，在等于或者高于構(gòu)成第二膜的熱塑性樹脂的熔點的溫度下，通過加熱和加壓半導體芯片，于是形成在半導體芯片的電極上的柱凸起通過通孔被壓焊到所述焊盤，而且在層疊之前，熔化后的第二膜密封半導體芯片和基片之間的空間。在層疊時，多個樹脂膜和多個熱塑性樹脂膜中除了構(gòu)成含有第一膜的基片的一個膜和第二膜外，所述多個樹脂膜和多個熱塑性樹脂膜與基片以及第二膜層疊在一起，形成層疊本體。在加壓和加熱層疊本體時，柱凸起被直接焊接到所述焊盤。通過采用這樣的方法，能夠獲得類似于按照本發(fā)明第一方面的制造方法的效果。按照本發(fā)明，對應焊盤的通孔在倒裝芯片安裝之前提前形成在第二膜內(nèi)。因此，如果熱量相同的話，與本發(fā)明第一方面所述的方法相比，柱凸起和焊盤之間的壓焊狀態(tài)和由第二膜形成的密封結(jié)構(gòu)能夠在短時間內(nèi)形成。即，能夠縮短倒裝芯片安裝的加熱加壓時間， 由此縮短嵌有半導體芯片的布線基片的制造時間。此外，如果加熱加壓時間和受壓狀態(tài)相同的話，與本發(fā)明第一方面所述的方法相比，能夠用低熱量獲得柱凸起和焊盤之間的壓焊狀態(tài)。


從下述參照附圖作出的詳細說明中，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將變得更明顯。其中
圖1是通過本發(fā)明第一實施例的制造方法制造的嵌有半導體芯片的布線基片的截面圖；圖2是在圖1所示嵌有半導體芯片的布線基片的制造方法的制備過程中，表示待被層疊在基片上的樹脂膜的截面圖，其中半導體芯片安裝在所述基片上；圖3A-3D表示在圖1所示的嵌有半導體芯片的布線基片的制造過程中，用倒裝芯片方法將半導體芯片安裝在基片上的步驟的截面圖；圖4是圖3A所示方法中將第二膜附連到基片的焊盤形成表面的狀態(tài)俯視圖；圖5是圖1所示嵌有半導體芯片的布線基片的制造過程中層疊步驟的截面圖；圖6是圖1所示嵌有半導體芯片的布線基片的制造過程中加壓加熱步驟的截面圖；圖7A是按照本發(fā)明的第二實施例的制造方法中用倒裝芯片方法將半導體芯片安裝在基片上的步驟中，第二膜被附連到基片的焊盤形成表面的狀態(tài)的俯視圖；圖7B是沿著圖7A的VIIB-VIIB截取的截面圖；圖8A是第二膜被附連到基片的焊盤形成表面時的狀態(tài)的改進實施例的俯視圖； 和圖8B是沿著圖8A的VIIIB-VIIIB截取的截面圖。
具體實施例方式本發(fā)明具有下列特征部分。在形成嵌有半導體芯片的布線基片中，采用步驟1)和 2)。1)上面形成有柱凸起的半導體芯片(裸IC芯片)借助熱塑性樹脂制成的第二膜，通過倒裝芯片方法安裝在含有第一膜的基片上，其中第一膜上形成有焊盤。2)在倒裝芯片安裝后，當通過已知的PALAP即一次性層疊方法形成布線基片時，其上安裝有半導體芯片的基片被嵌在布線基片中。另外，柱凸起和焊盤之間的連接狀態(tài)是特征部分。因此，關(guān)于布線基片的基本結(jié)構(gòu)和制造方法，除非另有所指，都適當?shù)夭捎帽景l(fā)明的申請人已經(jīng)應用的PALAP結(jié)構(gòu)。另外，PALAP為株式會社電裝的注冊商標。(第一實施例)此后，參照附圖描述本發(fā)明的實施例。絕緣基片20的厚度方向(即，多層樹脂膜的層疊方向)被稱作厚度方向，垂直于該厚度方向的方向被稱作垂直方向。另外，除非另有所指，厚度指的是沿著厚度方向的厚度。圖1所示的嵌有半導體芯片的布線基片10( S卩，半導體裝置，后面稱作布線基片 10)包括絕緣基片20、形成在絕緣基片20內(nèi)的導電圖案30和夾層連接部分40、和半導體芯片50，所述半導體芯片50被埋在也就是被嵌在絕緣基片20內(nèi)，作為嵌有半導體芯片的布線基片的基礎部件。除了上述部件外，圖1所示的布線基片10包括散熱件60。絕緣基片20由電絕緣材料制成。在圖1所示的實施例中，絕緣基片20作為基片執(zhí)行保持導電圖案30、夾層連接部分40、半導體芯片50和散熱件60的功能。此外，絕緣基片20執(zhí)行將半導體芯片50夾持并保護在內(nèi)部的功能。絕緣基片20主要由樹脂制成，該樹脂至少包括熱塑性樹脂作為樹脂材料。包含熱塑性樹脂膜的多層樹脂膜被層疊，而且通過加壓加熱被焊接/集成在一起。因為熱塑性樹脂能夠承受高溫，而且當通過后面所述的加壓和加熱步驟一次形成絕緣基片20時，軟化后的熱塑性樹脂能夠用作粘結(jié)劑和密封件，所以絕緣基片20包含熱塑性樹脂。因此，多層樹脂膜包含在層疊狀態(tài)下至少每隔一層膜布置的熱塑性樹脂膜。例如， 多層樹脂膜可只包括熱塑性樹脂膜或者包括熱固性樹脂膜與熱塑性樹脂膜。作為熱塑性樹脂膜，可以使用包含帶熱塑性樹脂的無機材料比如玻璃纖維和芳綸纖維的膜和由熱塑性樹脂制成的不含有無機材料的膜中的至少一個。類似地，作為熱固性樹脂膜，可以使用包含帶有熱固性樹脂的上述無機材料和由熱固性樹脂制成的不含有無機材料的膜中的至少一個。如圖1所示，在本實施例的絕緣基片20中，八層樹脂膜，即熱固性樹脂膜21a、熱塑性樹脂膜22a、熱固性樹脂膜21b、熱塑性樹脂膜22b、熱固性樹脂膜21c、熱塑性樹脂膜22c、 熱固性樹脂膜21d、熱塑性樹脂膜22d，按照該順序從一個表面20a —側(cè)沿著厚度方向?qū)盈B。 即，熱塑性樹脂膜和熱固性樹脂膜交替層疊，從而形成絕緣基片20。對于熱固性樹脂膜21a_21d，使用由熱固性聚酰亞胺(PI)制成的膜，其不含有無機材料比如玻璃纖維。與此對比，對于熱塑性樹脂膜22a-22d，使用由占30%重量的聚醚醚酮(PEEK)和70%重量的聚醚酰亞胺(PEI)制成的樹脂膜，其不含有無機材料比如玻璃纖維和用于調(diào)節(jié)線膨脹系數(shù)的無機填料。在上述樹脂膜中，熱固性樹脂膜21b對應上面安裝半導體芯片50的基片(即第一膜)，熱塑性樹脂膜22b對應作為基片的第二膜，該膜密封在半導體芯片50和熱固性樹脂膜 21b之間。導電箔被圖案化，從而形成導電圖案30，導電圖案30被用作電連接半導體芯片50 和外部裝置的布線部分。此外，導電圖案30也不僅用作導電的布線部分，而且還用作散熱布線部分，用于將在半導體芯片50內(nèi)形成的元件的操作下的熱量釋放到外部。與此對比，導電漿填充在過孔(通孔)內(nèi)，該通孔沿著厚度方向形成在樹脂膜內(nèi)， 而且導電漿內(nèi)的導電顆粒在加壓加熱作用下被燒結(jié)，于是形成夾層連接部分40。夾層連接部分40對應權(quán)利要求中所述的燒結(jié)本體。夾層連接部分40與導電圖案30 —起被用作電連接半導體芯片50和外部裝置的布線部分。此外，夾層連接部分40能夠用作上述散熱布線部分。在本實施例中，導電圖案30和夾層連接部分40構(gòu)成電連接半導體芯片50的電極 51a、51b和連接至外部裝置的電極35(此后稱作外部連接電極35)的布線部分。此外，導電圖案30和夾層連接部分40，其不同于上述構(gòu)成布線部分的導電圖案30以及夾層連接部分 40，構(gòu)成散熱布線部分，熱連接半導體芯片50的虛設電極51c和散熱件60。具體地，銅(Cu)箔被圖案化，于是形成導電圖案30。導電圖案30包括對應半導體芯片50的電極51a的焊盤31、對應半導體芯片50的電極51b的焊盤32、對應半導體芯片 50的虛設電極51c的焊盤33，和在垂直方向延伸的側(cè)向布線部分34。此外，導電圖案30包括作為導電圖案30的一部分的外部連接電極35，該電極用于連接外部裝置。焊盤31-33均適應半導體芯片50的相應電極51的間距進行布置。盡管沒有畫出，在本實施例中，形成電極51a，從而多個電極51a按照單列矩形環(huán)的形狀進行排列，其中十個電極51a布置在矩形環(huán)的一側(cè)。形成對應電極51a的焊盤31，從而多個焊盤31對照電極51a的排列方式以矩形環(huán)的形狀進行布置，如圖4所示。如圖1所示，通過布置在同一層中的側(cè)向布線部分34，每個焊盤31被從矩形環(huán)向著其外側(cè)或者內(nèi)側(cè)(圖1中是外側(cè))拔
8出(用于重新布線)并且連接至夾層連接部分40。另外，為了簡便，夾層連接部分34在圖 4中沒有畫出。在本實施例中，夾層連接部分40由Ag-Sn合金制成。夾層連接部分40包括構(gòu)成布線部分中的垂直布線部分的夾層連接部分41以及熱連接虛設電極51c與散熱件60的夾層連接部分42。布線部分通過夾層連接部分41、側(cè)向布線部分34和焊盤31、32構(gòu)成。散熱布線部分由夾層連接部分42和焊盤33構(gòu)成。金屬擴散層(Cu-Sn合金層)(其中Cu和Sn交替擴散)形成在由Cu制成的導電圖案30和由Ag-Sn合金制成的夾層連接部分40之間的界面內(nèi)，由此導電圖案30和夾層連接部分40之間的連接可靠性得到提高。此外，金屬擴散層(含有CuAu3的Cu-AU合金層)，其中Cu和AU交替擴散，形成在作為Cu制成的導電圖案30的焊盤31與連接部分52之間的界面內(nèi)，所述連接部分52布置在半導體芯片50的電極51a上并由Au制成，由此改善了焊盤31和連接部分52之間的連
接可靠性。在本實施例中，作為導電圖案30的外部連接電極35形成在熱固性樹脂膜21a的內(nèi)表面上，該樹脂膜構(gòu)成在表面20a —側(cè)的絕緣基片20的表面層。半導體芯片50是形成有電路(大規(guī)模集成電路)的IC芯片(裸芯片)。所述電路通過在半導體基片比如硅基片上堆積各種元件比如三極管、二極管、電阻和電容而形成。 用于連接外部裝置的電極51形成在半導體芯片50的表面上。電極51至少包括連接上述布線部分的電極。半導體芯片50由上述絕緣基片20密封。在本實施例中，如圖1所示，形成有電連接所述電路的電極5la、5Ib和沒有連接所述電路并且沒有提供電連接功能的虛設電極51c。多個電極51a形成在半導體芯片50的一個表面上，由Au制成的多個連接部分52 連接相應的電極51a。電極51a的延伸部分，其沿著厚度方向從與連接部分52相對的部分延伸至半導體芯片50的一個表面，由Au-Al合金(主要由Au4Al合金制成)制成并且不含有單質(zhì)金屬Al。換句話說，所述延伸部分是電極51a的延伸部分，它沿著厚度方向從正好在連接部分52下方(或上方)的部分(即，含有電極51a與連接部分52之間的界面以及電極51a內(nèi)的延伸部分的部分，其沿著厚度方向從所述界面延伸至半導體芯片50的所述一個表面)延伸至半導體芯片50的所述一個表面。備選地，所述延伸部分是電極51a內(nèi)的部分，其位于半導體芯片50和連接部分52之間。所述延伸部分在后面被稱為電極51a內(nèi)的部分，其正好在由Au制成的連接部分52的下方。電極51a中的其它部分，其沒有剛好位于連接部分52下方(比如被保護膜覆蓋的部分)，含有單質(zhì)金屬Al。如果單質(zhì)金屬Al在高溫使用環(huán)境下保留在電極51a內(nèi)的所述部分中，該部分位于剛好在Au制的連接部分52下方，在相鄰連接部分52內(nèi)的Au固相擴散進電極51a內(nèi)的 Al內(nèi)形成Au5A12。因為Au5Al2的生長速率遠遠高過Au4Al的生長速率，Au的擴散不能趕上 Au5Al2的生成，由此克根達爾(Kirkendall)空洞形成在電極51a和連接部分52之間的界面內(nèi)。進一步，由克根達爾空洞為起始點產(chǎn)生裂隙。相對比，在本實施例中，電極51a內(nèi)的部分(其剛好位于Au制的連接部分52下方)不含有單質(zhì)金屬Al，而且主要含有Au4Al合金，作為Au-Al合金的成品。因此，在高溫使用環(huán)境中，能夠限制克根達爾空洞的形成以及從而限制裂隙的形成。相鄰電極51a之間的間距(距離)小于在半導體芯片50的表面上形成的電極51b， 51c之間的間距，該表面與芯片的所述一個表面相反(后面稱為半導體芯片50的相反面)。 具體地，所述間距為幾十μ m (例如60 μ m)。相對比，均由Ni材料制成的電極51b和虛設電極51c形成在半導體芯片50的電極51形成表面(后面稱為電極形成表面)的相反面上。作為與相應的焊盤32，33的連接部分的夾層連接部分41，42分別連接到電極51b，51c。其中Sn和Ni交替擴散的金屬擴散層(Ni-Sn合金層)形成在Ni制的電極51b，51c和相應夾層連接部分41，42之間的每個界面內(nèi)，因此電極51b，51c和夾層連接部分40的連接可靠性得到提高。另外，電極51b，51c 的間距比如為幾百微米。在這種方式下，半導體芯片50具有提供電連接功能的電極51a，51b和不提供電連接功能的虛設電極51c，這些電極都形成在芯片的兩個表面上。半導體芯片50的各個元件包括電流沿厚度方向流動的元件，比如垂直M0SFET，垂直IGBT和垂直電阻器。因此，電極 51a, 51b形成在半導體芯片50的兩個表面上。散熱件60由比如Cu這樣的金屬材料制成，并用于向外部釋放在半導體芯片50內(nèi)形成的元件的操作下的熱量。對于散熱件60，可以采用散熱槽、散熱片等。在本實施例中，采用板狀散熱件60，其由Cu制成并且它的尺寸和形狀大致對應絕緣基片20的另一表面20b的尺寸和形狀。熱塑性樹脂膜22d牢固地粘接到散熱件60，于是散熱件60被固定到絕緣基片20的表面20b上。形成在熱塑性樹脂膜22d內(nèi)的夾層連接部分42的一端連接到散熱件60。在本實施例中，Cu和Sn交替擴散的金屬擴散層(Cu-Sn合金層)形成在Cu制的散熱件60和Ag-Sn 合金制的夾層連接部分42之間的界面內(nèi)，因此散熱件60和夾層連接部分42 (即，散熱布線部分)的連接可靠性得到提高。在本實施例中，在半導體芯片50內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過由夾層連接部分42與焊盤33 構(gòu)成的散熱布線部分從虛設電極51c傳遞到散熱件60。因此，改善了散熱特性。此外，絕緣基片20在表面20a的一側(cè)具有孔。外部連接電極35充當所述孔的底表面。比如電鍍膜這樣的導電件布置在所述孔內(nèi)，釬料球70形成在該導電件上。因此，在本實施例中，半導體芯片50在兩個表面上具有提供電連接功能的電極 51a, 51b。與此相反，散熱件60布置在絕緣基片20的表面20b上，外部連接電極35僅僅布置在絕緣基片20的表面20a上。S卩，盡管半導體芯片50具有雙面電極結(jié)構(gòu)，但布線基片10 具有單面電極結(jié)構(gòu)。接下來，描述上述布線基片10的制造方法。另外，在序號40a后面的括號內(nèi)的序號指代相應的夾層連接部分，40a指代導電漿。首先，制備組成層疊本體的部件，通過對層疊本體進行加壓加熱來形成布線基片 10。準備其上安裝有半導體芯片50的基片(此后稱作半導體單元80)和要層疊在半導體單元80上的多層樹脂膜。在本實施例中，如上所述，由熱固性聚酰亞胺(PI)制成的膜(其不含有無機材料如玻璃纖維)用作熱固性樹脂膜21a-21d。在本實施例中，例如，所有的樹脂膜21a-21d都為同樣的厚度(比如，50 μ m)。與此相對比，由占30%重量的聚醚醚酮(PEEK)和70%重量的聚醚酰亞胺(PEI) 制成的樹脂膜(不含有無機材料比如玻璃纖維和用于調(diào)節(jié)線膨脹系數(shù)的無機填料)用作熱塑性樹脂膜22a-22d。在本實施例中，比如，樹脂膜22a，22c, 22d的厚度相同(例如，80 μ m)， 作為第二膜的熱塑性樹脂膜22b的厚度小于樹脂膜22a，22c, 22d的厚度(如，50 μ m)。在制備過程中，正如公知的，對于構(gòu)成絕緣基片20的樹脂膜采用已知的PALAP即一次性層疊方法，在一次性層疊之前，形成導電圖案30，而且通過燒結(jié)變成夾層連接部分 40的導電漿40a填充在所述通孔內(nèi)。根據(jù)所述布線部分或者散熱布線部分任意地確定導電圖案30和其中填充導電漿40的通孔的布置。附連到樹脂膜表面的導電箔上加工圖案，從而形成導電圖案30。只要構(gòu)成絕緣基片20的多層樹脂膜含有帶導電圖案30的樹脂膜，比如能夠采用這樣的結(jié)構(gòu)，即所有的樹脂膜分別都具有導電圖案30，或者采用這樣的結(jié)構(gòu)，即樹脂膜中的一部分不具有導電圖案 30。另外，對于具有導電圖案30的樹脂膜，樹脂膜可以沿著層疊方向在其一個表面具有導電圖案30或者在其兩個表面具有導電圖案30。乙基纖維素樹脂、丙烯酸樹脂等添加到導電顆粒內(nèi)，以維持導電漿40a的形狀，而且在有機溶劑比如松油醇中混合和揉制導電顆粒，于是獲得導電漿40a。通過二氧化碳激光等形成穿過樹脂膜的通孔，通過絲網(wǎng)印刷等在所述通孔內(nèi)填充導電漿40a。所述通孔可形成有導電圖案30作為底面，或者所述通孔形成在沒有布置導電圖案30的位置。在所述通孔形成在導電圖案30上的情況下，因為導電圖案30用作通孔的底面，導電漿40a能夠保留在通孔內(nèi)。與此對比，在通孔形成在沒有導電圖案30的樹脂膜中或者在樹脂膜有導電圖案30的情況下所述通孔形成在不同于導電圖案30的位置，這時使用在本申請人申請的日本專利申請No. 2008-296074中描述的導電漿40a，于是導電漿40a保留在無底部的所述通孔內(nèi)。另外，在本申請人申請的日本專利申請No. 2009-75034中描述的裝置(方法)可以用作用于在通孔內(nèi)填充導電漿40a的裝置(方法)。在室溫下成固態(tài)的低熔點固態(tài)樹脂添加到導電漿40a內(nèi)。在低于導電顆粒的燒結(jié)溫度的溫度下，低熔點固態(tài)樹脂分解并蒸發(fā)。所述低熔點固態(tài)樹脂在低于所述溫度但高于室溫的溫度下處于熔融狀態(tài)，在室溫下為固態(tài)。低熔點固態(tài)樹脂的一個例子就是石蠟。在填充通孔時通過加熱低熔點固態(tài)樹脂，低熔點固態(tài)樹脂熔化成為漿的形式。在填充通孔后， 通過冷卻低熔點固態(tài)樹脂，低熔點固態(tài)樹脂發(fā)生固化，于是導電漿40a發(fā)生固化并能夠保留在通孔中。另外，當填充通孔時，通孔的一端由扁平件封閉。首先，描述要在半導體單元80上進行層疊的六個樹脂膜21a，21c, 21d，22a, 22c, 22d的制備過程。在本實施例中，如圖2所示，準備在其一個表面附有銅箔(例如厚度為18μπι)的膜，用于六個樹脂膜中的每個熱固性樹脂膜21a，21c，21d。各自的銅箔被加工圖案，形成導電圖案30。另外，準備在其一個表面附有銅箔(同樣地，厚度為18 μ m)的膜，用于另兩個樹脂膜21b，22b中的熱固性樹脂膜21b。銅箔被加工圖案，以形成導電圖案30。S卩，熱固性樹脂膜21a_21d中的每個膜都在其一個表面具有導電圖案30，而且每個熱塑性樹脂膜22a-22d都沒有導電圖案30。在六個樹脂膜中，除了熱固性樹脂膜21a外，在五個樹脂膜21c，21d，22a, 22c, 22d
11中形成通孔(省略標記序號)，在熱固性樹脂膜21a的一個表面上(在層疊狀態(tài)下為內(nèi)表面)具有外部連接電極35作為導電圖案30，而且該膜21a在表面20a —側(cè)構(gòu)成絕緣基片 20的表面層。所述通孔被填充導電漿40a。在填充通孔后，通過干燥工藝，使溶劑蒸發(fā)。在本實施例中，導電圖案30僅僅形成在熱固性樹脂膜21a，21c，21d上。因此，對于沒有導電圖案30的熱塑性樹脂膜22a，22c, 22d，使用這樣的導電漿40a，其含有預定比率的Ag粒子和Sn粒子作為導電顆粒而且在其中添加上述低熔點固態(tài)樹脂比如石蠟。對于熱固性樹脂膜21c，21d，可以使用與在熱塑性樹脂膜22a，22c，22d中使用的導電漿相同的導電漿40a。備選地，可以使用這樣的導電漿40a，其含有預定比率的Ag粒子和Sn粒子作為導電顆粒而且不含有上述低熔點固態(tài)樹脂。此外，因為所述層疊本體具有用于容納半導體芯片50的空洞，在制備工藝中在多層樹脂膜的一部分中提前形成空洞部分。在本實施例中，用于容納半導體芯片50的空洞部分23形成在熱固性樹脂膜21c內(nèi)。因此，具有空洞部分23的熱固性樹脂膜21c具有矩形框架形狀。所述空洞部分23通過機加工工藝比如沖孔或鉆孔形成，或者通過激光束照射形成，并且相對于半導體芯片50的尺寸具有預定邊緣?？梢栽谛纬蓪щ妶D案30以及夾層連接部分40之前或者之后形成空洞部分23。此外，半導體芯片80的形成工藝與上述樹脂膜21a，21c, 21d，22a, 22c, 22d的制備工藝并行地執(zhí)行。首先，制備至少含有第一膜的樹脂膜和第二膜，其中所述樹脂膜構(gòu)成上面安裝有半導體芯片50的基片，所述第二膜密封在所述基片和半導體芯片50之間。在本實施例中，如圖3A所示，制備作為第一膜構(gòu)成基片的熱固性樹脂膜21b和作為第二膜的熱塑性樹脂膜22b。制備其一個表面附有銅箔的熱固性樹脂膜21b，而且銅箔被加工圖案，形成導電圖案30。這時也形成作為導電圖案30的焊盤31。接著，通過加壓加熱，熱塑性樹脂膜22b被附連到基片中形成焊盤的表面(即焊盤形成表面)，以覆蓋焊盤31。在本實施例中，如圖:3B和4所示，熱塑性樹脂膜22b被熱壓著到作為基片的熱固性樹脂膜21b的焊盤形成表面，以覆蓋焊盤31。另外，由圖4中的雙點劃線表示的區(qū)域指示半導體芯片50的安裝區(qū)域M。具體地，在加熱的同時，將熱塑性樹脂膜22b加壓向熱固性樹脂膜21b，于是熱塑性樹脂膜22b的溫度變得等于或者高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且等于或者低于構(gòu)成膜22b的熱塑性樹脂的熔點。因此，軟化后的熱塑性樹脂被牢固地粘接到熱固性樹脂膜21b的平臺形成表面和導電圖案30的表面。在將熱塑性樹脂膜22b熱壓著到熱固性樹脂膜21b之后，在樹脂膜21b，22b中形成通孔，導電圖案30作為各個通孔的底面，而且所述通孔被填充導電漿40a，如圖;3B所示。 此時，因為導電圖案30充當通孔的底面，對于導電漿40a而言，可以使用不含有低熔點固態(tài)樹脂的導電漿，或者可以使用含有低熔點固態(tài)樹脂的導電漿。接下來，將單獨制備好的半導體芯片50通過倒裝芯片方法安裝在基片上。半導體芯片50在電極51a上具有柱凸起52a，該電極形成在相對于基片的安裝表面上。在本實施例中，由Au制成的柱凸起52a(柱狀凸起)比如形成在由Al材料制成的電極51a上，通過熟知的方法利用電線形成柱凸起。然后，如圖3C所示，在比如通過脈沖加熱型熱壓工具100從安裝表面的后面一側(cè)對半導體芯片50加熱的同時，將半導體芯片50加壓向基片。這時，在等于或高于構(gòu)成熱塑性樹脂膜22b的熱塑性樹脂的熔點(330°C，當PEEK PEI = 30 70時)的溫度下加熱半導體芯片50時，將半導體芯片50加壓向熱固性樹脂膜21b。當熱壓工具100的熱量傳遞給半導體芯片50而且柱凸起52a的尖端溫度等于或者高于構(gòu)成熱塑性樹脂膜22b的熱塑性樹脂的熔點時，熱塑性樹脂膜22b中接觸柱凸起52a 的一部分被軟化并熔化。因此，在熔化熱塑性樹脂膜22b的同時，柱凸起5 填充進熱塑性樹脂膜22b并且能夠接觸相應焊盤31。因此，如圖3D所示，柱凸起5 和焊盤31處于壓焊狀態(tài)。此外，熔融并軟化后的熱塑性樹脂在壓力下發(fā)生流動，粘附在半導體芯片50的安裝表面、熱固性樹脂膜21b的焊盤形成表面、導電圖案30、電極51a和柱凸起52a。因此，如圖3D所示，熱塑性樹脂膜22b能夠密封在半導體芯片50和熱固性樹脂膜21b (基片)之間。 因此，形成半導體單元80。在本實施例中，在倒裝芯片安裝過程中，設定加熱溫度為約350°C，稍微高于熔化點，壓力施加為使得一個柱凸起5 上的負荷為約20-50gf。因此，柱凸起5 和焊盤31在短時間內(nèi)處于壓焊狀態(tài)。在成為壓焊狀態(tài)后，通過繼續(xù)加熱和加壓，構(gòu)成柱凸起52a的Au和構(gòu)成焊盤31的 Cu交替擴散(固相擴散)，形成金屬擴散層(Cu-Au合金層)。此外，構(gòu)成柱凸起52a的Au 發(fā)生固相擴散，進入構(gòu)成電極51a的Al內(nèi)，形成金屬擴散層(Au-Al合金層)。然而，為了形成這樣的金屬擴散層，與上述壓焊狀態(tài)的形成相比，需要長時間的加熱加壓。如果需要長時間在基片上安裝所述一個半導體芯片50，則嵌有半導體芯片50的布線基片10的形成時間可能變長，結(jié)果增加了制造成本。此外，多余的熱量可能同時傳遞給電極51a的電連接部分、柱凸起5 和焊盤31之外的部分。為此，在安裝過程中，保持柱凸起5 和焊盤31之間的連接狀態(tài)處于壓焊狀態(tài)。在本實施例中，在將熱塑性樹脂膜22b連接到熱固性樹脂膜21b之后，形成通孔并在通孔內(nèi)填充導電漿40a。然而，在將熱塑性樹脂膜22b連接到熱固性樹脂膜21b之前，可以在各個樹脂膜21b，22b內(nèi)形成通孔，并在通孔內(nèi)填充導電漿40a。由于在通過倒裝芯片方法將半導體芯片50安裝到基片上時加熱并加壓，或者在將熱塑性樹脂膜22b連接到熱固性樹脂膜21b之前，通孔內(nèi)填充導電漿40a的情況下，在進行所述連接時加熱并加壓，于是導電漿40a的導電顆粒被燒結(jié)，形成夾層連接部分4(K41)。 所述導電顆粒可以不被燒結(jié)，當形成半導體單元80時，導電漿40a可以保持為漿的形態(tài)。備選地，導電漿40a的一部分被燒結(jié)。在本實施例中，在倒裝芯片安裝之后，導電漿40a處于漿的形態(tài)。接著，執(zhí)行用于形成層疊本體的層疊工藝。在該工藝中，多層樹脂膜和具有通孔的樹脂膜層疊在一起，所述多層樹脂膜含有表面上形成有導電圖案30的樹脂膜，所述通孔內(nèi)填充有導電漿40a，使得熱塑性樹脂膜至少每隔一個膜進行排列，并接觸半導體芯片50的電極形成表面和該電極形成表面的相反面。在本實施例中，如圖5所示，多層樹脂膜21a，21c, 21d，22a, 22c, 22d和半導體單元
1380層疊，于是沿著層疊方向從一側(cè)依次排列熱固性樹脂膜21a、熱塑性樹脂膜22a、熱固性樹脂膜21b、熱塑性樹脂膜22b、熱固性樹脂膜21c、熱塑性樹脂膜22c、熱固性樹脂膜21d、熱塑性樹脂膜22d。因此，在本實施例中，熱塑性樹脂膜22a-22d和熱固性樹脂膜21a_21d交
替層疊。此外，散熱件60層疊在熱塑性樹脂膜22d上。另外，為了方便，在圖5中，構(gòu)成層疊本體的部件彼此分開放置。具體地，熱塑性樹脂膜2 層疊在熱固性樹脂膜21a的導電圖案形成表面上，半導體單元80層疊在熱塑性樹脂膜2 上，由熱固性樹脂膜21b充當安裝表面。圍繞半導體單元80中的半導體芯片50，熱固性樹脂膜21c層疊在熱塑性樹脂膜22b上，由熱固性樹脂膜 21c充當安裝表面。熱塑性樹脂膜22c層疊在熱固性樹脂膜21c和半導體芯片50上，熱固性樹脂膜21d層疊在熱塑性樹脂膜22c上，由熱固性樹脂膜21d的導電圖案形成表面充當安裝表面。熱塑性樹脂膜22d層疊在熱固性樹脂膜21d上，散熱件60層疊在熱塑性樹脂膜 22d上，于是形成一個層疊本體。在所述層疊本體中，半導體芯片50沿著層疊方向與熱塑性樹脂膜22b，22c相鄰。 在加壓加熱過程中，至少熱塑性樹脂膜22b、22c用于密封半導體芯片50的周邊。在本實施例中，熱固性樹脂膜21c在垂直方向圍繞半導體芯片50，于是，上述兩個樹脂膜22b、22c用于密封半導體芯片50的周邊。通過這種方式，優(yōu)選的是，熱塑性樹脂膜，其不含有比如玻璃纖維和芳綸纖維的無機材料以及用于調(diào)節(jié)線性膨脹系數(shù)和熔點的無機填料，被用作密封半導體芯片50的熱塑性樹脂膜22b、22c。因此，在加壓加熱過程中，能夠限制局部施加在半導體芯片50上的應力。然而，如果使用這樣的熱塑性樹脂膜22b、22c，其不含有調(diào)節(jié)線性膨脹系數(shù)和熔點的無機填料，因為樹脂膜不含有無機填料，與半導體芯片50的線性膨脹系數(shù)差可能變大。 因此，應力可能增大。為了降低應力，優(yōu)選的是，低彈性模量(如，等于或者小于IOGPa)的樹脂膜用作熱塑性樹脂膜22b、22c。此外，優(yōu)選地是，使用厚度等于或大于5μπι的樹脂膜作為密封半導體芯片50的熱塑性樹脂膜22b、22c。這是因為，如果厚度小于5μπι，在加壓加熱過程中，施加在樹脂膜 22b,22c上的應力會增加，樹脂膜22b、22c可能從半導體芯片50的表面剝落。隨后，執(zhí)行通過真空熱壓機沿著層疊方向從上下兩側(cè)對層疊本體進行加熱和加壓的加壓加熱工藝。在該工藝中，通過軟化熱塑性樹脂，多層樹脂膜同時集成在一起，并且半導體芯片50被密封。此外，導電漿40a內(nèi)的導電顆粒被燒結(jié)，形成燒結(jié)本體，而且形成含有燒結(jié)本體和導電圖案30的布線部分。在加壓加熱工藝中，樹脂膜同時集成在一起以形成絕緣基片20，并且在等于或高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度同時等于或小于構(gòu)成樹脂膜的熱塑性樹脂的熔點的溫度下以及幾MPa 的壓力下，保持預定時間，以使導電漿40a內(nèi)的導電顆粒形成燒結(jié)本體。在本實施例中，在 280°C至330°C的受壓溫度和4至5MPa的壓力下保持樹脂膜5分鐘以上(例如10分鐘)。首先，描述加壓加熱工藝中樹脂膜之間的連接。每隔一個膜進行排列的熱塑性樹脂膜22a_22d由于上述加熱的作用發(fā)生軟化。因為多層樹脂膜此時受壓，軟化后的熱塑性樹脂膜22a-22d分別粘結(jié)到相鄰的熱固性樹脂膜21a-21d。因此，多層樹脂膜21a-21d、22a-22d同時集成在一起，由此形成絕緣基片20。這時，熱塑性樹脂膜22d粘附到相鄰的散熱件60，于是散熱件60與絕緣基片20成為一體。此外，與半導體芯片50相鄰的熱塑性樹脂膜22b、22c在壓力作用下流動，而粘附在半導體芯片50的電極51a的形成表面和電極51b、51c的形成表面，后者與電極51a的形成表面相反。此外，熱塑性樹脂膜22b、22c流進半導體芯片50的側(cè)面和熱固性樹脂膜21c 之間的空間內(nèi)，以填充該空間并粘附到半導體芯片50的側(cè)面。因此，半導體芯片50被熱塑性樹脂(熱塑性樹脂膜22b、22c)密封。接著，描述在加壓加熱工藝中半導體芯片50的電極51、導電圖案30和夾層連接部分40的連接。通過上述加熱，導電漿40a內(nèi)的Sn (熔點為232°C )發(fā)生熔化，擴散到導電漿40a 內(nèi)的Ag粒子內(nèi)，于是形成Ag-Sn合金(熔點為480°C )。此外，因為對導電漿40a施加壓力， 由通過燒結(jié)形成的一體合金制成的夾層連接部分40(41,4 形成在所述通孔內(nèi)。熔化的Sn與構(gòu)成導電圖案30(焊盤31-3 的Cu交替擴散。因此，在夾層連接部分40和導電圖案30之間的界面內(nèi)形成金屬擴散層(Cu-Sn合金層)。熔化的Sn與構(gòu)成半導體芯片50的電極51b、51c的Ni交替擴散。因此，在夾層連接部分40和電極51b、51c之間的界面內(nèi)形成金屬擴散層(Ni-Sn合金層)。此外，構(gòu)成半導體芯片50的柱凸起5 的Au發(fā)生固相擴散，進入構(gòu)成半導體芯片 50的電極51a的Al內(nèi)。因為電極51a是用于小間距的電極，故構(gòu)成電極51a的Al的量與構(gòu)成柱凸起52a的Au的量相比小。因此，在電極51a的延伸部分內(nèi)所含的Al用于與Au形成合金，所述延伸部分沿著厚度方向從與連接部分52相對的部分延伸到半導體芯片50，而且在加壓加熱工藝之后，延伸部分不含有作為單質(zhì)金屬的Al。在加壓加熱工藝之后，電極 51a主要含有為Au-Al合金的Au4Al合金。即使在加壓加熱工藝中，于形成Au4Al合金之前形成較快生長速率的AU5Al2,因為施加壓力，能夠限制克根達爾空洞的形成。此外，構(gòu)成柱凸起52a的Au與構(gòu)成導電圖案30(焊盤31)的Cu交替擴散。因此， 在由柱凸起5 形成的連接部分52和焊盤31之間的界面內(nèi)形成含有CuAu3的Cu-Au合金層。在加熱溫度等于或高于約250°C時可以形成Cu-Au合金，而且可以在上述加壓加熱條件下形成Cu-Au合金層。在柱凸起5 中用于固相擴散焊的Au的剩余部分用作連接部分52，該連接部分電連接焊盤31和含有Au-Al合金制部分的電極51a，焊盤31在其界面內(nèi)有Cu-Au合金層并由 Cu制成。通過這種方式，在加壓加熱過程中，柱凸起5 和焊盤31之間的連接狀態(tài)成為直接焊接狀態(tài)。因此，如圖6所示，能夠獲得這樣的基片，其中半導體芯片50嵌在絕緣基片20中， 半導體芯片50由熱塑性樹脂密封，半導體芯片50通過布線部分電連接到外部連接電極35， 而且通過散熱布線部分將半導體芯片50熱連接到散熱件60。然后，在該基片中，由外部連接電極35作為底面的孔從絕緣基片20的表面20a — 側(cè)形成，比如電鍍膜這樣的導電件布置在該孔內(nèi)。之后，釬料球70形成在所述導電件上，于是獲得圖1所示的布線基片10。接著，描述在本實施例中說明的布線基片10內(nèi)的特征部分及其制造方法的效果。首先，描述主要特征部分的效果。在本實施例中，在形成布線基片10的過程中，多層樹脂膜21a-21d、2^i-22d層疊在一起，使得熱塑性樹脂膜22a-22d至少每隔一個膜進行排列，并接觸電極51a的形成表面和半導體芯片50的該形成表面的相反面，從而形成層疊本體。因此，通過將構(gòu)成熱塑性樹脂膜22a_22d的熱塑性樹脂用作粘結(jié)劑，在加壓加熱作用下，可以將多層樹脂膜21a-21d、22a-22d同時結(jié)合在一起。至少利用靠近半導體芯片 50的熱塑性樹脂膜22b、22c，半導體芯片50被密封。此外，可以通過燒結(jié)本體與導電圖案 30 一起形成布線部分，所述燒結(jié)本體是通過上述加壓加熱由導電漿40a內(nèi)的導電顆粒形成的。因此，布線基片10的制造工藝得到簡化。此外，在形成層疊本體的層疊工藝之前，熱塑性樹脂膜22b布置在半導體芯片50 和基片(熱固性樹脂膜21b)之間，并在等于或者高于熱塑性樹脂的熔點的溫度下受熱受壓。當溫度升高到等于或者高于熱塑性樹脂熔點時，熱塑性樹脂具有流動性，在壓力作用下，柱凸起5 和焊盤31之間的熱塑性樹脂移動，柱凸起5 直接接觸焊盤31，于是柱凸起 52a和焊盤31處于壓焊狀態(tài)。此時，熔化后的熱塑性樹脂在壓力作用下流動，密封半導體芯片50和基片(熱固性樹脂膜21b)之間包括柱凸起52a的連接部分的周邊和焊盤31之間的空間。因此，能夠獲得相應連接部分之間的電絕緣特性。此外，能夠提高所述連接部分處的連接可靠性。此外，當柱凸起5 和焊盤31處于壓焊狀態(tài)時，終止倒裝芯片安裝工藝(應用加熱加壓)，通過在加壓加熱工藝中加壓加熱，柱凸起5 和焊盤31處于結(jié)合狀態(tài)。因為通過采用加壓加熱工藝中的加熱加壓，柱凸起5 (連接部分5 和焊盤31處于結(jié)合狀態(tài)，與壓焊狀態(tài)相比，半導體芯片50的電極51a和焊盤31的電連接可靠性得到提高。在倒裝芯片安裝工藝中，柱凸起5 和焊盤31處于壓焊狀態(tài)，之后，通過應用加壓加熱工藝中的加熱加壓，柱凸起5 和焊盤31處于結(jié)合狀態(tài)。因此，與這樣的方法相比，即在倒裝芯片安裝工藝中柱凸起5 和焊盤31處于結(jié)合狀態(tài)之后再執(zhí)行加壓加熱工藝，制造時間縮短。如果柱凸起5 在層疊工藝之前沒有和焊盤31接觸，而且在加壓加熱工藝中柱凸起5 和焊盤31接觸以成為結(jié)合狀態(tài)，則由于軟化后的熱塑性樹脂的緩沖效應，對于柱凸起5 而言很難填進作為第二膜的熱塑性樹脂膜22b內(nèi)。因此，熱塑性樹脂可能留在柱凸起52a和焊盤31之間。與此對比，因為本實施例中在層疊工藝之前，柱凸起5 和焊盤31處于壓焊狀態(tài)， 通過采用加壓加熱工藝的加熱加壓，柱凸起5 和焊盤31能夠可靠地處于結(jié)合狀態(tài)。因此，按照本實施例的制造方法，布線基片10的制造工藝能夠簡化，并能夠縮短制造時間(周期)。接著，描述其它特征部分的效果。在本實施例中，導電圖案30只形成在熱固性樹脂膜21a_21d上，導電圖案30沒有形成在熱塑性樹脂膜22a-22d上。因此，如果熱塑性樹脂在加壓加熱等工藝中軟化并在壓力下發(fā)生流動，因為導電圖案30被固定到各個熱固性樹脂膜21a-21d，所以能夠限制導電圖案30的位置偏差。因此，這種結(jié)構(gòu)對于其中嵌有用于小間距的半導體芯片50的布線基片10 (半導體裝置)是優(yōu)選的。
此外，在本實施例中，在加壓加熱工藝中，構(gòu)成柱凸起5 的Au發(fā)生固相擴散進入構(gòu)成電極51a(電極51a接觸柱凸起52a的一端)的Al內(nèi)，并固相擴散進入構(gòu)成焊盤31的 Cu內(nèi)，焊盤31接觸柱凸起5 的另一端。因此，通過柱凸起5 (連接部分5 ，電極51a和焊盤31的電連接可靠性進一步得到改善，而且通過在同一工藝中形成Au-Al合金和Cu-Au 合金，能夠簡化制造工藝。在其兩面具有電極51的半導體芯片50中，如果對形成在兩個表面上的電極51都執(zhí)行固相擴散焊，在加壓加熱工藝中固相材料接觸半導體芯片50的兩個表面，由此可能增加施加到半導體芯片50的壓力(壓焊壓力)。與此對比，在本實施例中，通過在半導體芯片 50的一個表面?zhèn)冗M行固相擴散Au，電極51a電連接至焊盤31，通過半導體芯片50的相反表面進行熔化Sn的液相擴散，電極51b、51c分別電連接至焊盤32、33。因此，在液相一側(cè)，施加給半導體芯片50的壓力能夠得到緩沖。因此，盡管在一側(cè)的電極51對應小間距，其通過使用柱凸起5 的固相擴散而形成，在加壓加熱工藝中施加給半導體芯片50的壓力能夠降低并提高了半導體芯片50的可靠性。此外，在本實施例中，不含有比如玻璃纖維和無機填料的無機材料的樹脂膜用作熱塑性樹脂膜22b、22c。因此，在加壓加熱工藝中施加給半導體芯片50的壓力能夠降低。此外，在本實施例中，正好在柱凸起5 下方的電極51a的部分不含有單質(zhì)金屬 Al，而主要包含在加壓加熱工藝由柱凸起52a的Au固相擴散而形成的Au-Al合金。因此， 因為電極51a中接觸Au制的連接部分52的整個部分被合金化，能夠限制由于連接部分52 的Au的擴散而出現(xiàn)的克根達爾空洞，即使是在高溫使用環(huán)境下。(第二實施例)在第一實施例中，當半導體芯片50通過倒裝芯片方法安裝在作為基片的熱固性樹脂膜21b上時，柱凸起5 被填充進與熱固性樹脂膜21b的焊盤形成表面相連的熱塑性樹脂膜22b內(nèi)，以確保與焊盤31的壓焊狀態(tài)。與此對比，在本實施例中，如圖7A和7B所示，通孔25形成在熱塑性樹脂膜22b中對應焊盤31的位置，而且熱塑性樹脂膜22b被連接到熱固性樹脂膜21b的焊盤形成表面， 使得通孔25覆蓋焊盤31。在圖7A和7B所示的例子中，多個通孔25中的每個都對應一個焊盤31形成。因此，因為熱塑性樹脂膜22b位于相鄰的連接部分之間，每個所述連接部分形成在柱凸起5 和焊盤31之間，在倒裝芯片安裝工藝中，軟化后的熱塑性樹脂很容易覆蓋連接部分。S卩，盡管形成有通孔25，也能夠獲得相鄰連接部分之間的電絕緣特性，每個連接部分處的連接可靠性也能夠提高。在半導體芯片50的電極51a以小間距布置的情況下，焊盤31也以小間距進行布置。因此，難以形成比焊盤31 (比如，直徑為30um)還小的通孔25。然而，不同于在其內(nèi)形成夾層連接部分40的過孔(通孔)，通孔25沒有填充導電漿40a，也不會限制連接部分52 的尺寸，該連接部分電連接半導體芯片50的電極51a和焊盤31。因此，通孔25的尺寸能夠比焊盤31的大。因此，形成通孔25的自由度高于形成所述過孔的自由度，而且通孔25能夠?qū)總€焊盤31形成。在等于或者高于構(gòu)成熱塑性樹脂膜22b的熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(即，熱塑性樹脂發(fā)生軟化的軟化溫度)的溫度下，通過加壓加熱，半導體芯片50通過倒裝芯片安裝法安裝到熱固性樹脂膜21b上。因此，半導體芯片50的柱凸起5 通過通孔25被壓焊到對應的焊盤31，軟化后的熱塑性樹脂密封在半導體芯片50和熱固性樹脂膜21b之間。通過采用這樣的方法，能夠獲得類似于第一實施例所述的制造方法的效果。按照該實施例的制造方法，在柱凸起5 和焊盤31之間形成壓焊狀態(tài)時，沒有必要熔化熱塑性樹脂膜22b。在等于或者高于構(gòu)成熱塑性樹脂膜22b的熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下，通過加壓加熱，軟化后的熱塑性樹脂有必要密封在半導體芯片50和熱固性樹脂膜21b之間。即，半導體芯片50必須熱壓焊到熱塑性樹脂膜22b。在倒裝芯片安裝之前，通孔25提前形成在熱塑性樹脂膜22b內(nèi)。因此，與第一實施例所述的方法相比，在本實施例中能夠容易地形成壓焊狀態(tài)。因此，如果熱量相同的話，與第一實施例所述的方法相比，能夠在短時間內(nèi)形成柱凸起5 和焊盤31之間的壓焊狀態(tài)以及由熱塑性樹脂膜22b形成的密封結(jié)構(gòu)。即，能夠縮短倒裝芯片安裝工藝的加熱加壓時間，由此縮短布線基片10的制造時間。此外，如果加熱加壓時間和受壓條件相同，與第一實施例所述的方法相比，能夠用低熱量獲得柱凸起5 和焊盤31之間的壓焊狀態(tài)。在將熱塑性樹脂膜22b連接到熱固性樹脂膜21b之前或者之后都可以形成通孔 25。在該實施例中，在所述連接之后，在熱塑性樹脂膜22b的對應焊盤31的位置通過二氧化碳激光等形成通孔25。通過這樣的方法，形成的通孔25能夠具有高度的位置精確度。與此對比，在所述連接之前，通過激光束的照射等形成通孔25的情況下，熱塑性樹脂膜22b通過受壓連接到熱固性樹脂膜21b，同時熱塑性樹脂膜22b中與通孔25的形成位置不同的部分被加熱。因為當對熱塑性樹脂膜22b中與通孔25的形成位置不同的所述位置加熱加壓時，熱塑性樹脂膜22b被連接到熱固性樹脂膜21b，所以能夠限制通孔25的堵塞。因此，在將半導體芯片50安裝到基片上時，柱凸起5 和焊盤31能夠在短時間內(nèi)處于壓焊狀態(tài)。在該實施例中，圖示的例子中對應一個焊盤31就形成多個通孔25中的每個。然而，可以采用一個通孔25對應多個焊盤31的形成方式。例如，在圖8A和8B所示的例子中， 多個焊盤31按照單排矩形環(huán)的形狀進行布置，十個焊盤31布置在矩形環(huán)的一邊，每個邊即每十個焊盤31 —組形成一個通孔25。S卩，通孔25具有沿著垂直方向的一個方向延伸的形狀。因此，與圖7A和7B所示的對一個焊盤31形成一個通孔25的結(jié)構(gòu)相比，不論相鄰焊盤31之間的距離(間距)多大，都能夠形成通孔25。即，通孔25的形成自由度較高，而且該結(jié)構(gòu)適用于小間距。此前，描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明保護范圍的情況下，能夠做出各種變化。構(gòu)成絕緣基片20的多層樹脂膜的結(jié)構(gòu)不限于上述例子。樹脂膜的數(shù)量不限于上述例子(八個樹脂膜)。只要半導體芯片50能夠嵌在樹脂膜內(nèi)，樹脂膜的數(shù)量可以是任意的。熱塑性樹脂膜的材料不限于上述例子。比如，可以使用由PEEK和PEI制造但PEEK 和PEI的比率不同于上述例子的樹脂膜。此外，除了 PEEK和PEI之外的材料，可以使用液晶聚合物(LCP)、聚苯硫醚(PPS)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PEA)等。在上述實施例中，為了限制在加壓加熱工藝中施加給半導體芯片50的局部應力， 對熱塑性樹脂膜22a-22d使用這樣的膜，即它不含有用于基片的無機材料比如玻璃纖維和芳綸纖維和不含有用于調(diào)節(jié)熔點和線性膨脹系數(shù)的無機填料。然而，也能夠使用含有上述材料的熱塑性樹脂膜22a-22d。然而如上所述，優(yōu)選地是，用于密封半導體芯片50的熱塑性樹脂膜(上述實施例中的兩個熱塑性樹脂膜22b、22c)不含有用于基片的無機材料比如玻璃纖維和芳綸纖維和不含有用于調(diào)節(jié)熔點和線性膨脹系數(shù)的無機填料，以限制施加給半導體芯片50的局部應力。用于熱固性樹脂膜的材料不限于上述實施例。比如，能夠使用這樣的膜，該膜含有用于基片的無機材料比如玻璃纖維和芳綸纖維。此外，能夠使用除了熱固性聚酰亞胺之外的熱固性樹脂。所述多層樹脂膜可以只包括熱塑性樹脂膜，不包括熱固性樹脂膜。此外，熱塑性樹脂膜的數(shù)量可以大于熱固性樹脂膜的數(shù)量。這種情況下，在部分樹脂膜中，于層疊狀態(tài)下， 熱塑性樹脂膜彼此相鄰。在上述實施例中，作為第一膜的熱固性樹脂膜21b用作上面倒裝芯片安裝半導體芯片50的基片。然而，熱塑性樹脂膜可以作為第一膜。另外，含有第一膜的多層樹脂膜可以充當基片。在上述實施例中，為了改善散熱特性，散熱件60固定到絕緣基片20的表面20b。 類似地，為了改善散熱特性，虛設電極51c形成在半導體芯片50上，散熱布線部分(焊盤33 和夾層連接部分42)連接至虛設電極51c。然而，可以采用這樣的結(jié)構(gòu)，即散熱件60和散熱布線部分中的至少一個沒有形成。與兩個部件都沒有的結(jié)構(gòu)相比，在形成有散熱件60和散熱布線部分中的任一個的結(jié)構(gòu)中，能夠提高散熱特性，盡管次于圖1所示的結(jié)構(gòu)。散熱件60形成在絕緣基片20的整個表面20b上。然而，散熱件60可以固定到表面20b的一部分或者形成在絕緣基片20的兩個表面20a、20b上。在上述實施例中，半導體芯片50在其兩個表面上具有電極51，而且電極51包括提供電連接功能的電極51a、51b，和虛設電極51c。然而可以不形成虛設電極51c和散熱布線部分。此外，電極51可以只形成在半導體芯片50的一個表面上，只要電極51至少包括上面形成有柱凸起52a的電極51a。比如，可以采用這樣的結(jié)構(gòu)，即半導體芯片50在其一個表面具有電極51a，在相反表面具有虛設電極51c。這種情形下，如上所述，如果虛設電極51c和焊盤33之間的電連接通過液相擴散形成，能夠限制在加壓加熱工藝中施加給半導體芯片50的壓力(壓焊壓力)。可以應用這樣的結(jié)構(gòu)，即其中半導體芯片50在其一面具有電極51 (51a)，在其相反面沒有電極。在該情況下，布線部分和散熱布線部分沒有連接至上面沒有形成電極51的表面。因此，與在半導體芯片50的兩個表面上形成有電極51的結(jié)構(gòu)相比，通過軟化后的熱塑性樹脂膜22c，在加壓加熱工藝中能夠限制施加到半導體芯片50的壓力(壓焊壓力)。此外，所述樹脂膜的厚度和導電圖案30的厚度不限于上述實施例。然而，優(yōu)選地是，在厚度方向與半導體芯片50相鄰并密封半導體芯片50的每個熱塑性樹脂膜22b、22c 具有的厚度等于或者大于5 μ m。盡管參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但應當理解，本發(fā)明不限于這些優(yōu)選實施例和優(yōu)選結(jié)構(gòu)。本發(fā)明意圖覆蓋各種改進和等同布置。另外，雖然有優(yōu)選的各種組合及其結(jié)構(gòu)，但包含更多、更少或僅僅一個單一元件的其它組合及其結(jié)構(gòu)也屬于本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種嵌有半導體芯片的布線基片(10)的制造方法，包括層疊多個樹脂膜(21a-21d)和含有熱塑性樹脂的多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)以形成層疊本體，其中所述多個樹脂膜(21a-21d)包括在其表面上具有導電圖案(30)的樹脂膜和具有由導電漿(40a)填充的通孔的樹脂膜，所述多個樹脂膜Qla-21d)中的至少一個位于相鄰的兩個熱塑性樹脂膜(22a-22d)之間，半導體芯片(50)的電極形成表面接觸所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的一個膜，半導體芯片(50)的電極形成表面的相反面接觸所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的另一個膜，而且所述半導體芯片(50)被夾在所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的所述一個膜與所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的所述另一個膜之間；沿著層疊方向從層疊本體的上下側(cè)對層疊本體加壓加熱，以形成包括導電圖案(30) 和通過燒結(jié)導電漿GOa)內(nèi)的導電顆粒形成的燒結(jié)本體的布線部分，其中所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)被軟化，以將所述多個樹脂膜(21a-21d)和所述多個熱塑性樹脂膜 (22a-22d)同時結(jié)合在一起，并密封所述半導體芯片(50)；在層疊之前，通過加熱加壓第二膜02b)，將第二膜附連到包括第一膜Olb)的基片的焊盤形成表面，以用第二膜(22b)覆蓋第一膜(21b)的焊盤(31)，其中在第一膜的表面上形成有作為導電圖案(30) —部分的焊盤(31)，其中所述第一膜(21b)用作所述多個樹脂膜Qla-21d)中的一個膜，第二膜(22b)用作所述多個熱塑性樹脂膜中的一個膜；和在層疊之前，在等于或者高于構(gòu)成第二膜02b)的熱塑性樹脂的熔點的溫度下，通過加熱和加壓半導體芯片(50)將半導體芯片(50)倒裝芯片安裝到所述基片上，其中在融化第二膜的同時，在半導體芯片(50)的電極(51a)上形成的柱凸起(52a)被填充進第二膜(22b)，并被壓焊到所述焊盤(31)，并且熔化后的第二膜(22b)密封在半導體芯片(50) 和基片之間；其中在層疊時，除了構(gòu)成包括第一膜Olb)的基片的所述多個樹脂膜Ola-21d)中的所述一個膜和第二膜(22b)外，所述多個樹脂膜(21a，21c，21d)和所述多個熱塑性樹脂膜(22a， 22c, 22d)與基片以及第二膜(22b)層疊在一起，以形成層疊本體；和在對所述層疊本體加壓和加熱時，柱凸起(52a)被直接接合到所述焊盤(31)。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中在對所述層疊本體加壓加熱的過程中，由金制成的所述柱凸起(52a)被固相擴散焊到由銅制成的所述焊盤(31)。
3.一種嵌有半導體芯片的布線基片(10)的制造方法，包括層疊多個樹脂膜(21a-21d)和含有熱塑性樹脂的多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)以形成層疊本體，其中所述多個樹脂膜(21a-21d)包括在其表面上具有導電圖案(30)的樹脂膜和具有由導電漿(40a)填充的通孔的樹脂膜，所述多個樹脂膜Qla-21d)中的至少一個位于相鄰的兩個熱塑性樹脂膜(22a-22d)之間，半導體芯片(50)的電極形成表面接觸所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的一個膜，半導體芯片(50)的電極形成表面的相反面接觸所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的另一個膜，而且所述半導體芯片(50)被夾在所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的所述一個膜與所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的另一個膜之間；沿著層疊方向從層疊本體的上下側(cè)對層疊本體加壓加熱，形成包括導電圖案(30) 和通過燒結(jié)導電漿GOa)內(nèi)的導電顆粒形成的燒結(jié)本體的布線部分，其中所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)被軟化，以將所述多個樹脂膜(21a-21d)和所述多個熱塑性樹脂膜 (22a-22d)同時結(jié)合在一起，并密封所述半導體芯片(50)；和在層疊之前，通過加壓和加熱半導體芯片(50)，將半導體芯片(50)倒裝芯片安裝到包括第一膜Olb)的基片上，第一膜用作所述多個樹脂膜Ola-21d)中的一個膜，其中，用作所述多個熱塑性樹脂膜(22a-22d)中的一個膜的第二膜(22b)被附連到包括第一膜(21b) 的基片的焊盤形成表面，以用第二膜(22b)覆蓋第一膜Olb)的焊盤(31)，其中在第一膜的表面上形成有焊盤(31)作為導電圖案(30)的一部分，所述第二膜(22b)在對應焊盤 (31)的位置具有通孔(25)，在等于或者高于構(gòu)成第二膜(22b)的熱塑性樹脂的熔點的溫度下，半導體芯片(50)被加熱和加壓，使得形成在半導體芯片(50)的電極(51a)上的柱凸起 (52a)通過通孔0 被壓焊到所述焊盤(31)，而且熔化后的第二膜(22b)密封在半導體芯片(50)和基片之間，其中在層疊時，除了構(gòu)成包括第一膜Olb)的基片的所述多個樹脂膜Ola-21d)中的所述一個膜和第二膜(22b)外，所述多個樹脂膜(21a，21c，21d)和所述多個熱塑性樹脂膜(22a， 22c, 22d)與基片以及第二膜(22b)層疊在一起，以形成層疊本體，和在對層疊本體加壓和加熱時，柱凸起(52a)被直接接合到所述焊盤(31)。
4.如權(quán)利要求3所述的制造方法，其中所述通孔0 是多個通孔0 中的一個，所述焊盤(31)是多個焊盤(31)中的一個，和所述多個通孔0 中的每個通孔被形成用于所述多個焊盤(31)中的對應一個焊盤。
5.如權(quán)利要求3所述的制造方法，其中所述焊盤(31)是多個焊盤(31)中的一個，和所述通孔0 被形成用于所述多個焊盤(31)。
6.如權(quán)利要求3所述的制造方法，其中在倒裝芯片安裝過程中，通過加熱加壓第二膜(22b)中不同于通孔05)的形成位置的位置，具有通孔0 的第二膜(22b)被接合到基片的焊盤形成表面。
7.如權(quán)利要求3所述的制造方法，其中在倒裝芯片安裝過程中，在第二膜(22b)被接合到基片的焊盤形成表面以覆蓋焊盤 (31)之后，在第二膜02b)中對應焊盤(31)的位置形成通孔05)。
8.如權(quán)利要求3-7之一所述的制造方法，其中在對層疊本體加壓加熱過程中，由金制成的所述柱凸起(52a)被固相擴散焊到由銅制成的焊盤(31)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嵌有半導體芯片的布線基片(10)的制造方法。對于含有第一膜(21b)的基片，其中在第一膜的表面上形成焊盤(31)，由熱塑性樹脂制成的第二膜(22b)被熱壓著到所述基片的焊盤形成表面。在加壓加熱作用下，在熔化第二膜的同時在半導體芯片(50)上形成的柱凸起(52a)被填充進第二膜并被壓焊到所述焊盤。熔化后的第二膜密封在半導體芯片和基片之間。然后，多個樹脂膜(21a，21c，21d，22a，22c，22d)與基片和第二膜層疊在一起，形成層疊本體。在加壓加熱過程中，多個樹脂膜、基片和第二膜同時結(jié)合在一起，于是所述柱凸起被接合到焊盤。
文檔編號H05K3/30GK102215637SQ20111004976
公開日2011年10月12日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者近藤賢司 申請人:株式會社電裝