電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法
【課題】平面寸法や高さ寸法を大幅に縮小することが可能な電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも２枚の配線基板間１０，２０に電子部品３０が配設され、配線基板の少なくとも一方側と電子部品３０が電気的に接続され、配線基板１０，２０どうしが電気的に接続され、配線基板間が樹脂封止されている電子部品内蔵基板１００であり、配線基板１０の一方側に形成されたボンディングパッド１２と電子部品３０の電極３２はボンディングワイヤ６０により電気的に接続され、少なくとも電子部品３０の電極３２とボンディングワイヤ６０との接続部が保護材７０により被覆されていることを特徴とする。
【解決手段】少なくとも２枚の配線基板間１０，２０に電子部品３０が配設され、配線基板の少なくとも一方側と電子部品３０が電気的に接続され、配線基板１０，２０どうしが電気的に接続され、配線基板間が樹脂封止されている電子部品内蔵基板１００であり、配線基板１０の一方側に形成されたボンディングパッド１２と電子部品３０の電極３２はボンディングワイヤ６０により電気的に接続され、少なくとも電子部品３０の電極３２とボンディングワイヤ６０との接続部が保護材７０により被覆されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法に関し、より詳細には、電子部品内蔵基板の高さおよび平面積を縮小すると共に、電子部品と基板の電気的接続信頼性を向上させることが可能な電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高性能化に伴い、電子部品を高密度に実装した電子部品内蔵基板が開発されている。このような電子部品内蔵基板においては、図１２に示すような配線基板間に電子部品を搭載し、配線基板間を樹脂により封止した構成のものがある（例えば、特許文献１の図１）。
【特許文献１】特開２００３−３４７７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１２に示す電子部品内蔵基板は、上下の配線基板間の接続にはんだボールを用いているため、上下の配線基板を接続する前に既に搭載されている半導体素子等の電子部品がフラックス塗布、はんだボールリフロー、洗浄等の工程を経ることになり、電子部品に悪影響が及ぶ場合がある。
【０００４】
特に、半導体素子等の電子部品をワイヤボンディングにより電子部品内蔵基板に搭載しようとすると、半導体素子のボンディングパッド（アルミニウム製の電極）やボンディングワイヤが外部環境に晒されることになる。
加えて、外力によりボンディングワイヤに変形や断線が生じるおそれや、リフロー後の洗浄工程に酸性の薬品を用いた場合においては、半導体素子のボンディングパッドに腐食が生じるという課題があり、電子部品内蔵基板に半導体素子をワイヤボンディングによって搭載することが困難であるといった課題があった。
【０００５】
そこで、本発明者は、半導体素子等の電子部品をワイヤボンディングにより配線基板に搭載する第１の改良方法として、図１３，図１４に示すような構成に想到した。
図１３，図１４に示すように、配線基板１０にワイヤボンディング接続した電子部品３０のボンディングパッドである電極３２とボンディングワイヤ６０との接続部分をトランスファーモールド等によって樹脂７０で封止することにより、第１の配線基板１０に積層した第２の配線基板２０をはんだボール４０で電気的に接続する処理を行っても、電子部品３０の電極３２とボンディングワイヤ６０の接続部分の電気的接続の信頼性の確保やボンディングワイヤ６０を保護することが可能になった。この電子部品内蔵基板では、はんだボール４０による第１の配線基板１０と第２の配線基板の接続後、２つの基板１０，２０間に、封止樹脂５０を充填する。
【０００６】
しかしながら、電子部品３０全体を樹脂７０によりトランスファーモールドすると、図１３，図１４に示すように、電子部品３０の外周部および電子部品３０の上部に樹脂７０の封止部分が形成されることになり、上下の基板１０，２０間の間隔が増加し、電子部品内蔵基板１００の小型化（薄型化）を阻害する原因になるといった課題がある。また、上下の配線基板１０，２０間の離間距離が増えるため、上下の配線基板１０，２０間を接続する際に用いるはんだボール４０の径寸法を大きくしなければならず、はんだボール４０の設置エリアの増大により、電子部品内蔵基板１００の小型化（平面積の縮小）が困難になるといった課題もある。
【０００７】
そこで本発明は、電子部品のワイヤボンディング部（接続部）の保護材の被覆範囲を最小限に留めることにより、電子部品側の接続部を確実に保護しつつも、平面寸法（平面積）や高さ寸法を大幅に縮小することが可能な電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、少なくとも２枚の配線基板間に電子部品が配設され、前記配線基板の少なくとも一方側と前記電子部品が電気的に接続されていると共に、前記配線基板どうしが電気的に接続され、かつ、前記配線基板間が樹脂封止されている電子部品内蔵基板であって、前記配線基板の一方側に形成されたボンディングパッドと前記電子部品の電極はボンディングワイヤにより電気的に接続されていて、少なくとも前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部が保護材により被覆されていることを特徴とする電子部品内蔵基板である。
【０００９】
また、前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部は、前記ボンディングワイヤと前記配線基板の一方側の接続部と、前記ボンディングワイヤにより形成されるワイヤループの頂点部分が露出した状態で前記保護材により被覆されていることを特徴とする。これにより、保護材による被覆範囲を最小限に留めることができるため、電子部品内蔵基板の厚さおよび平面寸法を縮小し、電子部品内蔵基板を小型化することができる。
【００１０】
また、前記基板どうしの電気的接続には、はんだボールが用いられていることを特徴とする。
また、前記はんだボールは、コアとなる導体からなる球状体の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールであることを特徴とする。
これらにより、上下基板間を確実に接続することができる。また銅材のような導体からなる球状体をコアに持つはんだボールを用いることにより、はんだボールをリフローさせた後であっても、導体であるコアが残ることで上下基板の離間距離を一定に保ちながら電気的接続をとることができ、薄肉構造であっても平坦度の高い電子部品内蔵基板を提供することができる。
【００１１】
また、他の発明は、第１の配線基板の所定箇所に電子部品を搭載する工程と、前記第１の配線基板に形成されたボンディングパッドと前記電子部品の電極をボンディングワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、少なくとも前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部を保護材により被覆する工程と、前記第１の配線基板とは別体に形成した第２の配線基板の片側面を、前記電子部品を搭載した前記第１の配線基板の一面側と対向するように、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とを積層すると共に、前記両配線基板をはんだボールをリフローさせることによって電気的に接続する工程と、前記はんだボールをリフローした後、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板間を洗浄する工程と、前記第１の配線基板および前記第２の配線基板間を樹脂封止する工程を有することを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法である。
【００１２】
また、前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部を保護材により被覆する工程において、前記ボンディングワイヤと前記第１の配線基板のボンディングパッドとの接続部と、前記ボンディングワイヤにより形成されるワイヤループの頂点部分を露出させた状態で前記保護材で被覆することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法によれば、平面寸法（平面積）および基板高さを大幅に縮小することが可能になる。また、電気的接続信頼性が高く小型な電子部品内蔵基板を低コストで提供することが可能になる。さらにはトランスファーモールドの金型の製作負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明にかかる電子部品内蔵基板の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態における電子部品内蔵基板の横断面図である。図２は、電子部品と配線基板のワイヤボンディング部分の状態を示す模式図である。
【００１５】
本実施の形態における電子部品内蔵基板１００は、２枚の配線基板１０，２０の間に電子部品３０を搭載し、第１の配線基板である下層側配線基板１０と第２の配線基板である上層側配線基板２０がはんだボール４０により電気的に接続されている。また、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の間には封止樹脂５０が注入されている。下層側配線基板１０に形成されたボンディングパッド１２と電子部品３０に形成された電極３２はボンディングワイヤ６０により電気的に接続されている。本図面においては、配線基板１０，２０の表面に形成されている配線の表示を省略している。
【００１６】
下層側配線基板１０の下面側にははんだなどに代表されるバンプ１４が接合されている。一方下層側配線基板１０の上面側にはチップキャパシタやチップレジスタ、インダクタ等といった回路部品１６の他、半導体チップ等の電子部品３０が載置されている。回路部品１６は下層側配線基板１０の配線（図示せず）にはんだ付けにより取り付けられている。電子部品３０は接着剤により下層側配線基板１０に取り付けられた後、金ワイヤからなるボンディングワイヤ６０により電極３２と下層側配線基板１０のボンディングパッド１２にワイヤボンディングされている。
【００１７】
下層側配線基板１０に設けられているボンディングパッド１２は通常、銅からなるパッドに金メッキを施すことにより形成されている。また、電子部品３０に設けられている接続部である電極３２はアルミパッドにより形成されている。
下層側配線基板１０には、上層側配線基板２０が載置され、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０はそれぞれの表面に形成された配線パターン（図示せず）と、はんだボール４０により電気的に接続されている。本実施形態においては、導体である銅材からなる球状体に形成された銅コア４２の外表面をはんだ４４で被覆した銅コア入りのはんだボール４０が用いられている。はんだボール４０のはんだ４４をリフローさせることにより、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０が銅コア４２により電気的に接続されるのである。下層側配線基板１０と上層側配線基板２０は少なくとも銅コア４２の径寸法離間した状態で接続されることになる。
【００１８】
また、ここでは、銅コア４２を有するはんだボール４０をリフローさせた後であっても、説明の便宜上、銅コア４２の外周がはんだ４４に覆われている状態で示しているが、実際の銅コア４２を有するはんだボール４０をリフローさせると、銅コア４２とはんだ４４は同心球状にはならないのは言うまでもない。
【００１９】
はんだボール４０のはんだ４４が溶融すると、下層側配線基板１０の上面と電子部品３０の上面および側面と、上層側配線基板２０の下面がはんだ４４に含まれていたフラックス等により汚染されてしまう。また、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の間には、電子部品内蔵基板１００の機械的強度を具備させるためと、電子部品３０や回路部品１６の保護のために封止樹脂５０を注入する必要がある。ここで、下層側配線基板１０と電子部品３０と上層側配線基板２０に封止樹脂５０を確実に接着させるため、はんだボール４０のリフロー後に、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０間の洗浄を行う必要がある。この際、フラックス等の除去には酸が用いられることがあるため、半導体チップなどの電子部品３０に設けられている電極３２のアルミニウムが侵されてしまうおそれがある。そこで電子部品３０の電極３２を保護する必要がある。
【００２０】
本実施形態においては、電子部品３０の電極３２と、下層側配線基板１０のボンディングパッド１２と、のワイヤボンディングが完了した後、下層側配線基板１０に上層側配線基板２０を積層する前に、電子部品３０の電極３２を保護材である樹脂７０で被覆することを特徴としている。
樹脂７０は、図１、図２に示すように、電子部品３０の上面側（電極３２の形成面）において、少なくとも電極３２部分を含む領域を被覆している。樹脂７０による被覆部分の形成はエポキシ等の樹脂のポッティングにより行われる。樹脂７０で被覆部分を形成する際に、ボンディングワイヤ６０により形成されたワイヤループの上端部（頂点）を含む所定部分および下層側配線基板１０のボンディングパッド１２との接続部分を樹脂７０から露出させた状態にすると好適である。これにより、樹脂７０の被覆部分の高さ寸法および平面寸法を小さくすることができ、電子部品内蔵基板１００の小型化に好都合である。また、下層側配線基板１０のボンディングパッド１２およびボンディングワイヤ６０は金により形成されているため、外部環境に晒されることによる接続部分の劣化や、洗浄に酸等の薬品を用いた場合であっても、ワイヤボンディング部分が侵されるおそれが無いからである。
【００２１】
このように、電子部品３０の電極３２を、薬品に耐性を有する樹脂７０からなる保護材で被覆しているので、酸等の強力な洗浄液を用いて配線基板間の洗浄処理を行ったとしても、電極３２とボンディングワイヤ６０との電気的接続の信頼性を維持することができる。
また、電極３２とボンディングワイヤ６０との接続の機械的強度も向上できる。保護材である樹脂７０は電子部品３０の電極３２を含む最小限の範囲（高さ方向および幅方向）を被覆しているだけであるので、従来のトランスファーモールドにより形成された樹脂の高さ方向や平面方向の大きさに比べて大幅に高さ寸法および幅寸法を小さくすることができる。
【００２２】
同様の理由により、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の対向面どうしの離間距離をワイヤループの高さで規定することができるので、はんだボール４０の径寸法を小さくすることができる。このように小径のはんだボール４０を用いることにより、電子部品内蔵基板１００の厚さ寸法を薄くすることができると共に、はんだボール４０の配設ピッチを狭くすることができるため面積を小さくすることができる。
さらには、樹脂７０の幅寸法（平面積）が小さくなることにより、はんだボール４０を電子部品３０に近い位置に配設することができるので、電子部品内蔵基板１００全体としての面積をさらに小さくすることができる。
【００２３】
また、ボンディングワイヤ６０の全体を保護材である樹脂７０により被覆すれば、電子部品内蔵基板１００の板厚寸法や平面寸法の小型化が若干阻害されるものの、下層側基板１０と上層側基板２０の間を封止樹脂５０で封止するまでの間に、ボンディングワイヤ６０の変形や断線等の事故から保護することができ、ワイヤボンディングによる電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
このように、電子部品内蔵基板１００において電子部品３０の電極３２を含む最小限範囲を樹脂７０により保護することで、第１の配線基板である下層側配線基板１０と電子部品３０との電気的接続の信頼性を低下させることなく、第２の配線基板である上層側配線基板２０を積層することができる。また、電子部品内蔵基板１００の板厚や面積を大幅に小さくすることができる。本実施の形態においては、ボンディングワイヤ６０のほとんどの部分が樹脂７０からはみ出した状態になっているが、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０との間には封止樹脂５０が注入されるので、ボンディングワイヤ６０は封止樹脂５０により封止され、ボンディングワイヤ６０を充分に保護することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
図３は本発明にかかる第２実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。本実施形態は、３枚の配線基板１０ａ，１０ｂ，１０ｃを板厚方向に積層し、各配線基板間１０ａ，１０ｂおよび１０ｂ，１０ｃの間に電子部品である半導体素子３０ａ，３０ｂを搭載すると共に、ワイヤボンディング接続し、各配線基板間１０ａ，１０ｂおよび１０ｂ，１０ｃの間をはんだボール４０により電気的に接続し、各配線基板間１０ａ，１０ｂおよび１０ｂ，１０ｃの間に封止樹脂５０を封止した電子部品内蔵基板１００である。図示するように、電子部品内蔵基板１００の最上部に配設された配線基板１０ｃの上面には、半導体素子３０ｃを搭載し、回路部品１６を配設することもできる。図３においては、半導体素子３０ｃは配線基板１０ｃの上面にフリップチップ接続されているが、フリップチップ接続に替えてワイヤボンディング接続を採用しても良い。
【００２６】
半導体素子３０ａ，３０ｂはそれぞれ配線基板１０ａ，１０ｂにワイヤボンディング接続することにより配線基板１０ａ，１０ｂに電気的に接続されている。少なくとも電子部品３０ａ，３０ｂの電極３２とボンディングワイヤ６０の接続部分は、保護材である樹脂７０をポッティングすることにより被覆されている。
【００２７】
配線基板１０ｃの上面に配設された回路部品１６ははんだにより接続されている。フリップチップ接続された半導体素子３０ｃと回路基板１０ｃの間には、アンダーフィル樹脂８０が注入されている。
【００２８】
（第３実施形態）
図４は本発明にかかる第３実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
本実施形態は、第１実施形態で説明した電子部品内蔵基板１００の上層側配線基板２０の上面に半導体素子３０ｂを搭載し、半導体素子３０ｂを上層側配線基板２０にワイヤボンディング接続し、封止樹脂５０により半導体素子３０ｂを封止したものである。
【００２９】
本形態を採用する場合には、上層側基板２０上面に半導体素子３０ｂを搭載し、ワイヤボンディングした後、封止樹脂５０により封止し、上層側配線基板２０の下面にはんだボール４０を予め接合した状態としておくことができる（換言すれば、既存のＢＧＡタイプの半導体装置を利用することができる）。半導体素子３０ａがワイヤボンディング接続され、半導体素子３０ａの電極３２部分を樹脂７０により保護した状態とした下層側配線基板１０の上面に、ＢＧＡタイプの半導体装置に造りこんでおいた上層側配線基板２０を積層すれば良い。はんだボール４０をリフローし、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０との電気的接続を取った後、下層側基板１０と上層側配線基板２０の間にエポキシ等の封止樹脂５０を注入し封止すれば、図４に示す電子部品内蔵基板１００が完成する。
本実施形態によれば、既に提供されているＢＧＡタイプの半導体装置の基板を上層側配線基板２０として利用することができ、高密度の電子部品内蔵基板１００を提供することが可能である。
【００３０】
（第４実施形態）
図５は本発明にかかる第４実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。より具体的には、図１４の電子部品内蔵基板に本発明を適用した電子部品内蔵基板の状態を示した模式図である。本実施形態においては、第１実施形態ですでに説明した各部材番号を用いることにより詳細な説明は省略する。
本実施形態における電子部品内蔵基板１００は、下層側配線基板１０に第１の半導体素子３０ａがフリップチップ接続され、第１の半導体素子３０ａの上面に第２の半導体素子３０ｂをスタックし、第２の半導体素子３０ｂの電極３２ｂと下層側配線基板１０のボンディングパッド１２とがワイヤボンディング接続されている。第１の半導体素子３０ａと第２の半導体素子３０ｂとは接着剤により接続されている。
【００３１】
図５に示すように、第１の半導体素子３０ａは下層側配線基板１０に、はんだ等のバンプ３６によりフリップチップ接続させた後にアンダーフィル樹脂８０が注入されているので、はんだボール４０により配線基板１０，２０間の接続をした後の洗浄工程を経ても下層側配線基板１０と第１の半導体素子３０ａの接続部の電気的信頼性が低下することはない。第２の半導体素子３０ｂの電極３２ｂ部分がアルミニウムパッド等の薬品耐性の低い材料である場合には、先の実施形態と同様に薬品耐性を有する樹脂７０で電極３２ｂ部分を被覆する必要がある。本実施形態においては、保護材である樹脂７０をポッティングすることにより、第２の半導体素子３０ｂの電極３２ｂとボンディングワイヤ６０の接続部分を含む第２の半導体素子３０ｂの上面部分の一部を被覆している。樹脂７０のポッティング量によっては、図５に示すように、樹脂７０が半導体素子３０ｂの上面だけでなく、側面も被覆することがある。
【００３２】
この場合においても、第２の半導体素子３０ｂの電極３２ｂに接続されているボンディングワイヤ６０により形成されるワイヤループの頂点部分と下層側配線基板１０のボンディングパッド１２部分を樹脂７０から露出させた状態としておけば、樹脂７０の高さ方向の寸法を小さくすることができ、電子部品内蔵基板１００の薄型化に貢献することは先の実施形態と同様である。
【００３３】
（第５実施形態）
以上の実施形態は、電子部品内蔵基板１００について説明しているが、本発明は、電子部品内蔵基板１００以外にも、電子部品を内蔵したＰＯＰ構造の電子部品パッケージ２００にも適用することができる。図６は本発明にかかる電子部品内蔵基板を用いたＰＯＰ構造の電子部品パッケージの構造を示す横断面図である。このようなＰＯＰ構造の電子部品パッケージ２００は、第４実施形態で説明した電子部品内蔵基板（半導体パッケージ）１００Ａ，１００Ｂを板厚方向に積層することにより形成したものである。
本実施形態を採用することにより、板厚方向の寸法および平面寸法が大幅に小型化され、電気的接続の信頼性の高いＰＯＰ構造の電子部品パッケージ２００を提供することができる。
【００３４】
（電子部品内蔵基板の製造方法）
次に、第１実施形態における電子部品内蔵基板１００の製造方法について説明する。図７〜図１１は、電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。ここで、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の配線パターンの形成方法については、公知の方法を採用することができるため、ここでは詳細な説明を省略している。
【００３５】
図７に示すように、第１の配線基板である下層側配線基板１０に電子部品である半導体素子３０を位置決めして載置する。半導体素子３０は接着剤を介して下層側配線基板１０に接着されている。半導体素子３０を載置した後、半導体素子３０の電極３２と下層側配線基板１０のボンディングパッド１２との間をボンディングワイヤ６０により接続し、半導体素子３０と下層側配線基板１０の配線パターンとを電気的に接続する。半導体素子３０の電極３２の部分にエポキシ等の樹脂７０をポッティングして、電極３２を樹脂７０により被覆する。樹脂７０はこの時点で硬化させる。
【００３６】
次に、図８に示すように、回路部品１６は下層側配線基板１０の配線パターンの露出部分にはんだにより接合される。下層側配線基板１０にはすでに半導体素子３０がワイヤボンディング接続により搭載されているが、電極３２が保護材である樹脂７０により被覆されているので、下層側配線基板１０に回路部品１６を搭載する際に、フラックスやはんだにより電極３２が侵されてしまうことがない。すなわち下層側配線基板１０と半導体素子３０の電気的接続の信頼性を維持することができる。
次に、図９に示すように、下面側に銅コア４２を有するはんだボール４０が接合された第２の配線基板である上層側配線基板２０を位置決めして下層側配線基板１０の上面に対向させた状態で載置する。はんだボール４０の径寸法は、はんだボール４０を構成する銅コア４２の径寸法が下層側配線基板１０の上面の高さ位置からボンディングワイヤ６０のワイヤループの上端面（頂点）の高さ位置までの離間距離より大きい径寸法を有するものが用いられる。
【００３７】
上層側配線基板２０が下層側配線基板１０に位置決めされて載置した後、はんだボール４０をリフローし、銅コア４２の外周を被覆しているはんだ４４を溶融させて、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０を電気的に接続する。はんだボール４０のリフローが終わった後、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の間の空間に残留したフラックス等を除去するための洗浄を行う。洗浄の薬品には酸等を用いることがあるが、半導体チップ３０の電極３２には保護材である樹脂７０が被覆されているので、半導体チップ３０の電極３２（アルミニウム製）とボンディングワイヤ６０との電気的接続の信頼性は、電極３２にボンディングワイヤ６０を接続した時と同レベルに維持するこができる。
【００３８】
次に、図１０に示すように、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０との間にエポキシ等の封止樹脂５０を注入する。封止樹脂５０の注入は、トランスファーモールドや毛細管現象を利用した流し込み方法により行うことができる。
このように、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の間は封止樹脂５０により満たされることになるので、保護材である樹脂７０により被覆されていなかったボンディングワイヤ６０は、封止樹脂５０により保護されることになる。
封止樹脂５０の注入が完了した後、図１１に示すように、下層側配線基板１０の下面側にはんだ等のバンプ１４を接合して、電子部品内蔵基板１００が完成する。
【００３９】
以上に、本発明にかかる電子部品内蔵基板１００およびこれを用いたＰＯＰ構造のパッケージについて、実施形態に基づいて詳細に説明してきたが、本願発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で各種の改変を行っても本願発明の技術的範囲に属することはいうまでもない。
例えば、以上の実施形態においては、電子部品３０として半導体素子を用いて説明しているが、電子部品３０は半導体素子に限定されるものではなく、他の電子部品を用いてもよいものはもちろんである。
【００４０】
また、第４実施形態に示したように、第１の配線基板である下層側配線基板１０と第２の配線基板である上層側配線基板２０間に複数の電子部品３０ａ，３０ｂを上下に積層させる際には、下方側の電子部品（半導体素子）３０ａと下層側配線基板１０の接続をフリップチップ接続に替えてワイヤボンディング接続にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態における電子部品内蔵基板の横断面図である。
【図２】電子部品と基板のワイヤボンディング部分の状態を示す模式図である。
【図３】第２実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
【図４】第３実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
【図５】第４実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
【図６】本発明にかかる電子部品内蔵基板を用いたＰＯＰ構造の電子部品パッケージの構造を示す横断面図である。
【図７】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図８】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図９】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図１０】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図１１】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図１２】配線基板間に電子部品を搭載し、配線基板間を樹脂により封止した電子部品内蔵基板の従来構造を示す横断面図である。
【図１３】電子部品をワイヤボンディングにより配線基板に搭載した電子部品内蔵基板の第１の改良構造を示す横断面図である。
【図１４】電子部品をワイヤボンディングにより配線基板に搭載した電子部品内蔵基板の第１の改良構造を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 下方側配線基板
１２ ボンディングパッド
１４ バンプ
１６ 回路部品
２０ 上層側配線基板
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 電子部品（半導体素子）
３２，３２ｂ 電極
４０ はんだボール
４２ 銅コア
４４ はんだ
５０ 封止樹脂
６０ ボンディングワイヤ
７０ 樹脂（保護材）
８０ アンダーフィル樹脂
１００ 電子部品内蔵基板
２００ ＰＯＰ構造パッケージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法に関し、より詳細には、電子部品内蔵基板の高さおよび平面積を縮小すると共に、電子部品と基板の電気的接続信頼性を向上させることが可能な電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高性能化に伴い、電子部品を高密度に実装した電子部品内蔵基板が開発されている。このような電子部品内蔵基板においては、図１２に示すような配線基板間に電子部品を搭載し、配線基板間を樹脂により封止した構成のものがある（例えば、特許文献１の図１）。
【特許文献１】特開２００３−３４７７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１２に示す電子部品内蔵基板は、上下の配線基板間の接続にはんだボールを用いているため、上下の配線基板を接続する前に既に搭載されている半導体素子等の電子部品がフラックス塗布、はんだボールリフロー、洗浄等の工程を経ることになり、電子部品に悪影響が及ぶ場合がある。
【０００４】
特に、半導体素子等の電子部品をワイヤボンディングにより電子部品内蔵基板に搭載しようとすると、半導体素子のボンディングパッド（アルミニウム製の電極）やボンディングワイヤが外部環境に晒されることになる。
加えて、外力によりボンディングワイヤに変形や断線が生じるおそれや、リフロー後の洗浄工程に酸性の薬品を用いた場合においては、半導体素子のボンディングパッドに腐食が生じるという課題があり、電子部品内蔵基板に半導体素子をワイヤボンディングによって搭載することが困難であるといった課題があった。
【０００５】
そこで、本発明者は、半導体素子等の電子部品をワイヤボンディングにより配線基板に搭載する第１の改良方法として、図１３，図１４に示すような構成に想到した。
図１３，図１４に示すように、配線基板１０にワイヤボンディング接続した電子部品３０のボンディングパッドである電極３２とボンディングワイヤ６０との接続部分をトランスファーモールド等によって樹脂７０で封止することにより、第１の配線基板１０に積層した第２の配線基板２０をはんだボール４０で電気的に接続する処理を行っても、電子部品３０の電極３２とボンディングワイヤ６０の接続部分の電気的接続の信頼性の確保やボンディングワイヤ６０を保護することが可能になった。この電子部品内蔵基板では、はんだボール４０による第１の配線基板１０と第２の配線基板の接続後、２つの基板１０，２０間に、封止樹脂５０を充填する。
【０００６】
しかしながら、電子部品３０全体を樹脂７０によりトランスファーモールドすると、図１３，図１４に示すように、電子部品３０の外周部および電子部品３０の上部に樹脂７０の封止部分が形成されることになり、上下の基板１０，２０間の間隔が増加し、電子部品内蔵基板１００の小型化（薄型化）を阻害する原因になるといった課題がある。また、上下の配線基板１０，２０間の離間距離が増えるため、上下の配線基板１０，２０間を接続する際に用いるはんだボール４０の径寸法を大きくしなければならず、はんだボール４０の設置エリアの増大により、電子部品内蔵基板１００の小型化（平面積の縮小）が困難になるといった課題もある。
【０００７】
そこで本発明は、電子部品のワイヤボンディング部（接続部）の保護材の被覆範囲を最小限に留めることにより、電子部品側の接続部を確実に保護しつつも、平面寸法（平面積）や高さ寸法を大幅に縮小することが可能な電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、少なくとも２枚の配線基板間に電子部品が配設され、前記配線基板の少なくとも一方側と前記電子部品が電気的に接続されていると共に、前記配線基板どうしが電気的に接続され、かつ、前記配線基板間が樹脂封止されている電子部品内蔵基板であって、前記配線基板の一方側に形成されたボンディングパッドと前記電子部品の電極はボンディングワイヤにより電気的に接続されていて、少なくとも前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部が保護材により被覆されていることを特徴とする電子部品内蔵基板である。
【０００９】
また、前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部は、前記ボンディングワイヤと前記配線基板の一方側の接続部と、前記ボンディングワイヤにより形成されるワイヤループの頂点部分が露出した状態で前記保護材により被覆されていることを特徴とする。これにより、保護材による被覆範囲を最小限に留めることができるため、電子部品内蔵基板の厚さおよび平面寸法を縮小し、電子部品内蔵基板を小型化することができる。
【００１０】
また、前記基板どうしの電気的接続には、はんだボールが用いられていることを特徴とする。
また、前記はんだボールは、コアとなる導体からなる球状体の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールであることを特徴とする。
これらにより、上下基板間を確実に接続することができる。また銅材のような導体からなる球状体をコアに持つはんだボールを用いることにより、はんだボールをリフローさせた後であっても、導体であるコアが残ることで上下基板の離間距離を一定に保ちながら電気的接続をとることができ、薄肉構造であっても平坦度の高い電子部品内蔵基板を提供することができる。
【００１１】
また、他の発明は、第１の配線基板の所定箇所に電子部品を搭載する工程と、前記第１の配線基板に形成されたボンディングパッドと前記電子部品の電極をボンディングワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、少なくとも前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部を保護材により被覆する工程と、前記第１の配線基板とは別体に形成した第２の配線基板の片側面を、前記電子部品を搭載した前記第１の配線基板の一面側と対向するように、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とを積層すると共に、前記両配線基板をはんだボールをリフローさせることによって電気的に接続する工程と、前記はんだボールをリフローした後、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板間を洗浄する工程と、前記第１の配線基板および前記第２の配線基板間を樹脂封止する工程を有することを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法である。
【００１２】
また、前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部を保護材により被覆する工程において、前記ボンディングワイヤと前記第１の配線基板のボンディングパッドとの接続部と、前記ボンディングワイヤにより形成されるワイヤループの頂点部分を露出させた状態で前記保護材で被覆することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる電子部品内蔵基板および電子部品内蔵基板の製造方法によれば、平面寸法（平面積）および基板高さを大幅に縮小することが可能になる。また、電気的接続信頼性が高く小型な電子部品内蔵基板を低コストで提供することが可能になる。さらにはトランスファーモールドの金型の製作負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明にかかる電子部品内蔵基板の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態における電子部品内蔵基板の横断面図である。図２は、電子部品と配線基板のワイヤボンディング部分の状態を示す模式図である。
【００１５】
本実施の形態における電子部品内蔵基板１００は、２枚の配線基板１０，２０の間に電子部品３０を搭載し、第１の配線基板である下層側配線基板１０と第２の配線基板である上層側配線基板２０がはんだボール４０により電気的に接続されている。また、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の間には封止樹脂５０が注入されている。下層側配線基板１０に形成されたボンディングパッド１２と電子部品３０に形成された電極３２はボンディングワイヤ６０により電気的に接続されている。本図面においては、配線基板１０，２０の表面に形成されている配線の表示を省略している。
【００１６】
下層側配線基板１０の下面側にははんだなどに代表されるバンプ１４が接合されている。一方下層側配線基板１０の上面側にはチップキャパシタやチップレジスタ、インダクタ等といった回路部品１６の他、半導体チップ等の電子部品３０が載置されている。回路部品１６は下層側配線基板１０の配線（図示せず）にはんだ付けにより取り付けられている。電子部品３０は接着剤により下層側配線基板１０に取り付けられた後、金ワイヤからなるボンディングワイヤ６０により電極３２と下層側配線基板１０のボンディングパッド１２にワイヤボンディングされている。
【００１７】
下層側配線基板１０に設けられているボンディングパッド１２は通常、銅からなるパッドに金メッキを施すことにより形成されている。また、電子部品３０に設けられている接続部である電極３２はアルミパッドにより形成されている。
下層側配線基板１０には、上層側配線基板２０が載置され、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０はそれぞれの表面に形成された配線パターン（図示せず）と、はんだボール４０により電気的に接続されている。本実施形態においては、導体である銅材からなる球状体に形成された銅コア４２の外表面をはんだ４４で被覆した銅コア入りのはんだボール４０が用いられている。はんだボール４０のはんだ４４をリフローさせることにより、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０が銅コア４２により電気的に接続されるのである。下層側配線基板１０と上層側配線基板２０は少なくとも銅コア４２の径寸法離間した状態で接続されることになる。
【００１８】
また、ここでは、銅コア４２を有するはんだボール４０をリフローさせた後であっても、説明の便宜上、銅コア４２の外周がはんだ４４に覆われている状態で示しているが、実際の銅コア４２を有するはんだボール４０をリフローさせると、銅コア４２とはんだ４４は同心球状にはならないのは言うまでもない。
【００１９】
はんだボール４０のはんだ４４が溶融すると、下層側配線基板１０の上面と電子部品３０の上面および側面と、上層側配線基板２０の下面がはんだ４４に含まれていたフラックス等により汚染されてしまう。また、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の間には、電子部品内蔵基板１００の機械的強度を具備させるためと、電子部品３０や回路部品１６の保護のために封止樹脂５０を注入する必要がある。ここで、下層側配線基板１０と電子部品３０と上層側配線基板２０に封止樹脂５０を確実に接着させるため、はんだボール４０のリフロー後に、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０間の洗浄を行う必要がある。この際、フラックス等の除去には酸が用いられることがあるため、半導体チップなどの電子部品３０に設けられている電極３２のアルミニウムが侵されてしまうおそれがある。そこで電子部品３０の電極３２を保護する必要がある。
【００２０】
本実施形態においては、電子部品３０の電極３２と、下層側配線基板１０のボンディングパッド１２と、のワイヤボンディングが完了した後、下層側配線基板１０に上層側配線基板２０を積層する前に、電子部品３０の電極３２を保護材である樹脂７０で被覆することを特徴としている。
樹脂７０は、図１、図２に示すように、電子部品３０の上面側（電極３２の形成面）において、少なくとも電極３２部分を含む領域を被覆している。樹脂７０による被覆部分の形成はエポキシ等の樹脂のポッティングにより行われる。樹脂７０で被覆部分を形成する際に、ボンディングワイヤ６０により形成されたワイヤループの上端部（頂点）を含む所定部分および下層側配線基板１０のボンディングパッド１２との接続部分を樹脂７０から露出させた状態にすると好適である。これにより、樹脂７０の被覆部分の高さ寸法および平面寸法を小さくすることができ、電子部品内蔵基板１００の小型化に好都合である。また、下層側配線基板１０のボンディングパッド１２およびボンディングワイヤ６０は金により形成されているため、外部環境に晒されることによる接続部分の劣化や、洗浄に酸等の薬品を用いた場合であっても、ワイヤボンディング部分が侵されるおそれが無いからである。
【００２１】
このように、電子部品３０の電極３２を、薬品に耐性を有する樹脂７０からなる保護材で被覆しているので、酸等の強力な洗浄液を用いて配線基板間の洗浄処理を行ったとしても、電極３２とボンディングワイヤ６０との電気的接続の信頼性を維持することができる。
また、電極３２とボンディングワイヤ６０との接続の機械的強度も向上できる。保護材である樹脂７０は電子部品３０の電極３２を含む最小限の範囲（高さ方向および幅方向）を被覆しているだけであるので、従来のトランスファーモールドにより形成された樹脂の高さ方向や平面方向の大きさに比べて大幅に高さ寸法および幅寸法を小さくすることができる。
【００２２】
同様の理由により、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の対向面どうしの離間距離をワイヤループの高さで規定することができるので、はんだボール４０の径寸法を小さくすることができる。このように小径のはんだボール４０を用いることにより、電子部品内蔵基板１００の厚さ寸法を薄くすることができると共に、はんだボール４０の配設ピッチを狭くすることができるため面積を小さくすることができる。
さらには、樹脂７０の幅寸法（平面積）が小さくなることにより、はんだボール４０を電子部品３０に近い位置に配設することができるので、電子部品内蔵基板１００全体としての面積をさらに小さくすることができる。
【００２３】
また、ボンディングワイヤ６０の全体を保護材である樹脂７０により被覆すれば、電子部品内蔵基板１００の板厚寸法や平面寸法の小型化が若干阻害されるものの、下層側基板１０と上層側基板２０の間を封止樹脂５０で封止するまでの間に、ボンディングワイヤ６０の変形や断線等の事故から保護することができ、ワイヤボンディングによる電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
このように、電子部品内蔵基板１００において電子部品３０の電極３２を含む最小限範囲を樹脂７０により保護することで、第１の配線基板である下層側配線基板１０と電子部品３０との電気的接続の信頼性を低下させることなく、第２の配線基板である上層側配線基板２０を積層することができる。また、電子部品内蔵基板１００の板厚や面積を大幅に小さくすることができる。本実施の形態においては、ボンディングワイヤ６０のほとんどの部分が樹脂７０からはみ出した状態になっているが、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０との間には封止樹脂５０が注入されるので、ボンディングワイヤ６０は封止樹脂５０により封止され、ボンディングワイヤ６０を充分に保護することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
図３は本発明にかかる第２実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。本実施形態は、３枚の配線基板１０ａ，１０ｂ，１０ｃを板厚方向に積層し、各配線基板間１０ａ，１０ｂおよび１０ｂ，１０ｃの間に電子部品である半導体素子３０ａ，３０ｂを搭載すると共に、ワイヤボンディング接続し、各配線基板間１０ａ，１０ｂおよび１０ｂ，１０ｃの間をはんだボール４０により電気的に接続し、各配線基板間１０ａ，１０ｂおよび１０ｂ，１０ｃの間に封止樹脂５０を封止した電子部品内蔵基板１００である。図示するように、電子部品内蔵基板１００の最上部に配設された配線基板１０ｃの上面には、半導体素子３０ｃを搭載し、回路部品１６を配設することもできる。図３においては、半導体素子３０ｃは配線基板１０ｃの上面にフリップチップ接続されているが、フリップチップ接続に替えてワイヤボンディング接続を採用しても良い。
【００２６】
半導体素子３０ａ，３０ｂはそれぞれ配線基板１０ａ，１０ｂにワイヤボンディング接続することにより配線基板１０ａ，１０ｂに電気的に接続されている。少なくとも電子部品３０ａ，３０ｂの電極３２とボンディングワイヤ６０の接続部分は、保護材である樹脂７０をポッティングすることにより被覆されている。
【００２７】
配線基板１０ｃの上面に配設された回路部品１６ははんだにより接続されている。フリップチップ接続された半導体素子３０ｃと回路基板１０ｃの間には、アンダーフィル樹脂８０が注入されている。
【００２８】
（第３実施形態）
図４は本発明にかかる第３実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
本実施形態は、第１実施形態で説明した電子部品内蔵基板１００の上層側配線基板２０の上面に半導体素子３０ｂを搭載し、半導体素子３０ｂを上層側配線基板２０にワイヤボンディング接続し、封止樹脂５０により半導体素子３０ｂを封止したものである。
【００２９】
本形態を採用する場合には、上層側基板２０上面に半導体素子３０ｂを搭載し、ワイヤボンディングした後、封止樹脂５０により封止し、上層側配線基板２０の下面にはんだボール４０を予め接合した状態としておくことができる（換言すれば、既存のＢＧＡタイプの半導体装置を利用することができる）。半導体素子３０ａがワイヤボンディング接続され、半導体素子３０ａの電極３２部分を樹脂７０により保護した状態とした下層側配線基板１０の上面に、ＢＧＡタイプの半導体装置に造りこんでおいた上層側配線基板２０を積層すれば良い。はんだボール４０をリフローし、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０との電気的接続を取った後、下層側基板１０と上層側配線基板２０の間にエポキシ等の封止樹脂５０を注入し封止すれば、図４に示す電子部品内蔵基板１００が完成する。
本実施形態によれば、既に提供されているＢＧＡタイプの半導体装置の基板を上層側配線基板２０として利用することができ、高密度の電子部品内蔵基板１００を提供することが可能である。
【００３０】
（第４実施形態）
図５は本発明にかかる第４実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。より具体的には、図１４の電子部品内蔵基板に本発明を適用した電子部品内蔵基板の状態を示した模式図である。本実施形態においては、第１実施形態ですでに説明した各部材番号を用いることにより詳細な説明は省略する。
本実施形態における電子部品内蔵基板１００は、下層側配線基板１０に第１の半導体素子３０ａがフリップチップ接続され、第１の半導体素子３０ａの上面に第２の半導体素子３０ｂをスタックし、第２の半導体素子３０ｂの電極３２ｂと下層側配線基板１０のボンディングパッド１２とがワイヤボンディング接続されている。第１の半導体素子３０ａと第２の半導体素子３０ｂとは接着剤により接続されている。
【００３１】
図５に示すように、第１の半導体素子３０ａは下層側配線基板１０に、はんだ等のバンプ３６によりフリップチップ接続させた後にアンダーフィル樹脂８０が注入されているので、はんだボール４０により配線基板１０，２０間の接続をした後の洗浄工程を経ても下層側配線基板１０と第１の半導体素子３０ａの接続部の電気的信頼性が低下することはない。第２の半導体素子３０ｂの電極３２ｂ部分がアルミニウムパッド等の薬品耐性の低い材料である場合には、先の実施形態と同様に薬品耐性を有する樹脂７０で電極３２ｂ部分を被覆する必要がある。本実施形態においては、保護材である樹脂７０をポッティングすることにより、第２の半導体素子３０ｂの電極３２ｂとボンディングワイヤ６０の接続部分を含む第２の半導体素子３０ｂの上面部分の一部を被覆している。樹脂７０のポッティング量によっては、図５に示すように、樹脂７０が半導体素子３０ｂの上面だけでなく、側面も被覆することがある。
【００３２】
この場合においても、第２の半導体素子３０ｂの電極３２ｂに接続されているボンディングワイヤ６０により形成されるワイヤループの頂点部分と下層側配線基板１０のボンディングパッド１２部分を樹脂７０から露出させた状態としておけば、樹脂７０の高さ方向の寸法を小さくすることができ、電子部品内蔵基板１００の薄型化に貢献することは先の実施形態と同様である。
【００３３】
（第５実施形態）
以上の実施形態は、電子部品内蔵基板１００について説明しているが、本発明は、電子部品内蔵基板１００以外にも、電子部品を内蔵したＰＯＰ構造の電子部品パッケージ２００にも適用することができる。図６は本発明にかかる電子部品内蔵基板を用いたＰＯＰ構造の電子部品パッケージの構造を示す横断面図である。このようなＰＯＰ構造の電子部品パッケージ２００は、第４実施形態で説明した電子部品内蔵基板（半導体パッケージ）１００Ａ，１００Ｂを板厚方向に積層することにより形成したものである。
本実施形態を採用することにより、板厚方向の寸法および平面寸法が大幅に小型化され、電気的接続の信頼性の高いＰＯＰ構造の電子部品パッケージ２００を提供することができる。
【００３４】
（電子部品内蔵基板の製造方法）
次に、第１実施形態における電子部品内蔵基板１００の製造方法について説明する。図７〜図１１は、電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。ここで、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の配線パターンの形成方法については、公知の方法を採用することができるため、ここでは詳細な説明を省略している。
【００３５】
図７に示すように、第１の配線基板である下層側配線基板１０に電子部品である半導体素子３０を位置決めして載置する。半導体素子３０は接着剤を介して下層側配線基板１０に接着されている。半導体素子３０を載置した後、半導体素子３０の電極３２と下層側配線基板１０のボンディングパッド１２との間をボンディングワイヤ６０により接続し、半導体素子３０と下層側配線基板１０の配線パターンとを電気的に接続する。半導体素子３０の電極３２の部分にエポキシ等の樹脂７０をポッティングして、電極３２を樹脂７０により被覆する。樹脂７０はこの時点で硬化させる。
【００３６】
次に、図８に示すように、回路部品１６は下層側配線基板１０の配線パターンの露出部分にはんだにより接合される。下層側配線基板１０にはすでに半導体素子３０がワイヤボンディング接続により搭載されているが、電極３２が保護材である樹脂７０により被覆されているので、下層側配線基板１０に回路部品１６を搭載する際に、フラックスやはんだにより電極３２が侵されてしまうことがない。すなわち下層側配線基板１０と半導体素子３０の電気的接続の信頼性を維持することができる。
次に、図９に示すように、下面側に銅コア４２を有するはんだボール４０が接合された第２の配線基板である上層側配線基板２０を位置決めして下層側配線基板１０の上面に対向させた状態で載置する。はんだボール４０の径寸法は、はんだボール４０を構成する銅コア４２の径寸法が下層側配線基板１０の上面の高さ位置からボンディングワイヤ６０のワイヤループの上端面（頂点）の高さ位置までの離間距離より大きい径寸法を有するものが用いられる。
【００３７】
上層側配線基板２０が下層側配線基板１０に位置決めされて載置した後、はんだボール４０をリフローし、銅コア４２の外周を被覆しているはんだ４４を溶融させて、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０を電気的に接続する。はんだボール４０のリフローが終わった後、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の間の空間に残留したフラックス等を除去するための洗浄を行う。洗浄の薬品には酸等を用いることがあるが、半導体チップ３０の電極３２には保護材である樹脂７０が被覆されているので、半導体チップ３０の電極３２（アルミニウム製）とボンディングワイヤ６０との電気的接続の信頼性は、電極３２にボンディングワイヤ６０を接続した時と同レベルに維持するこができる。
【００３８】
次に、図１０に示すように、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０との間にエポキシ等の封止樹脂５０を注入する。封止樹脂５０の注入は、トランスファーモールドや毛細管現象を利用した流し込み方法により行うことができる。
このように、下層側配線基板１０と上層側配線基板２０の間は封止樹脂５０により満たされることになるので、保護材である樹脂７０により被覆されていなかったボンディングワイヤ６０は、封止樹脂５０により保護されることになる。
封止樹脂５０の注入が完了した後、図１１に示すように、下層側配線基板１０の下面側にはんだ等のバンプ１４を接合して、電子部品内蔵基板１００が完成する。
【００３９】
以上に、本発明にかかる電子部品内蔵基板１００およびこれを用いたＰＯＰ構造のパッケージについて、実施形態に基づいて詳細に説明してきたが、本願発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で各種の改変を行っても本願発明の技術的範囲に属することはいうまでもない。
例えば、以上の実施形態においては、電子部品３０として半導体素子を用いて説明しているが、電子部品３０は半導体素子に限定されるものではなく、他の電子部品を用いてもよいものはもちろんである。
【００４０】
また、第４実施形態に示したように、第１の配線基板である下層側配線基板１０と第２の配線基板である上層側配線基板２０間に複数の電子部品３０ａ，３０ｂを上下に積層させる際には、下方側の電子部品（半導体素子）３０ａと下層側配線基板１０の接続をフリップチップ接続に替えてワイヤボンディング接続にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態における電子部品内蔵基板の横断面図である。
【図２】電子部品と基板のワイヤボンディング部分の状態を示す模式図である。
【図３】第２実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
【図４】第３実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
【図５】第４実施形態における電子部品内蔵基板の構造を示す横断面図である。
【図６】本発明にかかる電子部品内蔵基板を用いたＰＯＰ構造の電子部品パッケージの構造を示す横断面図である。
【図７】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図８】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図９】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図１０】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図１１】電子部品内蔵基板を製造する際の各工程における状態を示した説明断面図である。
【図１２】配線基板間に電子部品を搭載し、配線基板間を樹脂により封止した電子部品内蔵基板の従来構造を示す横断面図である。
【図１３】電子部品をワイヤボンディングにより配線基板に搭載した電子部品内蔵基板の第１の改良構造を示す横断面図である。
【図１４】電子部品をワイヤボンディングにより配線基板に搭載した電子部品内蔵基板の第１の改良構造を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 下方側配線基板
１２ ボンディングパッド
１４ バンプ
１６ 回路部品
２０ 上層側配線基板
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 電子部品（半導体素子）
３２，３２ｂ 電極
４０ はんだボール
４２ 銅コア
４４ はんだ
５０ 封止樹脂
６０ ボンディングワイヤ
７０ 樹脂（保護材）
８０ アンダーフィル樹脂
１００ 電子部品内蔵基板
２００ ＰＯＰ構造パッケージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２枚の配線基板間に電子部品が配設され、前記配線基板の少なくとも一方側と前記電子部品が電気的に接続されていると共に、前記配線基板どうしが電気的に接続され、かつ、前記配線基板間が樹脂封止されている電子部品内蔵基板であって、
前記配線基板の一方側に形成されたボンディングパッドと前記電子部品の電極はボンディングワイヤにより電気的に接続されていて、
少なくとも前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部が保護材により被覆されていることを特徴とする電子部品内蔵基板。
【請求項２】
前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部は、前記ボンディングワイヤと前記配線基板の一方側の接続部と、前記ボンディングワイヤにより形成されるワイヤループの頂点部分が露出した状態で前記保護材により被覆されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品内蔵基板。
【請求項３】
前記配線基板どうしの電気的接続には、はんだボールが用いられていることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品内蔵基板。
【請求項４】
前記はんだボールは、コアとなる導体からなる球状体の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールであることを特徴とする請求項３記載の電子部品内蔵基板。
【請求項５】
第１の配線基板の所定箇所に電子部品を搭載する工程と、
前記第１の配線基板に形成されたボンディングパッドと前記電子部品の電極をボンディングワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、
少なくとも前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部を保護材により被覆する工程と、
前記第１の配線基板とは別体に形成した第２の配線基板の片側面を、前記電子部品を搭載した前記第１の配線基板の一面側と対向するように、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とを積層すると共に、前記両配線基板をはんだボールをリフローさせることによって電気的に接続する工程と、
前記はんだボールをリフローした後、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板間を洗浄する工程と、
前記第１の配線基板および前記第２の配線基板間を樹脂封止する工程を有することを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法。
【請求項６】
前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部を保護材により被覆する工程において、
前記ボンディングワイヤと前記第１の配線基板のボンディングパッドとの接続部と、前記ボンディングワイヤにより形成されるワイヤループの頂点部分を露出させた状態で前記保護材で被覆することを特徴とする請求項５記載の電子部品内蔵基板の製造方法。
【請求項１】
少なくとも２枚の配線基板間に電子部品が配設され、前記配線基板の少なくとも一方側と前記電子部品が電気的に接続されていると共に、前記配線基板どうしが電気的に接続され、かつ、前記配線基板間が樹脂封止されている電子部品内蔵基板であって、
前記配線基板の一方側に形成されたボンディングパッドと前記電子部品の電極はボンディングワイヤにより電気的に接続されていて、
少なくとも前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部が保護材により被覆されていることを特徴とする電子部品内蔵基板。
【請求項２】
前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部は、前記ボンディングワイヤと前記配線基板の一方側の接続部と、前記ボンディングワイヤにより形成されるワイヤループの頂点部分が露出した状態で前記保護材により被覆されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品内蔵基板。
【請求項３】
前記配線基板どうしの電気的接続には、はんだボールが用いられていることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品内蔵基板。
【請求項４】
前記はんだボールは、コアとなる導体からなる球状体の外表面にはんだを被覆することにより形成されたコア入りはんだボールであることを特徴とする請求項３記載の電子部品内蔵基板。
【請求項５】
第１の配線基板の所定箇所に電子部品を搭載する工程と、
前記第１の配線基板に形成されたボンディングパッドと前記電子部品の電極をボンディングワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、
少なくとも前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部を保護材により被覆する工程と、
前記第１の配線基板とは別体に形成した第２の配線基板の片側面を、前記電子部品を搭載した前記第１の配線基板の一面側と対向するように、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とを積層すると共に、前記両配線基板をはんだボールをリフローさせることによって電気的に接続する工程と、
前記はんだボールをリフローした後、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板間を洗浄する工程と、
前記第１の配線基板および前記第２の配線基板間を樹脂封止する工程を有することを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法。
【請求項６】
前記電子部品の電極と前記ボンディングワイヤとの接続部を保護材により被覆する工程において、
前記ボンディングワイヤと前記第１の配線基板のボンディングパッドとの接続部と、前記ボンディングワイヤにより形成されるワイヤループの頂点部分を露出させた状態で前記保護材で被覆することを特徴とする請求項５記載の電子部品内蔵基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−１５３４９２（Ｐ２００８−１５３４９２Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４１００４（Ｐ２００６−３４１００４）
【出願日】平成１８年１２月１９日（２００６．１２．１９）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１９日（２００６．１２．１９）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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