電子基板、半導体装置および電子機器
【課題】構造が簡単であり、また実装作業を簡略化することが可能な電子基板１を提供する。
【解決手段】基体１０の能動面側に、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８０および第２インダクタ素子４０が形成されている。第１インダクタ素子８０は外部との電力伝送に使用され、第２インダクタ素子４０は外部との通信に使用される。これにより、電子基板１の接続端子を削減することが可能になり、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１の実装作業を簡略化することができる。
【解決手段】基体１０の能動面側に、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８０および第２インダクタ素子４０が形成されている。第１インダクタ素子８０は外部との電力伝送に使用され、第２インダクタ素子４０は外部との通信に使用される。これにより、電子基板１の接続端子を削減することが可能になり、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１の実装作業を簡略化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６４４６８号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、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という問題がある。さらに、実装に伴って導通不良や短絡等が発生するおそれがあり、電気的接続の信頼性を低下させることになる。
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、構造が簡単であり、また実装作業を簡略化することが可能な、電子基板および半導体装置の提供を目的とする。また、低コストの電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る電子基板は、基体の能動面側または前記能動面の裏面側に、複数のインダクタ素子が形成されていることを特徴とする。
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。
【０００６】
また前記複数のインダクタ素子は、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インダクタ素子を含んで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。
【０００７】
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。
【０００８】
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、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、外部との通信に使用されてもよい。
この構成によれば、電力伝送のみを接続端子によって確実に行うことができる。また、外部との通信を複数のインダクタ素子によって行うことにより、通信速度を向上させることができる。
【０００９】
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。
【００１０】
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、接続端子を削減することが可能である。したがって、電子基板の実装作業を簡略化することが可能になり、製造コストを低減することができる。また、実装に伴う信頼性の低下を防止することができる。
【００１１】
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。
【００１２】
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、接続端子が削減された電子基板を備えているので、低コストの電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る電子基板の平面図である。
【図２】（ａ）はインダクタ素子の平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図３】インダクタ素子の変形例の説明図である。
【図４】第１実施形態に係る半導体装置の説明図である。
【図５】第２実施形態に係る電子基板の説明図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】第２実施形態に係る半導体装置の説明図である。
【図９】携帯電話の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
（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平面図である。第１実施形態に係る電子基板１は、基体１０の能動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４０，８０が形成されたものである。そのうち、第１インダクタ素子８０は通信に使用されるものであり、第２インダクタ素子４０は電力伝送に使用されるものである。
【００１６】
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。
【００１７】
基体１０の能動面の中央部には、後述する誘電体層３１が形成されている。この誘電体層３１は、能動面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。また基体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１１，２１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、複数のインダクタ素子４０，８０が形成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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による渦電流損を減少させることができる。
【００２４】
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。
【００２５】
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の内側端部は、巻き線４１の中央部に形成された電極１１に連結されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
図１に戻り、基体１０には、第１インダクタ素子８０および第２インダクタ素子４０が形成されている。第２インダクタ素子４０は、第１インダクタ素子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、第２インダクタ素子４０の適用可能周波数は、第１インダクタ素子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。
【００２９】
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、そのうち第１インダクタ素子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。また第２インダクタ素子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、第２インダクタ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。
【００３０】
（半導体装置）
図４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４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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の第１インダクタ素子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インダクタ素子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の第２インダクタ素子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。
【００３３】
その第１電子基板２００の裏面に、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の第１インダクタ素子３８０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、第１電子基板２００を挟んで相互に対向配置されている。また、第２電子基板３００の第２インダクタ素子３４０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、第１電子基板２００を挟んで相互に対向配置されている。
【００３４】
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に通電することにより、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の第２インダクタ素子２４０および第２電子基板３００の第２インダクタ素子３４０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インダクタ素子１４０，２４０，３４０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および第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各第２インダクタ素子１４０，２４０，３４０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。
【００３５】
また、母基板１００の第１インダクタ素子１８０または各電子基板２００，３００の第１インダクタ素子２８０，３８０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インダクタ素子１８０，２８０，３８０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と各電子基板２００，３００との間で通信が行われる。その結果、電子基板をドライバとして機能させることができる。なお、第１電子基板２００の第１インダクタ素子２８０または第２電子基板３００の第１インダクタ素子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との間で通信を行うことも可能である。また、母基板１００および／または各電子基板２００，３００に形成された各インダクタ素子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。
【００３６】
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および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、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。
【００３７】
（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５は第２実施形態に係る電子基板の説明図であり、図５（ａ）は平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ線における断面図である。図５（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。
【００３８】
（再配置配線等）
図５（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。
【００３９】
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。
【００４０】
図５（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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
図５（ａ）に示すように、第２実施形態に係る電子基板１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。
【００４４】
第２インダクタ素子９０の巻き数は、第１インダクタ素子８０より多くなっている。これにより、第２インダクタ素子９０の適用可能周波数は、第１インダクタ素子８０より低周波側にシフトしている。ただし、この第２インダクタ素子９０は電力伝送に使用されるものではなく、第１インダクタ素子８０とともに通信に使用される。そのため、各インダクタ素子８０，９０の適用可能周波数は、ともに２〜５ＧＨｚに設定されている。なお、第２インダクタ素子９０と第１インダクタ素子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。
【００４５】
（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６および図７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５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。
【００４６】
まず図６（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。
【００４７】
次に図６（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の貫通孔３１ａを形成する。この応力緩和層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。
【００４８】
次に図６（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。
【００４９】
次に図７（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７（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。
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。
【００５０】
（半導体装置）
図８は、第２実施形態に係る半導体装置の説明図であり、図５のＦ−Ｆ線に相当する部分における断面図である。図８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が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１６３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。
【００５１】
この母基板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に形成された接続端子１６３が、母基板１００の接続端子２６３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１６３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２６３に連結されている。
【００５２】
また、第１電子基板２００の第１インダクタ素子および母基板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の第２インダクタ素子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。
【００５３】
上記のように構成された半導体装置５では、接続端子１６３，２６３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。
【００５４】
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の第１インダクタ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の第２インダクタ素子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。
【００５５】
その際、一対の第１インダクタ素子と一対の第２インダクタ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。
【００５６】
（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９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、構造が簡単で実装作業性に優れた電子基板を備えているので、低コストの携帯電話を提供することができる。
【００５７】
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、低コストの電子機器を提供することができる。
【００５８】
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。
【００５９】
例えば、上記実施形態では基体の能動面側に複数のインダクタ素子を形成したが、基体の裏面側に複数のインダクタ素子を形成してもよい。この場合には、基体に貫通電極を形成して、裏面側に形成されたインダクタ素子を能動面側に電気的接続する。また、上記実施形態では基体の能動面側に２個のインダクタ素子を形成したが、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。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
１…電子基板 ５…半導体装置 １０…基体 ４０…第２インダクタ素子 ８０…第１インダクタ素子 ９０…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）。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６４４６８号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、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という問題がある。さらに、実装に伴って導通不良や短絡等が発生するおそれがあり、電気的接続の信頼性を低下させることになる。
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、構造が簡単であり、また実装作業を簡略化することが可能な、電子基板および半導体装置の提供を目的とする。また、低コストの電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る電子基板は、基体の能動面側または前記能動面の裏面側に、複数のインダクタ素子が形成されていることを特徴とする。
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。
【０００６】
また前記複数のインダクタ素子は、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インダクタ素子を含んで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。
【０００７】
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。
【０００８】
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、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、外部との通信に使用されてもよい。
この構成によれば、電力伝送のみを接続端子によって確実に行うことができる。また、外部との通信を複数のインダクタ素子によって行うことにより、通信速度を向上させることができる。
【０００９】
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。
【００１０】
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、接続端子を削減することが可能である。したがって、電子基板の実装作業を簡略化することが可能になり、製造コストを低減することができる。また、実装に伴う信頼性の低下を防止することができる。
【００１１】
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。
【００１２】
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、接続端子が削減された電子基板を備えているので、低コストの電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る電子基板の平面図である。
【図２】（ａ）はインダクタ素子の平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図３】インダクタ素子の変形例の説明図である。
【図４】第１実施形態に係る半導体装置の説明図である。
【図５】第２実施形態に係る電子基板の説明図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】第２実施形態に係る半導体装置の説明図である。
【図９】携帯電話の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
（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平面図である。第１実施形態に係る電子基板１は、基体１０の能動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４０，８０が形成されたものである。そのうち、第１インダクタ素子８０は通信に使用されるものであり、第２インダクタ素子４０は電力伝送に使用されるものである。
【００１６】
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。
【００１７】
基体１０の能動面の中央部には、後述する誘電体層３１が形成されている。この誘電体層３１は、能動面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。また基体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１１，２１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、複数のインダクタ素子４０，８０が形成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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による渦電流損を減少させることができる。
【００２４】
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。
【００２５】
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の内側端部は、巻き線４１の中央部に形成された電極１１に連結されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
図１に戻り、基体１０には、第１インダクタ素子８０および第２インダクタ素子４０が形成されている。第２インダクタ素子４０は、第１インダクタ素子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、第２インダクタ素子４０の適用可能周波数は、第１インダクタ素子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。
【００２９】
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、そのうち第１インダクタ素子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。また第２インダクタ素子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、第２インダクタ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。
【００３０】
（半導体装置）
図４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４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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の第１インダクタ素子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インダクタ素子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の第２インダクタ素子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。
【００３３】
その第１電子基板２００の裏面に、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の第１インダクタ素子３８０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、第１電子基板２００を挟んで相互に対向配置されている。また、第２電子基板３００の第２インダクタ素子３４０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、第１電子基板２００を挟んで相互に対向配置されている。
【００３４】
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に通電することにより、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の第２インダクタ素子２４０および第２電子基板３００の第２インダクタ素子３４０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インダクタ素子１４０，２４０，３４０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および第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各第２インダクタ素子１４０，２４０，３４０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。
【００３５】
また、母基板１００の第１インダクタ素子１８０または各電子基板２００，３００の第１インダクタ素子２８０，３８０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インダクタ素子１８０，２８０，３８０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と各電子基板２００，３００との間で通信が行われる。その結果、電子基板をドライバとして機能させることができる。なお、第１電子基板２００の第１インダクタ素子２８０または第２電子基板３００の第１インダクタ素子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との間で通信を行うことも可能である。また、母基板１００および／または各電子基板２００，３００に形成された各インダクタ素子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。
【００３６】
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および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、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。
【００３７】
（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５は第２実施形態に係る電子基板の説明図であり、図５（ａ）は平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ線における断面図である。図５（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。
【００３８】
（再配置配線等）
図５（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。
【００３９】
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。
【００４０】
図５（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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
図５（ａ）に示すように、第２実施形態に係る電子基板１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。
【００４４】
第２インダクタ素子９０の巻き数は、第１インダクタ素子８０より多くなっている。これにより、第２インダクタ素子９０の適用可能周波数は、第１インダクタ素子８０より低周波側にシフトしている。ただし、この第２インダクタ素子９０は電力伝送に使用されるものではなく、第１インダクタ素子８０とともに通信に使用される。そのため、各インダクタ素子８０，９０の適用可能周波数は、ともに２〜５ＧＨｚに設定されている。なお、第２インダクタ素子９０と第１インダクタ素子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。
【００４５】
（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６および図７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５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。
【００４６】
まず図６（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。
【００４７】
次に図６（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の貫通孔３１ａを形成する。この応力緩和層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。
【００４８】
次に図６（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。
【００４９】
次に図７（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７（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。
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。
【００５０】
（半導体装置）
図８は、第２実施形態に係る半導体装置の説明図であり、図５のＦ−Ｆ線に相当する部分における断面図である。図８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が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１６３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。
【００５１】
この母基板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に形成された接続端子１６３が、母基板１００の接続端子２６３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１６３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２６３に連結されている。
【００５２】
また、第１電子基板２００の第１インダクタ素子および母基板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の第２インダクタ素子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。
【００５３】
上記のように構成された半導体装置５では、接続端子１６３，２６３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。
【００５４】
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の第１インダクタ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の第２インダクタ素子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。
【００５５】
その際、一対の第１インダクタ素子と一対の第２インダクタ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。
【００５６】
（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９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、構造が簡単で実装作業性に優れた電子基板を備えているので、低コストの携帯電話を提供することができる。
【００５７】
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、低コストの電子機器を提供することができる。
【００５８】
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。
【００５９】
例えば、上記実施形態では基体の能動面側に複数のインダクタ素子を形成したが、基体の裏面側に複数のインダクタ素子を形成してもよい。この場合には、基体に貫通電極を形成して、裏面側に形成されたインダクタ素子を能動面側に電気的接続する。また、上記実施形態では基体の能動面側に２個のインダクタ素子を形成したが、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。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
１…電子基板 ５…半導体装置 １０…基体 ４０…第２インダクタ素子 ８０…第１インダクタ素子 ９０…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）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の能動面側または前記能動面の裏面側に、複数のインダクタ素子が形成されていることを特徴とする電子基板。
【請求項２】
前記複数のインダクタ素子は、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インダクタ素子を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の電子基板。
【請求項３】
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２に記載の電子基板。
【請求項４】
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、
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、外部との通信に使用されることを特徴とする請求項２に記載の電子基板。
【請求項５】
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を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子基板。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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６に記載の半導体装置。
【請求項８】
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を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基体の能動面側または前記能動面の裏面側に、複数のインダクタ素子が形成されていることを特徴とする電子基板。
【請求項２】
前記複数のインダクタ素子は、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インダクタ素子を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の電子基板。
【請求項３】
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２に記載の電子基板。
【請求項４】
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、
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、外部との通信に使用されることを特徴とする請求項２に記載の電子基板。
【請求項５】
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を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子基板。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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６に記載の半導体装置。
【請求項８】
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を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２０６２１１（Ｐ２０１０−２０６２１１Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８５７９４（Ｐ２０１０−８５７９４）
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【分割の表示】特願２００６−５７６７２（Ｐ２００６−５７６７２）の分割
【原出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【分割の表示】特願２００６−５７６７２（Ｐ２００６−５７６７２）の分割
【原出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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