專利名稱：具有內(nèi)置半導體芯片的電路板以及制造該電路板的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電路板，該電路板包括具有布線構件的絕緣構件以及內(nèi)置于絕緣構件中的半導體芯片，并且還涉及一種制造電路板的方法。
背景技術：
JP-A-2009-272435公開了一種具有內(nèi)置半導體芯片的電路板以及制造電路板的方法。內(nèi)置于電路板中的半導體芯片具有從其前側延伸到其背側的通孔電極。在半導體芯片的前側上形成有凸塊，背側端子在半導體芯片的背側上形成并且連接到通孔電極。凸塊以及背側端子連接到半導體芯片的集成電路并且充當電極。半導體芯片以倒裝芯片方式通過凸塊被安裝到由玻璃增強樹脂制成的芯體基板上。芯體基板中形成有具有接線端子的電路。芯體基板的接線端子通過超聲波接合連接到半導體芯片的凸塊。底部填充材料位于芯體基板與半導體芯片之間。芯體基板上形成有由玻璃增強纖維制成的預浸材料層。預浸材料層具有開口，半導體芯片位于該開口中。在預浸材料層、半導體芯片以及芯體基板的背側上形成有布線層。預浸材料層以及半導體芯片上的布線層連接到半導體芯片的背側端子，并且芯體基板背側上的布線層連接到芯體基板的電路。電路板由以下方法制造而成。首先，制備硅基半導體芯片，該芯片的前側上設有金柱形凸塊(金球凸點)以及背側上設有鋁端子。鋁端子連接到基板中的通孔電極。此外， 制備具有接線端子的芯體基板。隨后，半導體芯片的柱形凸塊通過超聲波接合連接到芯體基板的接線端子。隨后， 在芯體基板與半導體芯片之間注入底部填充材料并且該材料在熱量下進行硬化。此外，半導體芯片的背側端子上形成銅柱形凸塊。接下來，具有開口的預浸材料層在芯體基板的表面上層疊并且在壓力和熱量下進行硬化。隨后，在芯體基板的各個側面上形成布線層。JP 2007-A-3M550公開了一種制造電路板的方法，該電路板具有內(nèi)置電子元件。在該方法中，樹脂層進行層疊以形成層疊主體，在層疊主體中設有電子元件，所述樹脂層包括表面上具有導體圖案的層以及具有填充導電膏的通孔的層。隨后，從兩個側面向?qū)盈B主體施加熱量及壓力，從而使得樹脂層的熱塑性樹脂能夠軟化。由此，層疊主體的樹脂層一次性地結合在一起，從而使得電子元件能夠被密封及封裝到層疊主體中。同時，通孔中的導電膏被燒結到層間連接構件中，該層間連接構件充當用于連接導體圖案的電極。根據(jù)JP 2007-A-324550中公開的方法，通過向?qū)盈B主體施加熱量和壓力，內(nèi)部具有電子元件的層疊主體一次性地形成于電路板中。由此，制造過程得以簡化，從而使得制造時間能夠被縮短。
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近年來，在半導體芯片設計領域，趨勢是電極被設置成微小間距(即窄間距)， 從而提高芯片集成度、提高芯片速度以及減小芯片尺寸。假定裸半導體芯片通過JP 2007-A-324550中公開的方法以倒裝芯片方式進行安裝，那么需要形成具有極小直徑(例如，幾微米到幾十微米)的通孔，以獲得微小間距配置以及確保相鄰層間連接構件之間的電絕緣。形成這種小通孔以及利用導電膏填充小通孔是困難的。此外，通孔越小，通孔中導電膏的量變得越小。結果是，層間連接構件與導體圖案之間的電連接的可靠性將會降低。例如，在半導體芯片的電極上形成柱形凸塊，并且通過將柱形凸塊連接到基板的焊盤從而將半導體芯片安裝到基板上。在這種情況下，為了防止相鄰電極發(fā)生短路，需要通過如JP-A-2009-27M37中公開的固相擴散接合將柱形凸塊連接到焊盤。假定上面的傳統(tǒng)方法被組合以簡化制造工藝，那么在向?qū)盈B主體施加熱量和壓力期間應力會集中到固相柱形凸塊上，該層疊主體內(nèi)部設有半導體芯片。由此，半導體芯片可能由于集中應力而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明的目的是提供一種電路板，該電路板包括具有布線構件的絕緣構件以及內(nèi)置到絕緣構件中的半導體芯片。本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造電路板的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種制造電路板的方法包括準備步驟、層疊步驟以及熱量/壓力施加步驟。在準備步驟中，準備半導體芯片和多個樹脂層。半導體芯片在第一側面上具有第一電極，并且在與第一側面相反的第二側面上具有第二電極。第一電極具有柱形凸塊(stud bump)。樹脂層包括熱塑性樹脂層。樹脂層具有第一樹脂層、第二樹脂層以及第三樹脂層。第一樹脂層具有導體圖案(印刷電路)，該導體圖案具有焊盤(pad)。第二樹脂層由熱塑性樹脂制成。第三樹脂層由熱塑性樹脂制成并且具有充滿導電膏的通孔。在層疊步驟中，樹脂層和半導體芯片以使熱塑性樹脂層至少交替設置的方式層疊，以形成層疊主體。在熱量/壓力施加步驟中，壓力和熱量施加到層疊主體，以一次性地將樹脂層一起結合到單個絕緣構件中，從而使得半導體芯片被封裝到絕緣構件中以形成電路板。在層疊步驟中，第一樹脂層以使第一樹脂層的焊盤通過第二樹脂層面對半導體芯片的柱形凸塊的方式設置。在層疊步驟中，第三樹脂層以使第三樹脂層的通孔中的導電膏面對半導體芯片的第二電極的方式設置。在熱量/壓力施加步驟中，第一電極和柱形凸塊通過固相擴散接合而接合到一起，并且第一樹脂層的焊盤和柱形凸塊通過固相擴散接合而接合到一起。此外， 在熱量/壓力施加步驟中，第三樹脂層的第二電極與導電膏通過液相擴散接合而接合到一起，從而使得導電膏能夠被燒結。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種電路板包括絕緣構件、半導體芯片、以及布線構件。絕緣構件具有熱塑性樹脂部。半導體芯片的第一側面上具有第一電極，與第一側面相反的第二側面上具有第二電極。半導體芯片由熱塑性樹脂部封裝。布線構件位于絕緣構件中并且與第一電極和第二電極電連接。布線構件包括具有焊盤的導體圖案、位于通孔中的層間連接構件、以及用于連接焊盤和第一電極的連接部。第一擴散層位于第一電極與連接部之間的界面處。第二擴散層位于焊盤與連接部之間的界面處。第三擴散層位于第二電極與層間連接構件之間的界面處。與第二電極電連接的層間連接構件的至少一種元素具有低于熱塑性樹脂部的玻璃轉(zhuǎn)化點的熔點。連接部由熔點高于熱塑性樹脂部的熔點的材料制成。


通過接下來參考附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述及其它目的、特征及優(yōu)點將會變得更加明顯，在附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電路板的示意圖；圖2是示出了根據(jù)第一實施例的準備步驟的示意圖；圖3A-3D是示出了根據(jù)第一實施例的倒裝芯片安裝步驟的示意圖；圖4是示出了圖IBB的俯視圖的示意圖；圖5是示出了根據(jù)第一實施例的層疊步驟的示意圖；圖6是示出了根據(jù)第一實施例的熱量/壓力施加步驟的示意圖；圖7是示出了圖1的局部放大視圖的示意圖；圖8是示出了在根據(jù)第一實施例的倒裝芯片安裝步驟之前的柱形凸塊的示意圖；圖9是示出了在根據(jù)第一實施例的倒裝芯片安裝步驟之后以及熱量/壓力施加步驟之前的柱形凸塊(連接構件)的示意圖；圖10是示出了在根據(jù)第一實施例的熱量/壓力施加步驟之后的柱形凸塊(連接構件)的示意圖；圖11是示出了圖10中由虛線所包圍的部分的放大視圖的示意圖；圖12是示出了對比示例的示意圖，其中電路板在沒有壓力施加的情況下形成；圖13是示出了在熱量/壓力施加步驟之后的柱形凸塊(連接構件)的示意圖；圖14是示出了圖13的局部放大視圖的示意圖；圖15A是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例、接合到基板的第二樹脂層的俯視圖的示意圖，以及圖15B是示出了沿著圖15A中的線XVB-XVB截取的橫截面視圖的示意圖；圖16A是示出了根據(jù)第二實施例的變型、接合到基板的第二樹脂層的俯視圖的示意圖，以及圖16B是示出了沿著圖16A中的線XVIB-XVIB截取的橫截面視圖的示意圖；圖17是示出了根據(jù)本發(fā)明的變型的電路板的示意圖；圖18是示出了圖17的仰視圖的示意圖；圖19A-19C是示出了根據(jù)本發(fā)明的變型的制造步驟的示意圖；以及圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明的變型、在熱量/壓力施加步驟期間導電膏狀態(tài)改變的示意圖。
具體實施例方式下面參考附圖描述本發(fā)明的實施例。在根據(jù)該實施例的制造電路板的方法中，執(zhí)行下面的兩個步驟。1)將具有柱形凸塊的半導體芯片(裸IC芯片)以倒裝芯片方式安裝到基板上的步驟，該基板形成有第一樹脂層，該第一樹脂層具有通過第二樹脂層的焊盤，該第二樹脂層由熱塑性樹脂制成。2)通過圖案化預浸材料鋪疊工藝(PALAP)封裝基板的步驟，其中半導體芯片安裝在該基板上，PALAP由株式會社電裝研發(fā)。PALAP是株式會社電裝的注冊商標。本發(fā)明的主要特征在于上述步驟中柱形凸塊與焊盤之間的連接狀態(tài)。(第一實施例)下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電路板10。電路板10包括絕緣構件20、導體圖案30、層間連接構件40、半導體芯片50、以及散熱片60。導體圖案30和層間連接構件40設置在絕緣構件20中。半導體芯片50被埋入到絕緣構件20中，從而使得半導體芯片50能夠被內(nèi)置到絕緣構件20中。絕緣構件20由電絕緣材料制成。在圖1所示的示例中，絕緣構件20支承導體圖案30、層間連接構件40、半導體芯片50、以及散熱片60，從而使得它們能夠被定位到適當?shù)奈恢?。此外，絕緣構件20將半導體芯片50保持在內(nèi)部，從而使得半導體芯片50能夠得到保護。絕緣構件20主要由包含熱塑性樹脂的樹脂制成。絕緣構件20包括樹脂層，該樹脂層包括熱塑性樹脂。樹脂層被層疊并且在壓力及熱量下一起結合到絕緣構件20中。如后面詳細所述，包含在絕緣構件20中的熱塑性樹脂充當粘結劑和密封劑。在絕緣構件20中，熱塑性樹脂層至少交替地設置。例如，假定絕緣構件20包括熱硬化性樹脂層，那么絕緣構件20的樹脂層進行層疊，從而使得每個熱硬化性樹脂層都能夠被夾在相鄰的熱塑性樹脂層之間。應注意的是，絕緣構件20可僅僅由熱塑性樹脂層形成。如后面詳細所述，熱塑性樹脂層可以不包含任何無機材料，例如玻璃纖維或者芳綸。可選擇地，熱塑性樹脂層可以包含這種無機材料。同樣地，熱硬化性樹脂層可以不包含任何無機材料，例如玻璃纖維或芳綸。可選擇地，熱硬化性樹脂層可以包含這種無機材料。根據(jù)第一實施例，如圖1中所示，絕緣構件20包含在彼此頂部層疊(或堆疊)的 8個樹脂層。具體地，絕緣層20包括以下述順序?qū)盈B的熱硬化性樹脂層21a、熱塑性樹脂層 22a、熱硬化性樹脂層21b、熱塑性樹脂層22b、熱硬化性樹脂層21c、熱塑性樹脂層22c、熱硬化性樹脂層21d、以及熱塑性樹脂層22d。由此，在絕緣構件20中，熱硬化性樹脂層與熱塑性樹脂層交替。熱硬化性樹脂層21a的外表面限定出絕緣構件20的第一表面20a，熱塑性樹脂層22d的外表面限定出絕緣構件20的第二表面20b。從第一表面20a到第二表面20b 的方向是絕緣構件20的厚度方向。垂直于厚度方向的方向是絕緣構件20的表面方向。例如，熱硬化性樹脂層21a_21d中的每一個可以是不包含無機材料、例如玻璃纖維的熱硬化性聚酰亞胺(PID)薄膜。熱塑性樹脂層22a-22d中的每一個可以是不包含無機材料、例如玻璃纖維以及用于線性膨脹系數(shù)調(diào)節(jié)的無機填料的樹脂薄膜。例如，熱塑性樹脂層22a-22d中的每一個可以是包含30%重量百分比的聚醚醚酮(PEEK)以及70%重量百分比的聚醚酰亞胺(PEI)的樹脂薄膜。熱硬化性樹脂層21b對應于安裝半導體芯片50的第一樹脂層(作為基板)。熱塑性樹脂層22b對應于用于填充熱硬化性樹脂層21b與半導體芯片50之間的間隙的第二樹脂層。熱塑性樹脂層22c對應于用于與熱硬化性樹脂層21b —起封裝半導體芯片50的第
三樹脂層。導體圖案30通過圖案化導電箔而形成。導體圖案30充當電布線構件，用于電連接半導體芯片50和外部電路。此外，導體圖案30可充當熱布線構件，用于將來自于半導體芯片50的熱量釋放到絕緣構件20的外部。
層間連接構件40包括通孔(穿孔)以及充滿通孔的導電膏，所述通孔在厚度方向上延伸穿過樹脂層。具體地，導電膏中的導電顆粒在壓力和熱量下燒結。層間連接構件40 對應于權利要求書中的燒結構件。層間連接構件40與導體圖案30 —起充當電布線構件。 此外，層間連接構件40可與導體圖案30 —起充當熱布線構件。半導體芯片50具有電極51。電極51包括電極51a、51b以及假電極(dummy electrode) 51c。根據(jù)第一實施例，導體圖案30與層間連接構件40以彼此傳導的方式工作， 從而提供電布線構件，用于將半導體芯片50的電極51a、51b電連接到外部連接電極35。此外，另一個導體圖案30與另一個層間連接構件40以彼此傳導的方式工作，從而提供熱布線構件，用于將半導體芯片50的假電極51c在熱力學上連接到散熱片60。電極51a對應于權利要求書中的第一電極，電極51b、51c對應于權利要求書中的第二電極。應注意的是，電極 51a在圖1中未示出。如下面詳細所述，在施加壓力和熱量之前，電極51a由鋁(Al)材料制成。然而，在施加壓力和熱量之后，電極51a中在厚度方向上面對電極51a的連接構件52 的部分中的全部鋁變成AuAl合金層521，其主要包含Au4Al合金(參見圖7)。也就是說， 電極51a中在厚度方向上位于連接構件52正下方的部分變成AuAl合金層521。換句話說， 電極51a中在厚度方向上夾在半導體芯片50與連接構件52之間的部分變成AuAl合金層 521。電極51a的其它部分沒有必要變成AuAl合金層521。在圖7所示的示例中，電極51a 中覆蓋有絕緣層53、例如氮化硅(SiN)的部分保持為鋁，即便是在施加壓力和熱量之后。具體地，導體圖案30通過將銅(Cu)箔制成預定形狀的圖案而形成。導體圖案30 包括焊盤(焊接區(qū))31-33。焊盤31對應于半導體芯片50的電極51a。焊盤32對應于半導體芯片50的電極51b。焊盤33對應于半導體芯片50的假電極51c。導體圖案30進一步包括在表面方向上延伸的橫向布線構件34。用于將半導體芯片50電連接到外部電路的外部連接電極35包含在導體圖案30中。半導體芯片50的電極51以預定間距設置。焊盤31-33以與對應電極51相同的間距設置。根據(jù)第一實施例，盡管沒有在附圖中示出，電極51a以矩形環(huán)的方式設置。矩形環(huán)的每一側邊由呈直線設置的10個電極51a限定。如圖4中所示，對應電極51a的焊盤31 以矩形環(huán)的方式設置，從而使得焊盤31可以與電極51相同的間距設置。如圖1所示，焊盤 31通過橫向布線構件34連接到層間連接構件40，該層間連接構件40位于矩形環(huán)內(nèi)部或外部。焊盤31和橫向布線構件34處于同一層上。此外，根據(jù)第一實施例，層間連接構件40由Ag-Sn合金制成。層間連接構件40包括第一層間連接構件41和第二層間連接構件42。第一層間連接構件41提供了電布線構件的豎直布線構件。第二層間連接構件42在熱力學上將假電極51c連接到散熱片60。第一層間連接構件41、橫向布線構件34、以及焊盤31、32包含在電布線構件中。第二層間連接構件42和焊盤33包含在熱布線構件中。在由Cu制成的導體圖案30與由Ag-Sn合金制成的層間連接構件40之間的界面處形成金屬擴散層。具體地，在導體圖案30與層間連接構件40之間形成的金屬擴散層是 Cu-Sn合金層。Cu-Sn合金層改善了導體圖案30與層間連接構件40之間連接的可靠性。連接構件52位于半導體芯片50的電極51a上并且由金(Au)制成。連接構件52 包含在用于將半導體芯片50電連接到外部電路的電布線構件中。在焊盤31與連接構件52 之間的界面處形成金屬擴散層。具體地，在焊盤31與連接構件52之間形成的金屬擴散層是CuAu合金層522 (優(yōu)選地，CuAu3合金層)。CuAu合金層522改善了焊盤31與連接構件 52之間連接的可靠性。此外，根據(jù)第一實施例，在熱硬化性樹脂層21a的內(nèi)表面上形成外部連接電極35。 如前面所提到，熱硬化性樹脂層21a的外表面限定出絕緣構件20的第一表面20a。半導體芯片50是裸IC芯片。半導體芯片50包括半導體基板和電路元件，所述電路元件集成到半導體基板中，以形成集成電路(例如，大規(guī)模集成電路)。例如，半導體基板可以是硅基板，電路元件可包括晶體管、二極管、電阻和電容。電極51形成在半導體芯片 50的表面上。半導體芯片50被封裝(即密封)在絕緣構件20中。根據(jù)第一實施例，如圖1所示，AuAl合金層521(即電極51a)以及電極51b電連接到半導體芯片50的電路。與之相對照，假電極51c在電力學上與半導體芯片50的電路脫離連接。半導體芯片50的第一側面上形成AuAl合金層521。AuAl合金層521沒有單質(zhì)鋁。 AuAl合金層521主要包含Au4Al合金并且由電極51a的Al與連接構件52的Au之間的固相擴散形成。也就是說，AuAl合金層521通過在壓力和熱量之下使電極51a合金化而形成。 由此，AuAl合金層521連接到連接構件52。概括地，在施加熱量和壓力之前，AuAl合金層 521是由鋁材料制成并且沒有Au的電極51a。隨后，電極51a的全部Al通過Au到Al的固相擴散與連接構件52的Au相結合，從而使得能夠形成沒有單質(zhì)鋁的AuAl合金層521。連接構件52可由熔點高于絕緣構件20的熱塑性樹脂層的熔點的材料(即Au)制成。應注意的是，連接構件52在施加熱量和壓力之前是柱形凸塊52a。如果AuAl合金層521在與連接構件52的界面處具有單質(zhì)鋁(即如果電極51a中的單質(zhì)鋁保留在半導體芯片50與柱形凸塊5 之間的界面處)，那么連接構件52中的Au 到電極51a中Al中的固相擴散在高溫環(huán)境下發(fā)生，從而使得能夠形成Au5A12。Au5Al2的生長率比Au4Al的生長率大很多。因此，Au的擴散由Au5Al2W形成而延遲。結果，在半導體芯片50與連接構件52之間(例如在Au5Al2與Au4Al之間)形成柯肯德爾空洞(參見圖12 中所示的空洞Bi)?？驴系聽柨斩磳е铝鸭y。與之相對照，根據(jù)第一實施例，AuAl合金層521沒有單質(zhì)鋁，而是主要具有Au4Al 合金，其是AuAl合金的最終產(chǎn)物。由此，即便在高溫環(huán)境下，柯肯德爾空洞的形成也能夠被減少，從而使得裂紋能夠被減少。出于該原因，根據(jù)第一實施例的電路板10能夠被用于放置于高溫環(huán)境下、例如車輛的發(fā)動機艙內(nèi)的電子裝置。如前面所述，沒有必要使整個電極51a都變成AuAl合金層521。至少電極51a與連接構件52的界面變成AuAl合金層521。電極51a (即AuAl合金層521)形成在半導體芯片50的第一側面上。電極51b和假電極51c形成在半導體芯片50中與第一側面相反的第二側面上。電極51a以第一間距設置。電極51b和假電極51c以大于第一間距的第二間距設置。例如，第一間距是幾十微米(例如60微米)，第二間距是幾百微米。電極51b和假電極51c由鎳(Ni)材料制成。電極51b通過由Ag-Sn合金制成的第一層間連接構件41連接到焊盤32。假電極51c通過由Ag-Sn合金制成的第二層間連接構件42連接到焊盤33。在電極51b與第一層間連接構件41之間的界面處形成金屬擴散層。 具體地，在電極51b與第一層間連接構件41之間的界面處形成的金屬擴散層是Ni-Su合金層。同樣地，作為金屬擴散層的Ni-Su合金層形成在假電極51c與第二層間連接構件42之間的界面處。Ni-Su合金層改善了導體圖案30與層間連接構件40之間連接的可靠性。應注意的是，第一和第二中間連接部分41、42中的每一個的至少一種元素(例如Sn)的熔點低于絕緣構件20的熱塑性樹脂層的玻璃轉(zhuǎn)化點(即軟化點)。也就是說，如后面所述，電極51b與層間連接構件41之間的金屬擴散層通過在施加熱量和壓力的步驟中的液相擴散形成。同樣地，電極51c與層間連接構件42之間的金屬擴散層通過在施加熱量和壓力的步驟中的液相擴散形成。如上所述，半導體芯片50的兩個側面上均具有電極51。具體地，電極51a形成在半導體芯片50的第一側面上，電極51b和假電極51c形成在半導體芯片50的第二側面上。 雖然電極51a、51b提供了電連接功能，假電極51c沒有提供電連接功能。半導體芯片50的各個側面上具有電極51a、51b的原因在于半導體芯片50包括垂直元件，例如垂直M0SFET、 IGBT以及電阻，用于引起電流在厚度方向上流動。散熱片60由金屬材料、例如銅(Cu)制成并且將熱量從半導體芯片50釋放到外部。根據(jù)第一實施例，散熱片60由Cu制成并且具有盤形形狀。散熱片60與絕緣構件 20的第二表面20b具有相同的平面形狀和尺寸。限定出絕緣構件20的第二表面20b的熱塑性樹脂層22d與散熱片60緊密接觸，從而使得散熱片60能夠被固定到絕緣構件20上。在熱塑性樹脂層22d中形成的第二層間連接構件42的一個端部連接到散熱片60。 根據(jù)第一實施例，作為金屬擴散層的Cu-Sn合金層在由銅制成的散熱片60與由Ag-Sn合金制成的第二層間連接構件42之間的界面處形成。Cu-Sn合金層改善了散熱片60與第二層間連接構件42 (作為熱布線構件)之間連接的可靠性。根據(jù)第一實施例，半導體芯片50中產(chǎn)生的熱量從假電極51c通過熱布線構件傳遞到散熱片60，該熱布線構件包括第二層間連接構件42和焊盤33。由此，改善了熱輻射性能。在限定出絕緣構件20的第一表面20a的熱硬化性樹脂層21a中形成通孔。通孔的底部由外部連接電極35限定。通孔填充有導體，例如(電)鍍層。如圖1中所示，在導體上形成有焊料球70。總之，根據(jù)第一實施例，半導體芯片50的兩個側面上均具有電極51a、51b，所述電極提供了電連接功能。散熱片60設置在絕緣構件20的第二表面20b —側上。外部連接電極35僅僅設置在絕緣構件20的第一表面20a —側上。也就是說，盡管半導體芯片50具有雙側電極結構，電路板10具有單側電極結構。接下來，參考圖2-6描述制造電路板10的方法。應注意的是，與參考標記“40a” 相關聯(lián)的括號中的參考標記代表對應的層間連接部的參考標記，該參考標記“40a”標示導電膏。首先，準備(制備)基板，半導體芯片50安裝在該基板上。其上安裝有半導體芯片50的基板此后被稱為“半導體單元80”。此外，準備樹脂層，該樹脂層將層疊到半導體單元80上。如上所述，根據(jù)第一實施例，熱硬化性聚酰亞胺(PI)薄膜用于熱硬化性樹脂層 21a-21d。例如，熱硬化性樹脂層21a-21d中的每一個具有相同的厚度(例如50微米)。與之相對照，包含30%重量百分比的聚醚醚酮(PEEK)以及70%重量百分比的聚醚酰亞胺(PEI)的樹脂薄膜被用于熱塑性樹脂層22a-22d。例如，熱塑性樹脂層22a、22c和 22d中的每一個具有相同的厚度(例如80微米)，熱塑性樹脂層22b (作為第二樹脂層)具有小于熱塑性樹脂層22a、22c和22d的厚度的厚度(例如50微米)。在該準備步驟中，在絕緣構件20的樹脂層上形成導體圖案30，并且充滿導電膏 40a的通孔形成在樹脂層中。導體圖案30通過圖案化接合在樹脂層上的導體箔而形成。絕緣構件20的至少一個樹脂層具有導體圖案30。由此，例如，絕緣構件20的每個樹脂層可具有導體圖案30。可選擇地，絕緣構件20的部分樹脂層可不具有導體圖案30。導體圖案30可以在厚度方向上形成在樹脂層的一個側面上。可選擇地，導體圖案30可以在厚度方向上形成在樹脂層的兩個側面上。導電膏40a通過混合導電顆粒、諸如乙基纖維素樹脂或者丙烯酸樹脂的樹脂材料、以及諸如松油醇的有機溶劑而制成。通孔通過二氧化碳激光器或類似物形成在樹脂層中，導電膏40a通過絲網(wǎng)印刷機或類似物被置于通孔中，從而使得通孔能夠充滿導電膏 40a。通孔可形成在設置導體圖案30的位置上，從而使得導體圖案30可以是通孔的底部。 可選擇地，通孔可形成在沒有設置導體圖案30的位置上。當通孔形成在設置導體圖案30的位置上時，導體圖案30充當通孔的底部。由此， 導電膏40a能夠通過導體圖案30被保持在通孔中。與之相對照，當通孔形成在沒有設置導體圖案30的位置上時，JP 2008-296074中公開的導電膏能夠被用于導電膏40a。在這種情況下，導電膏40a可通過JP2009-75034中公開的設備(或方法)置于通孔中。在JP 2008-296074中公開的導電膏中，低熔點室溫(市售)固體樹脂被添加到導電顆粒中。低熔點室溫固體樹脂在低于導電顆粒燒結溫度的第一溫度下分解或者揮發(fā)，并且在低于第一溫度且高于室溫的第二溫度下溶解。低熔點室溫固體樹脂的一個示例是石蠟。假定JP 2008196074中公開的導電膏被用于導電膏40a，導電膏40a在熱量之下被注入到通孔中并隨后被冷卻。以這種方式，導電膏40a變得固化并且被保持在通孔中。當導電膏40a被注入到通孔中時，通孔的一個端部可覆蓋平面構件，例如板，以防止注入的導電膏40a泄露到通孔之外。首先，描述準備層疊到半導體單元80上的6個樹脂層21a、21C、21d、2^i、22C和 22d的步驟。根據(jù)第一實施例，如圖2中所示，熱硬化性樹脂層21a、21c和21d中每一個的一個側面上具有銅箔(例如18微米的厚度)，銅箔被圖案化為導體圖案30。同樣地，半導體單元80的熱硬化性樹脂層21b的一個側面上具有銅箔(例如18微米的厚度)，銅箔被圖案化為導體圖案30。也就是說，盡管熱硬化樹脂層21a_21d中的每一個的一個側面上具有導體圖案 30，熱塑性樹脂層22a-22d中的每一個沒有導體圖案30。隨后，在5個樹脂層21c、21d、2^i、22c和22d中的每一個上形成通孔，導電膏40a 被置于通孔中，從而使得通孔能夠充滿導電膏40a。應注意的是，通孔沒有形成在熱硬化樹脂層21a中，該樹脂層21a限定出絕緣構件20的第一表面20a。隨后，進行干燥步驟，從而使溶劑揮發(fā)。如上所述，根據(jù)第一實施例，盡管導體圖案30形成在熱硬化性樹脂層21a、21c和21d上，導體圖案30沒有形成在熱塑性樹脂層22a、22c和22d上。由此，用于熱塑性樹脂層 22a、22c和22d的導電膏40a通過將導電顆粒與諸如石蠟的低熔點室溫固體樹脂混合在一起而制成，該導電顆粒包含預定比率的Ag和Sn。也就是說，JP 2008196074中公開的導電膏被用作用于熱塑性樹脂層2h、22c和22d的導電膏40a。用于熱塑性樹脂層2h、22c和22d的導電膏40a可被用作熱硬化性樹脂層21a、 21c和21d?？蛇x擇地，用于熱硬化性樹脂層21a、21c和21d的導電膏40a通過混合包含預定比率的Ag和Sn的導電顆粒制成，而不包含低熔點室溫固體樹脂。此外，在該準備步驟中，提前在至少一個樹脂層中形成用于容納半導體芯片50的空間。根據(jù)第一實施例，用于容納半導體芯片50的空間23形成在熱硬化性樹脂層21c中， 從而使得熱硬化性樹脂層21c可具有矩形環(huán)形狀。空間23可通過機械加工、例如沖壓或鉆孔形成?？蛇x擇地，空間23可通過非機械加工、例如激光束輻射形成?？臻g23的尺寸是大于半導體芯片50的側面的預定量?？臻g 23可在形成導體圖案30和層間連接構件40之后或者之前形成。形成半導體單元80的步驟與準備樹脂層21a、21C、21d、2^i、22C和22d的準備步驟并行或同時進行。首先，準備包含第一樹脂層并且充當安裝半導體芯片50的基板的樹脂層和填充基板與半導體芯片50之間的間隙的第二樹脂層。根據(jù)第一實施例，如圖3A中所示，熱硬化性樹脂層21b被制備作為樹脂薄膜，其包括第一樹脂層并且充當基板，熱塑性樹脂層22b被制備作為第二樹脂層。熱硬化性樹脂層 21b的一個側面上具有銅箔，銅箔被圖案化為包括焊盤31的導體圖案30。隨后，熱塑性樹脂層22b在熱量和壓力下接合到基板，從而使得基板的焊盤31可被熱塑性樹脂層22b覆蓋。根據(jù)第一實施例，如圖;3B和圖4中所示，熱塑性樹脂層22b以熱壓縮的方式接合到作為基板的熱硬化性樹脂層21b，從而使得熱硬化性樹脂層21b的焊盤31可被熱塑性樹脂層22b覆蓋。在圖4中，由虛線表示的區(qū)域代表安裝區(qū)域M，半導體芯片50安裝到該安裝區(qū)域?qū)Α＞唧w地，熱塑性樹脂層22b壓靠熱硬化性樹脂層21b，同時施加熱量，從而使得熱塑性樹脂層22b的溫度變得高于其玻璃轉(zhuǎn)化點以及低于其熔點。由此，熱塑性樹脂層22b 變得軟化并且與熱硬化性樹脂層21b緊密接觸，從而使得熱硬化性樹脂層21b上的導體圖案30和焊盤31可被熱塑性樹脂層22b覆蓋。在熱塑性樹脂層22b以熱壓縮的方式接合到熱硬化性樹脂層21b之后，在樹脂層 21b,22b中的每一個中形成通孔，以使得導體圖案30可為通孔的底部。隨后，如圖:3B中所示，導電膏40a被置于通孔中，從而使得通孔能夠充滿導電膏40a。由于通孔具有由導體圖案30限定的底部，因此沒有必要使設置在樹脂層21b、22b通孔中的導電膏40a具有低熔點室溫固體樹脂?？蛇x擇地，置于樹脂層21b、22b的通孔中的導電膏40a可以具有低熔點室溫固體樹脂。隨后，半導體芯片50以如下的倒裝芯片方式安裝到基板(即熱硬化性樹脂層21b)上。柱形凸塊5 形成在半導體芯片50的第一側面上的電極51a上。根據(jù)第一實施例，柱形凸塊52a由金(Au)材料制成，電極51a由鋁(Al)材料制成。例如，柱形凸塊52a 可通過使用金屬絲的傳統(tǒng)凸塊形成方法形成在電極51a上。在此階段，如圖8中所示，電極 51a中的Al仍然保留在半導體芯片50與柱形凸塊5 之間。隨后，如圖3C中所示，通過向半導體芯片50的第二側面施加熱量和壓力，例如使用脈沖加熱型熱壓縮機100，半導體芯片50被壓靠基板。具體地，施加熱量，從而使得熱塑性樹脂層22b可被加熱到大于其熔點的溫度。例如，假定熱塑性樹脂層22b由30%重量百分比的PEEK以及70%重量百分比的PEI組成，那么熱塑性樹脂層22b的熔點為330攝氏度 (°C )。當熱量從熱壓縮機100傳遞到半導體芯片50以及當柱形凸塊5 的頂端(尖端) 的溫度超過熱塑性樹脂層22的熔點時，與柱形凸塊5 相接觸的熱塑性樹脂層22的一部分被熔化。由此，柱形凸塊5 被壓入到熱塑性樹脂層22中，同時熔化熱塑性樹脂層22， 并且與對應焊盤31形成接觸。以此方式，如圖3D中所示，柱形凸塊5 可被擠壓接觸焊盤 31。在此階段，如圖9中所示，電極51a中的Al仍然保留在半導體芯片50與柱形凸塊5 之間。熔化及軟化的熱塑性樹脂層22b在壓力下如液體那樣移動并且與半導體芯片50 的第一側面、電極51a、以及柱形凸塊5 緊密接觸。由此，如圖3D中所示，半導體芯片50 與熱硬化性樹脂層21b (即基板)之間的間隙充滿熱塑性樹脂層22b。以這種方式，形成半導體單元80。根據(jù)第一實施例，倒裝芯片安裝中的加熱溫度為大約350°C，其略高于熱塑性樹脂層22b的熔點，在倒裝芯片安裝中施加到各個柱形凸塊5 的壓力范圍為從大約20gf到大約50gf。在這種方式中，柱形凸塊5 可在短時間內(nèi)被擠壓接觸焊盤31。如果壓力及熱量的施加持續(xù)進行，即便在柱形凸塊5 擠壓接觸焊盤31之后，柱形凸塊52a中的Au與焊盤31中的Cu之間的相互擴散(固相擴散)發(fā)生，從而使得可形成金屬擴散層(即，Cu-Au合金層)。此外，柱形凸塊52a中的Au固相擴散到電極51a中的 Al中，從而使得可形成金屬擴散層(即Au-Al合金層)。然而，為了形成這種金屬擴散層， 需要在一時間段內(nèi)持續(xù)地施加壓力和熱量，該時間段與使得柱形凸塊5 擠壓接觸焊盤31 所需的時間段相比要長得多。因此，電路板10的制造時間相應地增加。結果，電路板10的制造成本增加。此外，在形成金屬擴散層期間，額外的壓力和熱量施加到除了電極51a、柱形凸塊52a、以及焊盤31之間的電連接部分之外的其它部分。額外的壓力和熱量可能損壞電路板10。出于該原因，在根據(jù)第一實施例的倒裝芯片安裝中，在柱形凸塊5 擠壓接觸焊盤 31之后，停止施加壓力和熱量。在上述示例中，在熱塑性樹脂層22b被接合到熱硬化性樹脂層2 Ib之后，通孔在樹脂層21b、22b中形成并且充滿導電膏40a。可選擇地，在熱塑性樹脂層22b被接合到熱硬化性樹脂層21b之前，通孔可形成在樹脂層21b、22b中以及充滿導電膏40a。導電膏40a可通過在半導體芯片50以倒裝芯片方式安裝到基板上時施加的熱量和壓力或者通過熱塑性樹脂層22b被接合到熱硬化性樹脂層21b時施加的熱量和壓力被燒結，以形成層間連接構件40 (41)?？蛇x擇地，導電膏40a可在形成半導體單元80時未部分或完全燒結。根據(jù)第一實施例，當形成半導體單元80時，導電膏40a未被燒結。接下來，進行形成層疊主體的步驟。在該步驟中，樹脂層被層疊，以使得熱塑性樹脂層至少交替地設置以及半導體芯片50的兩個側面被定位成與熱塑性樹脂層鄰接(或相鄰)。根據(jù)第一實施例，如圖5中所示，半導體單元80和6個樹脂層21a、21C、21d、22a、 22c以及22d以下述順序?qū)盈B到彼此頂部上熱硬化性樹脂層21a、熱塑性樹脂層22a、熱硬化性樹脂層21b、熱塑性樹脂層22b、熱硬化性樹脂層21c、熱塑性樹脂層22c、熱硬化性樹脂層21d、以及熱塑性樹脂層22d。以這種方式，根據(jù)第一實施例，熱塑性樹脂層22a-22d與熱硬化性樹脂層21a-21d交替。此外，散熱片60被層疊到熱塑性樹脂層22d上。具體地，熱塑性樹脂層2 被放置于熱塑性樹脂層21a中形成有導體圖案30的側面上。半導體單元80被放置于熱塑性樹脂層22上，以使得半導體單元80的熱硬化性樹脂層21b可被定位于熱塑性樹脂層2 上。熱硬化性樹脂層21c中未形成導體圖案30的側面被放置于半導體單元80的熱塑性樹脂層22b上，從而使得半導體單元80的半導體芯片 50可通過熱硬化性樹脂層21c包圍。熱塑性樹脂層22c被放置于半導體芯片50上以及熱硬化性樹脂層21c的另一個側面上。熱硬化性樹脂層21d中形成導體圖案30的側面被放置于熱塑性樹脂層22c上。熱塑性樹脂層22d被放置于熱硬化性樹脂層21d上。此外，散熱片60被放置于熱塑性樹脂層22d上，從而使得可形成單個層疊主體。在層疊主體中，熱塑性樹脂層22b、22c被設置成在層疊方向上(即厚度方向上) 與半導體芯片50鄰接。如下面進一步詳細所述，在施加壓力和熱量之后，半導體芯片50由熱塑性樹脂層22b、22c密封和封裝。優(yōu)選地，不僅諸如玻璃纖維或芳綸的有機材料、而且用于線性膨脹系數(shù)或者熔點調(diào)節(jié)的無機填料未包含在熱塑性樹脂層22b、22c中。以這種方式，在熱量及壓力下通過熱塑性樹脂層22b、22c施加給半導體芯片50的局部應力可以被降低。然而，當用于線性膨脹系數(shù)或者熔點調(diào)節(jié)的無機填料未包含在熱塑性樹脂層22b、 22c中時，通過熱塑性樹脂層22b、22c施加到半導體芯片50的應力可能增加，原因是半導體芯片50與熱塑性樹脂層22b、22c之間的熱膨脹系數(shù)的不同。由此，優(yōu)選地，熱塑性樹脂層 22b、22c應當由具有低彈性模量(例如IOGI^a或更低)的材料制成。此外，優(yōu)選地，熱塑性樹脂層22b、22c中的每一個的厚度為5微米或更大。如果熱塑性樹脂層22b、22c中的每一個的厚度小于5微米，那么熱塑性樹脂層22b、22c可能在壓力及熱量下由于增加的應力而從半導體芯片50剝離。隨后，通過真空熱壓機進行在層疊方向上從層疊主體的兩個側面向?qū)盈B主體施加熱量和壓力的步驟。在該步驟中，層疊主體的熱塑性樹脂層軟化，從而使得層疊主體的全部樹脂層可一次性地一起結合到單個絕緣構件20中。由此，半導體芯片50被封裝到絕緣構件20中，導電膏40a中的導電顆粒被燒結以及結合到導體圖案30，以形成布線構件。在該步驟中，為了將層疊主體的樹脂層一起結合到絕緣構件20中以及為了通過燒結導電膏40a中的導電顆粒來形成燒結主體，高于熱塑性樹脂層的玻璃轉(zhuǎn)化點以及低于其熔點的熱量在預定時間段內(nèi)連續(xù)地施加到層疊主體，以及在預定時間段內(nèi)大約幾個MPa 的壓力連續(xù)地施加到層疊主體。根據(jù)第一實施例，從大約280°C到大約330°C的熱量被連續(xù)地施加到層疊主體5分鐘或更長(例如10分鐘)，從大約4MPa到大約5MPa的壓力被連續(xù)地施加到層疊主體5分鐘或更長。
在施加熱量和壓力的步驟中，樹脂層以下述方式結合在一起。與熱硬化性樹脂層21a_21d交替的熱塑性樹脂層2h_22d在熱量下被軟化。此外，在壓力下，軟化的熱塑性樹脂層22a-22d與設置成與軟化的熱塑性樹脂層2h-22d鄰接的熱硬化性樹脂層21a-21d緊密接觸。由此，熱硬化性樹脂層21a-21d與熱塑性樹脂層 22a-22d 一次性地一起結合到絕緣構件20中。此外，軟化的熱塑性樹脂層22d與散熱片60 緊密接觸，從而使得絕緣構件20與散熱片60可一起結合到單個電路板10中。設置成與半導體芯片50鄰接的熱塑性樹脂層22b、22c在壓力下如液體那樣流動。 由此，熱塑性樹脂層22b、22c與半導體芯片50中形成電極51a的第一側面以及與半導體芯片50中形成電極51b、51c的第二側面緊密接觸。此外，熱塑性樹脂層22b、22c移動到半導體芯片50的側表面與熱硬化性樹脂層21c之間的間隙中，以填充該間隙。這樣，熱塑性樹脂層22b、22c與半導體芯片50的側表面緊密接觸。由此，半導體芯片50由熱塑性樹脂層 22b、22c密封及封裝。在施加熱量及壓力的步驟中，半導體芯片50的電極51、導體圖案30、以及層間連接構件40以下述方式進行連接。由于熱量的施加，導電膏40a中的Sn(熔點為232°C )熔化并且擴散到導電膏40a 中的Ag顆粒中，從而使得可形成Ag-Sn合金(熔點為480°C)。此外，導電膏40a在壓力下燒結，從而使得作為燒結合金的層間連接構件40(41，42)可在通孔中形成。應注意的是，熔化的Sn與導體圖案30 (焊盤31-3 中的Cu產(chǎn)生相互擴散。由此， 金屬擴散層(Cu-Sn合金層)在層間連接構件40與導體圖案30之間的界面處形成。此外，熔化的Sn與半導體芯片50的電極51b、51c中的Ni產(chǎn)生相互擴散。由此， 在層間連接構件40與電極51b、51c之間的界面處形成金屬擴散層(Ni-Sn合金層)。此外，柱形凸塊52a中的Au到半導體芯片50的電極51a中的Al中的固相擴散發(fā)生，從而使得電極51a可轉(zhuǎn)變?yōu)锳uAl合金層521。由于電極51a以微小(即窄)間距設置， 電極51a中的Al的量小于柱形凸塊5 中的Au的量。由此，電極51a中所有的Al被消耗， 以形成AuAl合金層521a。結果是，在施加熱量及壓力步驟之后形成的AuAl合金層521a沒有任何單質(zhì)鋁。AuAl合金層521主要具有Au4Al合金。例如，如圖10中所示，AuAl合金層 521可以包含Au4Al和Au5Al2。如前面所提到，Au5Al2的生長率大于Au4Al的生長率。由此，Au5Al2可以在Au4Al 產(chǎn)生之前產(chǎn)生。即使在這種情況下，壓力的施加能夠減小柯肯德爾空洞的形成，如圖10和 11中所示。應注意的是，圖10示出了電極51a的厚度為1.0微米的情況。圖12示出了對比示例，其中電路板在沒有施加壓力的情況下形成。如從圖12中可以看到，當電路板在沒有施加壓力的情況下形成時，產(chǎn)生空洞Bl。回到第一實施例，柱形凸塊52a中的Au與導體圖案30(焊盤31)中的Cu產(chǎn)生相互擴散。由此，如圖10中所示，CuAu合金層522(優(yōu)選地CuAu3合金層)在焊盤31與連接構件52之間的界面處形成，該連接構件52來自于柱形凸塊52a。CuAu合金層522可通過施加大約250°C的熱量而形成。根據(jù)第一實施例，施加熱量和壓力，從而使得CuAu合金層 522可為CuAu3合金層。余下的柱形凸塊52a(即，在與電極51a中的Al的固相擴散中沒有消耗的Au)充當連接構件52，用于電連接AuAl合金層521以及焊盤31。由此，柱形凸塊5 和焊盤31通過施加熱量和壓力的步驟直接結合在一起。優(yōu)選地，焊盤31中的Cu的彈性模量小于連接構件52(柱形凸塊52a)中的Au的彈性模量。以這種方式，由于半導體芯片50與絕緣構件20之間的熱膨脹系數(shù)的不同所引起的熱應力可在焊盤31上集中。由此，如圖13中所示，焊盤31可產(chǎn)生裂紋，以吸收施加到半導體芯片50的熱應力。由此，如圖14中所示，半導體芯片50可受到保護而免受由裂紋或開裂導致的損壞。通過上面的制造步驟，可獲得圖6中所示的結構。隨后，在限定出絕緣構件20的第一表面20a的熱硬化性樹脂層21a中形成通孔。 通孔的底部由外部連接電極35限定。通孔填充有導體、例如鍍層。隨后，焊料球70形成在導體上。由此，可制造出如圖1所示的電路板10。上面所述第一實施例的優(yōu)點可以概括如下。根據(jù)第一實施例，層疊主體通過以熱塑性樹脂層22a_22d中的至少一個被夾置于相鄰熱硬化性樹脂層21a-21d之間以及半導體芯片50被夾置于相鄰熱塑性樹脂層22a_22d 之間的方式將熱硬化性樹脂層21a-21d與熱塑性樹脂層22a-22d層疊而形成。在這種樹脂層配置中，當壓力和熱量施加到層疊主體時，熱塑性樹脂層2h-22d 充當粘結劑，從而使得熱硬化性樹脂層21a-21d與熱塑性樹脂層22a-22d可以一次性地一起結合到絕緣構件20中。此外，由于半導體芯片50被夾置于相鄰熱塑性樹脂層22b、22c 之間，半導體芯片50可以被密封及封裝到絕緣構件20中。此外，由于熱量和壓力的施加， 導電膏40a中的導電顆粒被燒結以及結合到導體圖案30中，以形成布線構件。由此，電路板10的制造過程能夠被簡化。根據(jù)第一實施例，由于壓力和熱量的施加，柱形凸塊5 中的Au到焊盤31中的Cu 中的固相擴散發(fā)生，從而可形成CuAu合金層522。此外，柱形凸塊52a中的Au到電極51a 中的Al的固相擴散發(fā)生，從而使得可形成沒有任何單質(zhì)鋁的AuAl合金層521。也就是說， 電極51a中在厚度方向上面對連接構件52的部分變成AuAl合金層521。由此，即使在高溫環(huán)境下，由Au擴散所導致的柯肯德爾空洞能夠被減少。此外，由于AuAl合金層521與CuAu 合金層522在同一步驟中被形成及密封，因此制造過程可得以簡化。由于上述原因，半導體芯片50的連接的可靠性得以提高，同時簡化了電路板10的制造過程。由此，電路板10的制造時間得以減少。此外，根據(jù)第一實施例，CuAu合金層522位于柱形凸塊5 與焊盤31之間的界面處，AuAl合金層521位于半導體芯片50與柱形凸塊52a的至少一部分之間。以這種方式， 半導體芯片50的連接可靠性得以提高。此外，根據(jù)第一實施例，在形成層疊主體的步驟之前，高于熱塑性樹脂層22b的熔點的熱量被施加到熱塑性樹脂層22b，該熱塑性樹脂層22b在壓力下被夾置于半導體芯片 50與基板(即熱硬化性樹脂層21b)之間。由此，熱塑性樹脂層22b在熱量施加期間被熔化以及如液體那樣移動。此外，壓力的施加導致熔化的熱塑性樹脂層22b移動遠離柱形凸塊 52a與焊盤31之間。由此，柱形凸塊5 開始與焊盤31直接接觸并且與焊盤31擠壓接觸。 隨后，在熱量及壓力施加停止之后，熱塑性樹脂層22b被硬化，從而使得柱形凸塊5 可保持與焊盤31擠壓接觸。此時，熔化的熱塑性樹脂層22b移動到半導體芯片50與基板(即熱塑性樹脂層22b)之間的間隙中。由此，半導體芯片50與基板之間的間隙充滿熱塑性樹脂層22b，從而使得柱形凸塊5 與焊盤31可被熱塑性樹脂層22b覆蓋。當柱形凸塊52a與焊盤31擠壓接觸時，熱量和壓力的施加停止，從而使得柱形凸塊5 能夠保持與焊盤31擠壓接觸。由此，半導體芯片50的電極51a與焊盤31之間的電連接的可靠性能夠被提高。在倒裝芯片安裝步驟中，柱形凸塊52a與焊盤31彼此擠壓接觸。隨后，在熱量/壓力施加步驟中，保持彼此擠壓接觸的柱形凸塊5 和焊盤31在壓力和熱量下結合在一起。 以這種方式，制造時間能夠被縮短。如果熱量/壓力施加步驟在柱形凸塊5 沒有與焊盤31相接觸的情況下進行，則由于軟化的熱塑性樹脂層22b的緩沖作用，有可能使得熱塑性樹脂層22b保留在柱形凸塊 5 與焊盤31之間。與之相對照，根據(jù)第一實施例，熱量/壓力施加步驟在柱形凸塊52a與焊盤31擠壓接觸的情況下進行。由此，通過在熱量/壓力施加步驟中施加的熱量和壓力，柱形凸塊 52a和焊盤31能夠可靠地結合在一起。此外，根據(jù)第一實施例，導體圖案30形成在熱硬化性樹脂層21a_21d上，但是沒有形成在熱塑性樹脂層22a-22d上。以這種方式，當熱塑性樹脂層22a-22d在壓力及熱量下熔化以及如液體那樣移動時，導體圖案30被支承到熱硬化性樹脂層21a-21d并且由此保持在其初始位置。由此，導體圖案30能夠以微小間距設置。在電極51的固相擴散接合的情況下，在熱量/壓力施加步驟期間通過電極51施加到半導體芯片50的壓力大。特別地，當半導體芯片50的兩個側面上的電極51通過固相擴散接合而被接合時，通過電極51施加到半導體芯片50的壓力非常大。與之相對照，根據(jù)第一實施例，盡管半導體芯片50的一個側面上的電極51a通過固相擴散接合而被接合，但是半導體芯片50的另一個側面上的電極51b、51c通過液相擴散接合而被接合。以這種方式，施加到半導體芯片50的一個側面的壓力被半導體芯片50的另一個側面所吸收。由此，在熱量/壓力施加步驟期間施加給半導體芯片50的壓力被減小， 從而使得半導體芯片50能夠受到保護而免受損壞。由此，半導體芯片50的可靠性能夠提尚ο此外，根據(jù)第一實施例，熱塑性樹脂層22a_22d沒有包含諸如玻璃纖維的任何無機材料以及沒有包含任何無機填料。由此，在熱量/壓力施加步驟期間施加給半導體芯片 50的壓力能夠進一步減小。(第二實施例)下面參考圖15A和15B描述本發(fā)明的第二實施例。第一實施例與第二實施例之間的不同之處如下。在第一實施例中，當半導體芯片50以倒裝芯片方式安裝到作為基板的熱硬化性樹脂層21b上時，通過將柱形凸塊5 壓入到熱塑性樹脂層22b中使柱形凸塊5 被擠壓接觸熱硬化性樹脂層21b上的焊盤31，其中所述熱塑性樹脂層22b被接合到熱硬化性樹脂層21b中形成焊盤31的側面上。與之相對照，根據(jù)第二實施例，如圖15A和15B所示，在熱塑性樹脂層22b中與焊盤31相對應的位置上形成通孔25，熱塑性樹脂層22b接合到熱硬化性樹脂層21b上形成焊盤31的側面上，從而使得焊盤31能夠位于對應的通孔25中。在圖15A和15B所示的示例中，通孔25被設置用于每個焊盤31。以這種方式，相鄰的柱形凸塊52a(以及相鄰的焊盤31)通過熱塑性樹脂層22b彼此分開，從而使得在倒裝芯片安裝步驟中每個柱形凸塊52a(以及每個焊盤31)能夠被軟化的熱塑性樹脂層22b覆蓋。由此，相鄰柱形凸塊52a(以及相鄰焊盤31)之間的電絕緣能夠得以確保。如果半導體芯片50的電極51a以微小間距設置，那么焊盤31需要以相同的微小間距設置。由此，形成尺寸比焊盤31尺寸(例如30微米的直徑)更小的通孔25是困難的。 然而，與用于形成層間連接構件40的通孔不同，通孔25沒有填充導電膏40a。此外，由于電連接電極51a和焊盤31的連接構件52的尺寸并不取決于通孔25的尺寸，通孔25可以大于焊盤31。由此，通孔25尺寸的靈活性高，從而使得通孔25能夠被設置用于每個焊盤31。具體地，在具有通孔25的熱塑性樹脂層22b被放置于熱硬化性樹脂層21b上從而使得每個焊盤31可位于對應的通孔25中之后，半導體芯片50以倒裝芯片方式、在壓力以及高于熱塑性樹脂層22b的玻璃轉(zhuǎn)化點的熱量之下安裝到熱硬化性樹脂層21b上。由此， 半導體芯片50的柱形凸塊5 通過通孔25被擠壓接觸對應的焊盤31，以及半導體芯片50 與熱硬化性樹脂層21b之間的間隙能夠充滿軟化的熱塑性樹脂層22b。根據(jù)第二實施例的上述制造方法能夠與根據(jù)第一實施例的制造方法具有相同的優(yōu)點。此外，根據(jù)第二實施例，不需要熔化熱塑性樹脂層22b來引起柱形凸塊5 擠壓接觸焊盤31，盡管需要使熱塑性樹脂層22b軟化從而使得半導體芯片50與熱硬化性樹脂層 21b之間的間隙能夠充滿軟化的熱塑性樹脂層22b。換句話說，不需要熔化熱塑性樹脂層 22b，只要半導體芯片50熱壓縮接合到熱塑性樹脂層22b即可。由于在倒裝芯片接合之前通孔25形成在熱塑性樹脂層22b中，柱形凸塊5 能夠容易地擠壓接觸焊盤31。由此，柱形凸塊52a能夠在更短時間內(nèi)擠壓接觸焊盤31。相應地，制造時間被縮短。換句話說，根據(jù)第二實施例的方法能夠通過與根據(jù)第一實施例方法所需的熱量相比更少的熱量導致柱形凸塊5 擠壓接觸焊盤31。根據(jù)第一實施例，在熱塑性樹脂層22b被接合到熱硬化性樹脂層21b之后，通孔25 通過二氧化碳激光器或類似物形成。以這種方式，通孔25能夠相對于焊盤31準確地定位?？蛇x擇地，通孔25能夠在熱塑性樹脂層22b接合到熱硬化性樹脂層21b之前通過二氧化碳激光器或類似物形成。在這種情況下，優(yōu)選地通過向除了通孔25之外的部分施加熱量和壓力，熱塑性樹脂層22b被接合到熱硬化性樹脂層21b。以這種方式，防止了通孔25 的變形，從而使得當半導體芯片50以倒裝芯片方式安裝時柱形凸塊5 能夠容易地與焊盤 31擠壓接觸。如上所述，根據(jù)第二實施例，為每個焊盤31設置一個通孔25。可選擇地，如圖16A 和16B所示，可以為多個焊盤31設置一個通孔25。在圖16A和16B中所示的示例中，焊盤 31被設置成矩形環(huán)，其側邊由呈直線設置的10個焊盤31限定，以及為10個焊盤31設置一個通孔25。由此，通孔25在一個表面方向上具有長的形狀。根據(jù)圖16A和16B中所示的示例，通孔25能夠與焊盤31之間的配置間距無關地形成。由此，第二實施例可適合于焊盤31、即半導體芯片50的電極51a的微小間距配置。
(變型)上面所述的實施例能夠以多種方式進行變型，示例如下。在上述實施例中，半導體芯片50、熱硬化性樹脂層21b(即第一樹脂層)以及熱塑性樹脂層22b (即第二樹脂層)在進行層疊步驟和壓力/熱量施加步驟之前被組裝為半導體單元80。可選擇地，層疊步驟可以在半導體芯片50、熱硬化性樹脂層21b、以及熱塑性樹脂層22b保持彼此分開的情況下進行。在這種情況下，熱硬化性樹脂層21b在層疊步驟中以使熱硬化性樹脂層21b的焊盤31通過熱塑性樹脂層22b面對半導體芯片50的柱形凸塊 52a的方式設置。也就是說，代替半導體單元80，在圖5所示的層疊步驟中，熱硬化性樹脂層21b、熱塑性樹脂層22b、以及半導體芯片50以此順序設置(從片體的底部觀察)。隨后， 在壓力/熱量施加步驟中，柱形凸塊5 通過熔化熱塑性樹脂層22b被擠壓到熱塑性樹脂層22b中，從而使得第一電極51a和柱形凸塊5 能夠通過固相擴散接合而被接合在一起， 以及焊盤31和柱形凸塊5 能夠通過固相擴散接合而被接合在一起。以這種方式，形成半導體單元80的步驟被省略，從而使得電路板10的制造時間能夠被縮短。在上述實施例中，絕緣構件20通過使用8個樹脂層形成。用于形成絕緣構件20 的樹脂層的數(shù)量不受限制，只要數(shù)目允許絕緣構件20能夠封裝半導體芯片50即可。熱塑性樹脂層的材料不限于實施例中所描述的材料。例如，熱塑性樹脂層可由 PEEK和PEI以不同于實施例中的混合比率(即3 7)的混合比率組成。熱塑性樹脂層可由不同于PEEK和PEI的混合物的材料制成。例如，熱塑性樹脂層可由液晶聚合物(LCP)、 四氟乙烯-六氟丙烯(FEP)、四氟乙烯一全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、或者聚苯硫醚 (PPS)制成。在上述實施例中，熱塑性樹脂層22a_22d中的每一個不包含諸如玻璃纖維或芳綸的無機材料以及不包含用于線性膨脹系數(shù)或熔點調(diào)節(jié)的無機填料?？蛇x擇地，熱塑性樹脂層22a-22d可包含這種材料。然而如前面所提到，優(yōu)選地，諸如玻璃纖維或芳綸的有機材料以及用于線性膨脹系數(shù)或熔點調(diào)節(jié)的無機填料包含在熱塑性樹脂層(即22b，22c)中封裝半導體芯片50的位置。以這種方式，在熱量和壓力下通過熱塑性樹脂層施加到半導體芯片 50的局部應力能夠被降低。熱硬化性樹脂層的材料不限于實施例中描述的材料。在上述實施例中，熱硬化性樹脂層21a-21d中的每一個為不包含諸如玻璃纖維的無機材料的熱硬化性聚酰亞胺(PI) 薄膜?？蛇x擇地，熱硬化性樹脂層21a-21d可以為包含諸如玻璃纖維的無機材料的熱硬化
性薄膜。在上述實施例中，絕緣構件20由相等數(shù)目的熱硬化性樹脂層和熱塑性樹脂層形成?？蛇x擇地，絕緣構件20可由不同數(shù)目的熱硬化性樹脂層和熱塑性樹脂層形成，只要熱塑性樹脂層的數(shù)目大于熱硬化性樹脂層的數(shù)目從而使得每個熱硬化性樹脂層均能夠夾持在相鄰的熱塑性樹脂層之間即可。例如，絕緣構件20可僅僅由熱塑性樹脂層形成。在上述實施例中，其上以倒裝芯片方式安裝半導體芯片50的第一樹脂層(即熱硬化性樹脂層21b)為熱硬化性樹脂層。可選擇地，第一樹脂層可以為熱塑性樹脂層?？蛇x擇地，第一樹脂層可以具有多層結構，例如，包括熱硬化性樹脂層和熱塑性樹脂層。在上述實施例中，散熱片60固定到絕緣構件20的第二表面20b上，以提高熱輻射性能。此外，假電極51c設置在半導體芯片50中并且連接到熱布線構件(即第二層間連接構件41和焊盤33)，以提高熱輻射性能?？蛇x擇地，散熱片60和熱布線構件能夠被省略。 優(yōu)選地，包括散熱片60和熱布線構件中的至少一個。在上述實施例中，散熱片60覆蓋絕緣構件20的整個第二表面20b。可選擇地，散熱片60可覆蓋絕緣構件20的第二表面20b的一部分?？蛇x擇地，散熱片60可以被固定到絕緣構件20的第一和第二表面20a、20b中的每一個上。在上述實施例中，半導體芯片50的兩個側面上均具有電極51，并且電極51包括 AuAl合金層521、電極51b、以及假電極51c?？蛇x擇地，電極51b和假電極51c能夠被省略。 例如，半導體芯片50的一個側面上具有AuAl合金層521，并且另一個側面上僅僅具有假電極51c。即使在這種情況下，在熱量/壓力施加步驟中施加給半導體芯片50的壓力能夠通過借助液相擴散在假電極51c與焊盤33之間獲得電連接而被降低。樹脂層的厚度和導體圖案30的厚度并不局限于這些實施例。然而如上面所提到， 優(yōu)選地，用于封裝半導體芯片50的每個熱塑性樹脂層22b、22c的厚度為5微米或更大。(變型示例)下面參考圖17描述這些變型的一個示例。圖17中所示的電路板沒有柱形凸塊52a。即使在沒有柱形凸塊的情況下，當半導體芯片50的兩個側面上均具有電極51時，在熱量/壓力施加步驟期間局部應力通過電極 51施加到半導體芯片50。根據(jù)圖17中所示的示例，半導體芯片50的兩個側面上的電極51在熱量/壓力施加步驟中通過液相擴散接合而被接合到導電膏，從而減小施加給半導體芯片50的局部應力。由此，半導體芯片50受到保護而免受損壞，從而使得半導體芯片50的可靠性得以提高。圖17中所示示例與上述實施例的不同如下。絕緣構件20形成有6個熱塑性樹脂層 22a-22f0用于提供層間連接構件41、42的導電膏由具有3微米的平均直徑的Sn顆粒以及具有從5微米到10微米的平均直徑的Ag顆粒制成。也就是說，Ag顆粒的平均直徑為Sn顆粒平均直徑的1.6倍到3. 3倍。Sn顆粒與Ag顆粒之間的混合比率為30 70(重量百分比)。層間連接構件41電連接到電極51b，層間連接構件42電連接到假電極51c。圖17中所示的電路板包括絕緣構件20、位于絕緣構件20中的半導體芯片50、以及位于絕緣構件20的一個側面上的散熱片60。絕緣構件20具有包括焊盤32、33的導體圖案、橫向布線構件34、以及外部連接電極35。絕緣構件20具有包括層間連接構件41、42 的布線構件。半導體芯片50的兩個側面上具有電極51b和假電極51c。半導體芯片50由絕緣構件20的熱塑性樹脂層封裝。散熱片60以熱力學方式通過假電極51c、焊盤33、以及層間連接構件42連接到半導體芯片50。此外，在絕緣構件20的另一個側面上形成焊料球 70、71。焊料球70連接到外部連接電極35。與之相對照，焊料球71連接到假電極51c，從而使得半導體芯片50中的熱量能夠被傳導到焊料球71以及從焊料球71釋放。如圖18中所示，焊料球71被設置成在厚度方向上(即層疊方向上)面對半導體芯片50。圖17中所示示例的主要特征是導電膏。下面參考圖20描述導電膏的主要特征。在熱量/壓力施加步驟中，加熱溫度逐漸增大。隨后，當加熱溫度在時刻tl到達大約220°C時，熱塑性樹脂層22a-22f被軟化。隨后，當加熱溫度在時刻t2到達大約232°C時，Sn顆粒熔化。隨后，在緊接著時刻
21t2之后的時刻t3，對層疊主體的壓力(即載荷)施加開始。在層疊主體中，熱塑性樹脂層 22a-22f、半導體芯片50、以及散熱片60以使半導體芯片50位于熱塑性樹脂層22a_22f之間的方式被層疊。由于熱量及壓力的施加，導電膏中Sn顆粒與Ag顆粒之間的反應燒結逐步進行。隨后，當加熱溫度在時刻t4到達大約280°C時，Sn顆粒和Ag顆粒燒結及固化。在從時刻t3到時刻t4的時間段期間，一些Sn顆粒尚未反應并且處于液體形態(tài)(即，處于熔化狀態(tài))。由此，在從時刻t3到時刻t4的時間段期間，導電膏整體地處于乳脂狀形態(tài)并且具有低粘性。換句話說，Sn顆粒與Ag顆粒之間的反應燒結在從時刻t3到時刻t4的時間段期間繼續(xù)進行。以此方式，當Ag顆粒的平均直徑為Sn顆粒的平均直徑的1. 6倍到3. 3倍時，Sn顆粒與Ag顆粒之間的反應燒結在從時刻t3到時刻t4的時間段期間繼續(xù)進行。由于還有一些Sn顆粒尚未反應并且處于液體形態(tài)，因此導電膏整體地處于乳脂狀形態(tài)并且具有低粘性。由此，半導體芯片50兩個側面上的電極51在熱量/壓力施加步驟中通過液相擴散接合而被接合到導電膏。由此，在熱量/壓力施加步驟中施加給半導體芯片50的應力能夠被降低。如上面所提到，當加熱溫度在時刻t4到達大約280°C時，Sn顆粒和Ag顆粒燒結及固化。應注意的是，熱塑性樹脂層22a-22f在時刻t4之后變成液體形態(tài)。半導體芯片50的電極51b、51c在從時刻t2到時刻t4的時間段期間被接合到導電膏(即層間連接構件41，42)。也就是說，金屬擴散層(Ni-Sn合金層)在電極51b與層間連接構件41之間的界面處以及在電極51c與層間連接構件42之間的界面處形成。同樣地，導體圖案32-35在從時刻t2到時刻t4的時間段期間接合到導電膏(即層間連接構件 41,42)。隨后，當加熱溫度到達大約320°C時，320°C的加熱溫度保持預定時間段。隨后，在經(jīng)過預定時間段之后，加熱溫度逐步地降低到室溫。熱塑性樹脂層22a-22f在加熱溫度從大約320°C降低到大約220°C的時間段期間逐步地變得硬化。隨后，當加熱溫度在時刻t5 降低到大約220°C時，熱塑性樹脂層22a-22f完全地硬化。在熱塑性樹脂層22a-22f逐步變得硬化的時間段期間，整個層疊主體均勻或相等地收縮，從而使得施加給半導體芯片50的應力能夠得到平衡。下面參考圖19A-19C描述圖17中所示電路板的制造方法。首先，進行準備熱塑性樹脂層22a_22f、半導體芯片50、以及散熱片60的步驟。應注意的是，導體圖案32-34在熱塑性樹脂層22a-22f的表面上進行并且填充有導電膏的通孔在熱塑性樹脂層22a-22f中形成。隨后，如圖19A中所示，熱塑性樹脂層22a_22f按照此次序順序地層疊，同時將半導體芯片50放置于熱塑性樹脂層22c的通孔中。此外，散熱片60被放置于熱塑性樹脂層 22f上。由此，形成層疊主體。接下來，使用真空熱壓機進行在層疊方向上從層疊主體的兩個側面向?qū)盈B主體施加熱量和壓力的步驟。在該步驟中，熱塑性樹脂層22h-22f被軟化，從而使得層疊主體能夠一次性地一起結合到單個絕緣構件20中。結果是，半導體芯片50封裝到絕緣構件20中， 導電膏中的導電顆粒被燒結以及結合到導體圖案30中，從而形成布線構件。在該步驟中，為了將層疊主體的樹脂層一起結合到絕緣構件20中以及為了燒結導電膏中的導電顆粒，大于熱塑性樹脂層的玻璃轉(zhuǎn)化點以及低于其熔點的熱量在預定時間段中連續(xù)地施加到層疊主體，以及大約幾個MPa的壓力在預定時間段中連續(xù)地施加到層疊主體。根據(jù)示例，從大約^(TC到大約330°C的熱量以大約5分鐘或更長(例如10分鐘) 的時間持續(xù)地施加到層疊主體，以及從大約4MPa到大約5MPa的壓力以大約5分鐘或更長時間持續(xù)地施加給層疊主體。在施加熱量和壓力的步驟中，熱塑性樹脂層22a-22f在熱量下軟化。此外，在壓力下，軟化的熱塑性樹脂層22a-22f彼此緊密接觸。由此，熱塑性樹脂層22a-22f—次性地一起結合到絕緣構件20中。此外，軟化的熱塑性樹脂層22f與散熱片60緊密接觸，從而使得絕緣構件20與散熱片60能夠一起結合到單個電路板中。設置成與半導體芯片50鄰接的熱塑性樹脂層22C-2&在壓力下如液體那樣移動并且與半導體芯片50的兩個側面緊密接觸。此外，熱塑性樹脂層22C-2&移動到半導體芯片50的側表面與熱硬化性樹脂層21d之間的間隙中，以填充該間隙。由此，熱塑性樹脂層22C-2&與半導體芯片50的側表面緊密接觸。因此，半導體芯片50由熱塑性樹脂層 22c-22e密封及封裝。在熱量/壓力施加步驟中，導電膏中Sn顆粒與Ag顆粒之間的反應燒結逐步地進行。最后，Sn顆粒與Ag顆粒燒結以及固化。由此，電極51b、51c接合到導電膏(S卩，層間連接構件41，42)。同樣地，導體圖案32-35被接合到導電膏(即，層間連接構件41，42)。由此，能夠獲得圖19B中所示的結構。隨后，焊料球70、71在絕緣構件20的另一個側面上形成。由此，能夠制造出圖19C中所示的電路板。如上所述，根據(jù)圖17中所示的示例，半導體芯片50的兩個側面上的電極51在熱量/壓力施加步驟中通過液相擴散接合而接合到導電膏。以這種方式，施加給半導體芯片 50的局部應力降低，從而使得半導體芯片50的可靠性得以提高。可選擇地，半導體芯片50 的僅僅一個側面上的電極51可以在熱量/應力施加步驟中通過液相擴散接合而接合到導電膏。即便以這種方式，施加給半導體芯片50的局部應力降低，從而使得半導體芯片50的可靠性得以提高。也就是說，圖17中所示示例可概括如下。電路板包括絕緣構件和位于絕緣構件中并且至少一個側面上具有電極的半導體芯片。制造電路板的方法包括層疊步驟和熱量/壓力施加步驟。在層疊步驟中，層疊主體通過將樹脂層以熱塑性樹脂層至少交替地設置以及半導體芯片的兩個側面均設置成與熱塑性樹脂層鄰接的方式層疊而形成。在熱量/壓力施加步驟中，熱量和壓力從層疊主體的兩個側面施加給層疊主體，從而使得層疊主體的熱塑性樹脂層能夠軟化。由此，層疊主體的所有樹脂層能夠一次性地一起結合到絕緣構件中。結果，半導體芯片封裝到絕緣構件中，并且導電膏中的導電顆粒燒結及結合到導體圖案中以形成布線構件。在層疊步驟中，具有填充有導電膏的通孔的熱塑性樹脂層被設置成使得導電膏面對半導體芯片的電極。在熱量/壓力施加步驟中，熱塑性樹脂層的導電膏通過液相擴散接合到半導體芯片的電極，從而使得導電膏中的導電顆粒能夠被燒結。這種變化和變型應當被理解為落入如后附權利要求書所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種制造電路板(10)的方法，其包括準備半導體芯片(50)，該半導體芯片在第一側面上具有第一電極(51a)，并且在與第一側面相反的第二側面上具有第二電極(51b，51c)，所述第一電極(51a)上具有柱形凸塊 (52a)；準備包括多個熱塑性樹脂層(22a-22d)的多個樹脂層Ola-21d，2h-22d)，所述多個樹脂層具有第一樹脂層Olb)、第二樹脂層02b)、以及第三樹脂層Olc)，第一樹脂層 (21b)具有設有焊盤(31)的導體圖案(30)，第二樹脂層由熱塑性樹脂制成，第三樹脂層Olc)由熱塑性樹脂制成并且具有充滿導電膏(40a)的通孔；以使所述多個熱塑性樹脂層(22a-22d)至少交替設置的方式將所述多個樹脂層 (21a-21d,22a-22d)和所述半導體芯片(50)層疊，以形成層疊主體(11)；以及向?qū)盈B主體施加壓力和熱量，從而以使所述半導體芯片(50)被封裝到絕緣構件OO) 中的方式將所述多個樹脂層(21a-21d，22a-22d) —次性地一起結合到單個絕緣構件QO) 中，以形成電路板(10)，其中所述層疊步驟包括將第一樹脂層Olb)以使第一樹脂層Olb)的焊盤(31)通過第二樹脂層(22b)面對半導體芯片(50)的柱形凸塊(52a)的方式設置，該層疊步驟進一步包括將第三樹脂層02c)以使第三樹脂層(22c)的通孔中的導電膏(40a)面對半導體芯片(50) 的第二電極(51b，51c)的方式設置，以及所述施加步驟包括在第一電極(51a)與柱形凸塊(52a)之間以及在第一樹脂層(21b) 的焊盤(31)與柱形凸塊(52a)之間進行固相擴散接合，所述施加步驟進一步包括在第二電極(51b，51c)與第三樹脂層02c)的導電膏(40a)之間進行液相擴散接合，所述施加步驟進一步包括燒結導電膏GOa)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 第一電極(51a)由鋁基材料制成，柱形凸塊(5 )由金制成， 第二電極(51b，51c)由鎳制成， 導體圖案(30)由銅制成，以及導電膏(40a)包含錫和銀。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述層疊步驟進一步包括將由金屬制成的散熱片(60)以散熱片(60)面對半導體芯片 (50)的第二側面的方式放置于層疊主體的表面上，以及所述施加步驟進一步包括將散熱片(60)結合到第三樹脂層Olc)的導電膏GOa)。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括將第二樹脂層(22b)在壓力和熱量下接合到第一樹脂層(21b)上，從而使得焊盤(31) 由第二樹脂層(22b)覆蓋；以及將半導體芯片(50)以倒裝芯片方式在壓力下以及在高于或等于第二樹脂層02b)的熔點的熱量下安裝到第一樹脂層(21b)上，以使得柱形凸塊(52a)通過熔化第二樹脂層 (22b)被擠壓成與焊盤(31)接觸，并且半導體芯片(50)與第一樹脂層(21b)之間的間隙充滿熔化的第二樹脂層02b)，其中所述接合步驟和所述安裝步驟在所述層疊步驟之前進行。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括將第二樹脂層(22b)放置于第一樹脂層(21b)上，以使得焊盤(31)位于第二樹脂層 (22b)的通孔(25)中；以及將半導體芯片(50)以倒裝芯片方式在壓力下以及在高于或等于第二樹脂層02b)的玻璃轉(zhuǎn)化點的熱量下安裝到第一樹脂層(21b)上，以使得柱形凸塊(52a)通過通孔05)被擠壓成與焊盤(31)接觸，并且半導體芯片(50)與第一樹脂層(21b)之間的間隙充滿軟化的第二樹脂層02b)，其中所述放置步驟和所述安裝步驟在所述層疊步驟之前進行。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于， 所述焊盤(31)包括多個焊盤(31)，以及每個焊盤(31)位于一個通孔0 中。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于， 所述焊盤(31)包括多個焊盤(31)，以及至少兩個焊盤(31)位于一個通孔05)中。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述放置步驟包括通過向第二樹脂層02b)的一部分施加壓力和熱量將第二樹脂層 (22b)接合到第一樹脂層(21b)上，以及所述通孔不位于所述部分中。
9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述放置步驟包括通過向第二樹脂層(22b)施加壓力和熱量將第二樹脂層(22b)接合到第一樹脂層(21b)上，從而使得焊盤(31)由第二樹脂層(22b)覆蓋，所述放置步驟進一步包括在第二樹脂層02b)中形成通孔(25)，從而使得被覆蓋的焊盤(31)通過通孔05)暴露。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述層疊步驟包括使第一樹脂層、第二樹脂層、第三樹脂層、以及半導體芯片彼此隔開，以及所述施加步驟包括通過熔化第二樹脂層(22b)將柱形凸塊(5 擠壓成與焊盤(31)接觸，從而使得柱形凸塊(52a)通過固相擴散接合被接合到第一電極(51a)和焊盤(31)。
11.如權利要求1-10中任一項所述的方法，其特征在于，第二樹脂層(22b)與第三樹脂層0 中的每一個具有5微米或更大的厚度。
12.—種電路板，其包括具有熱塑性樹脂部的絕緣構件OO)；半導體芯片(50)，該半導體芯片在第一側面上具有第一電極(51a)，并且在與第一側面相反的第二側面上具有第二電極(51b，51c)，所述半導體芯片(50)由所述熱塑性樹脂部封裝；以及布線構件，該布線構件位于絕緣構件OO)中并且與第一電極(51a)和第二電極(51b， 51c)電連接，該布線構件包括具有焊盤(31)的導體圖案(30)、位于通孔中的層間連接構件 (40)、以及用于連接焊盤(31)和第一電極(51a)的連接部(52)，其中第一擴散層位于第一電極(51a)與連接部(5 之間的界面處，第二擴散層位于焊盤(31)與連接部(5 之間的界面處， 第三擴散層位于第二電極(51b，51c)與層間連接構件00)之間的界面處， 電連接第二電極的層間連接構件GO)的至少一種元素具有低于熱塑性樹脂部的玻璃轉(zhuǎn)化點的熔點，以及連接部(5 由熔點高于熱塑性樹脂部的熔點的材料制成。
13.如權利要求12所述的電路板，其特征在于，所述絕緣構件包括多個樹脂層，所述多個樹脂層包括多個熱塑性樹脂層， 所述多個樹脂層以使所述多個熱塑性樹脂層至少交替地設置以及半導體芯片(50)的兩個側面被夾在相鄰熱塑性樹脂層之間的方式層疊，以及所述多個樹脂層通過將所述多個熱塑性樹脂層作為粘結層一起結合到所述絕緣構件中。
14.如權利要求12或13所述的電路板，其特征在于，進一步包括。散熱片(60)，該散熱片由金屬制成并且位于絕緣構件上，以面對半導體芯片(50)的第二側面，其中所述散熱片陽0)通過所述布線構件連接到第二電極(51c)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有內(nèi)置半導體芯片的電路板以及制造該電路板的方法。具體地，本發(fā)明提出一種電路板(10)，其包括絕緣構件(20)以及由絕緣構件的熱塑性樹脂部封裝的半導體芯片(50)。布線構件位于絕緣構件中并且電連接半導體芯片的相應側面上的第一和第二電極(51a-51c)。布線構件包括焊盤(31)、層間連接構件(40)、以及連接部(52)。在第一電極與連接部之間、焊盤與連接部之間、以及第二電極與層間連接構件之間具有擴散層。層間連接構件的至少一種元素具有低于熱塑性樹脂部的玻璃轉(zhuǎn)化點的熔點。連接部由熔點高于熱塑性樹脂部的熔點的材料制成。本發(fā)明還提出一種制造電路板(10)的方法。
文檔編號H05K3/34GK102256452SQ20111008663
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權日2010年4月2日
發(fā)明者前田幸宏, 原田嘉治, 山內(nèi)毅, 藤井哲夫, 近藤宏司 申請人:株式會社電裝