WO2025115521A1 - Electronic device - Google Patents
Electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- WO2025115521A1 WO2025115521A1 PCT/JP2024/039126 JP2024039126W WO2025115521A1 WO 2025115521 A1 WO2025115521 A1 WO 2025115521A1 JP 2024039126 W JP2024039126 W JP 2024039126W WO 2025115521 A1 WO2025115521 A1 WO 2025115521A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- bridge
- wiring
- layer
- electronic component
- electronic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the groups H01L21/18 - H01L21/326 or H10D48/04 - H10D48/07 e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/60—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
Definitions
- the present invention relates to an electronic device.
- Patent document 1 discloses a technology for connecting multiple semiconductor chips together using an interconnect chip.
- Prior document 1 does not disclose the dielectric loss of the bridge that connects the electronic components and the wiring.
- the present invention aims to provide an electronic device with reduced dielectric loss.
- the electronic device comprises a plurality of electronic components and a bridge that electrically connects the plurality of electronic components, the bridge being formed from a glass substrate and smaller than any of the plurality of electronic components.
- the present invention makes it possible to provide an electronic device with reduced dielectric loss.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an exploded cross-sectional view of the electronic device shown in FIG. 1 .
- 1 is a top view illustrating an external appearance of an electronic device according to an embodiment.
- 1A to 1C are diagrams illustrating a manufacturing process for a bridge of an electronic device according to an embodiment, and are diagrams illustrating a glass substrate preparation process.
- 11A to 11C are diagrams showing a via filling step of filling a through hole formed in a glass substrate with a via to form a part of a bridge through via.
- 1A to 1C are diagrams illustrating an insulating film forming step for forming a bridge insulating layer on a glass substrate.
- 11A to 11C are diagrams illustrating a bridge wiring forming step of forming a bridge wiring on a bridge insulating layer.
- 11A to 11C are diagrams showing an insulating film forming step for forming a bridge insulating layer on the bridge wiring;
- 11A and 11B are diagrams showing a via filling step of forming a through-bridge via by filling an opening formed in a bridge insulating layer.
- 1A to 1C are diagrams illustrating a bridge wiring forming step.
- 1A to 1C are diagrams illustrating a bump electrode forming step.
- 10A and 10B are diagrams illustrating a layer stacking process for an electronic device according to an embodiment, and are diagrams illustrating a release layer forming process for forming a release layer on a panel carrier.
- 1A to 1C are diagrams showing a wiring forming process for forming a first layer line wiring; 1A to 1C are diagrams illustrating a wiring layer forming step for forming a wiring layer and an insulating layer. 11A to 11C are diagrams showing a bridge mounting process for mounting a bridge on a wiring layer. 1A to 1C are diagrams illustrating a resist film forming step. 1A to 1C are diagrams showing a pillar forming process in which a hole formed in a resist film is filled with a via to form a pillar. 1A to 1C are diagrams illustrating a resist film removal step for removing a resist film. 13A-13C show a molding process for covering the bridges and pillars with an insulating layer.
- 11A to 11C are diagrams showing a grinding step for grinding the surface of an insulating layer.
- 1A to 1C are diagrams illustrating an electrode formation process for forming electrodes using a thin metal film.
- 1A to 1C are diagrams illustrating an electronic component mounting process for mounting electronic components on a connection layer.
- 1A to 1C are diagrams showing a molding process for covering electronic components with an insulating layer.
- 11A to 11C are diagrams showing a grinding step for grinding the surface of an insulating layer.
- 11A and 11B are diagrams showing a panel carrier removing step of removing the panel carrier.
- 1A to 1C are diagrams illustrating a bump electrode forming step for forming bump electrodes on a wiring layer.
- FIG. 13 is an external view of a bridge according to a modified example of the present embodiment, as viewed from above. 13 is an external view of a connection layer of a modified example of the present embodiment as viewed from above.
- FIG. 13A to 13C are diagrams illustrating an alignment step in a bridge mounting step of mounting a bridge on a wiring layer. 11 is a cross-sectional view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
- the electronic device 1 according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
- Fig. 1 is a cross-sectional view of the electronic device 1 according to one embodiment of the present invention.
- Fig. 2 is an exploded cross-sectional view of the electronic device 1 shown in Fig. 1. Note that reference numerals for detailed components are omitted in Fig. 1.
- the electronic device 1 includes an electronic component layer 2, a connection layer 3, and a wiring layer 4 (hereinafter referred to as "wiring layer 4") serving as an RDL (re-distribution layer).
- the electronic device 1 is mounted on a substrate 5.
- the electronic component layer 2 is formed by covering a first electronic component 20A, a second electronic component 20B, and a third electronic component 20C as multiple electronic components 20 with an insulating layer 21 described below.
- the electronic component layer 2 processes data using the electronic components 20.
- the electronic component layer 2 stores data and programs.
- the electronic component layer 2 executes programs.
- the electronic component layer 2 performs signal processing.
- the electronic component layer 2 performs communication.
- the electronic component layer 2 interfaces with a sensor device.
- the first electronic component 20A, the second electronic component 20B, and the third electronic component 20C may be referred to simply as "electronic components 20.”
- connection layer 3 is formed by covering one or more bridges 31 with an insulating layer 30, which will be described later.
- the connection layer 3 electrically connects the electronic component layer 2 and the wiring layer 4.
- the connection layer 3 is formed between the electronic component layer 2 and the wiring layer 4.
- the connection layer 3 may function as a so-called interposer.
- the multiple bridges 31 include a first bridge 31A and a second bridge 31B.
- first bridge 31A and the second bridge 31B may be simply referred to as "bridge 31.”
- the wiring layer 4 transmits signals output from the electronic component layer 2.
- the wiring layer 4 physically supports the electronic component layer 2 and the connection layer 3.
- the wiring layer 4 supplies charge to the electronic component layer and/or the connection layer 3.
- the wiring layer 4 is disposed on the opposite side of the connection layer 3 from the electronic component layer 2.
- the wiring layer 4 is made up of two or more layers, including a layer of signal wiring and ground wiring for signal transmission, and a layer of power wiring and ground wiring for charge supply. From the viewpoint of stable charge supply, it is preferable to have the power wiring and ground wiring for charge supply in separate layers, in which case the wiring layer 4 will have three or more layers. It is also preferable to have two or more layers of signal wiring and ground wiring for signal transmission, or to have them in separate layers, from the viewpoint of improving transmission signal quality.
- the substrate 5 physically supports the electronic component layer 2, the connection layer 3, and the wiring layer 4.
- the substrate 5 functions as a wiring substrate.
- the substrate 5 is disposed on the opposite side of the wiring layer 4 from the electronic component layer 2 and the connection layer 3.
- the substrate 5 may be a glass epoxy substrate, or may be a substrate having an insulating layer and a wiring layer provided on a glass base material.
- the electronic component layer 2 has a plurality of electronic components 20 and an insulating layer 21.
- the plurality of electronic components 20 include a first electronic component 20A, a second electronic component 20B, and a third electronic component 20C.
- the electronic components 20 process data.
- the electronic components 20 store data and programs.
- the electronic components 20 execute programs.
- the electronic components 20 perform signal processing.
- the electronic components 20 perform communication.
- the electronic components 20 interface with sensor devices.
- Each electronic component 20 may perform a different function.
- the electronic components 20 may be, for example, logic ICs.
- the electronic components 20 may be, for example, SoCs (System on a chip).
- the electronic components 20 may include memory ICs.
- the electronic components may be, for example, DDR (Double Data Rate), LPDDR (Low-Power Double Data Rate), or HBM (High Bandwidth Memory).
- the electronic components 20 may be arranged so that multiple electronic components 20 are adjacent to one another. That is, a first electronic component 20A, a second electronic component 20B, and a third electronic component 20C may be arranged side by side on the electronic component layer 2. Note that the number of electronic components 20 is not limited to three. The number of electronic components may be two, three or more, or four or more.
- first electronic component 20A and the second electronic component 20B may be arranged side by side so as to be adjacent to each other.
- the second electronic component 20B and the third electronic component 20C may be arranged side by side so as to be adjacent to each other.
- the explanation regarding the first electronic component 20A and the second electronic component 20B which are adjacent to each other may also be applied to the other nth electronic component and (n+1)th electronic component which are adjacent to each other.
- n is a natural number.
- the electronic device 1 can process more information and perform more functions than if it had only one electronic component 20. For example, if there are three or more electronic components 20, the electronic device 1 can process more information and perform more functions.
- ICs integrated circuits
- a specific example of the multiple electronic components 20 is an IC chip (semiconductor chip).
- the IC chip has semiconductor elements arranged at high density.
- the IC chip has a chip substrate, transistors, chip wiring, and a chip insulating layer (not shown).
- the chip substrate is the substrate of the IC chip.
- Transistors function as electronic switches, controlling current in response to changes in voltage.
- An example of a transistor is a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect Transistor).
- Chip wiring is the electronic pathway for transmitting signals between transistors and other components. For example, chip wiring is formed into fine patterns using conductive metals (aluminum or copper). The chip insulation layer prevents shorting of the chip substrate, transistors, and chip wiring.
- the insulating layer 21 seals the periphery of the electronic component 20 including the transistor.
- the insulating layer 21 is, for example, an organic insulating layer such as an epoxy resin.
- the organic insulating layer may contain inorganic particles such as silica or alumina. The inclusion of inorganic particles makes it possible to control the linear expansion coefficient and elastic modulus.
- the insulating layer 21 may be a molded resin.
- the insulating layer 21 may be formed by transfer molding, in which a pellet-shaped material is heated and softened in a plunger, and then the resin is pressed into a mold and cooled and solidified to form the resin.
- the insulating layer 21 may be formed by laminating a build-up resin film and heat-curing it.
- the electronic component 20 has a first opposing portion 200 and an electronic component side electrode 201.
- a bump electrode 202 and a bump electrode 203 are formed on the electronic component side electrode 201.
- the first facing portion 200 faces the bridge 31. Specifically, the first facing portion 200 faces the bridge 31 via the insulating layer 21 of the electronic component layer 2.
- the first facing portion 200 may be a surface facing the bridge 31. Specifically, the first facing portion 200 may be a surface facing the bridge 31 via the insulating layer 21 of the electronic component layer 2.
- the first facing portion 200 may be the bottom surface of the electronic component 20 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the electronic component side electrode 201 is an input/output terminal for current and signals input/output to/from the electronic component 20.
- the electronic component side electrode 201 is formed on the first opposing portion 200.
- the electronic component side electrode 201 is formed of, for example, copper, a copper-aluminum alloy, tin, a tin-silver alloy, a tin-copper-silver alloy, or a laminate or mixture of these.
- the electronic component side electrode 201 is electrically connected to a pillar 32 of the connection layer 3 described later via a bump electrode 202.
- the electronic component side electrode 201 is electrically connected to a bridge 31 of the connection layer 3 described later via a bump electrode 203.
- the bump electrode 203 connected to the bridge electrode 3160 (described later) of the bridge side first electrode 316 (described later) is a signal line terminal
- the bump electrode 203 connected to the via electrode 3161 (described later) of the bridge side first electrode 316 (described later) is either a power supply terminal or a ground terminal.
- the bump electrodes 202 and 203 are formed on the electronic component side electrode 201.
- the bump electrodes 202 and 203 are formed from solder.
- the bump electrodes 202 and 203 may also be formed from copper, silver, gold, tin, or alloys thereof.
- the other bump electrodes described in this embodiment may also be formed from similar materials.
- connection layer 3 has an insulating layer 30, a bridge 31, and a pillar 32 as a connection layer through-electrode.
- the insulating layer 30 seals the periphery of the bridge 31.
- the insulating layer 30 is an organic insulating layer such as an epoxy resin.
- the organic insulating layer may contain inorganic particles such as silica or alumina. The inclusion of inorganic particles makes it possible to control the linear expansion coefficient and elastic modulus.
- the insulating layer 30 may be a molded resin.
- the insulating layer 30 may be formed by transfer molding, in which a pellet-shaped material is heated and softened in a plunger, and then the resin is pressed into a mold and cooled and solidified to form.
- the insulating layer 30 may be formed by laminating a build-up resin film and heat-hardening it.
- the bridge 31 is electrically connected to the electronic component 20. There may be two or more bridges 31. In this embodiment, the multiple bridges 31 include a first bridge 31A and a second bridge 31B. There may be three or more bridges.
- the electronic device 1 can process more information than if there was only one bridge 31.
- the bridge 31 electrically connects adjacent electronic components 20 to each other. That is, the first bridge 31A (nth bridge) electrically connects adjacent first electronic component 20A (nth electronic component) and second electronic component 20B ((n+1)th electronic component). Furthermore, the second bridge 31B ((n+1)th bridge) may electrically connect adjacent second electronic component 20B ((n+1)th electronic component) and third electronic component 20C ((n+2)th electronic component).
- the pillars 32 penetrate the connection layer 3 from the facing portion 33 facing the electronic component layer 2 to the facing portion 34 facing the wiring layer 4, electrically connecting the electronic components 20 to the wiring of the wiring layer 4.
- the pillars 32 are formed in the insulating layer 30.
- the pillars 32 directly electrically connect the electronic component layer 2 and the wiring layer 4.
- the pillars 32 are formed by penetrating the insulating layer 30 from the surface facing the electronic component layer 2 (facing portion 33) to the surface facing the wiring layer 4 (facing portion 34).
- the pillars 32 are formed in a cylindrical shape, and a cavity is formed.
- a conductor is formed on the inner circumferential surface of the cavity.
- the cavity may be filled with a conductor.
- a conductor is copper formed by a plating method.
- the pillar 32 has an exposed portion as a surface that is exposed at the opposing portion 34 on the wiring layer 4 side.
- the exposed portion on the wiring layer 4 side of the pillar 32 is electrically connected to the third layer line wiring 46 formed in the fourth opposing portion 40 of the wiring layer 4 described later.
- the pillar 32 has an exposed portion as a surface that is exposed to the opposing portion 33 on the electronic component layer 2 side.
- the exposed portion of the pillar 32 on the electronic component layer 2 side may be covered with a pillar electrode 320.
- the pillar electrode 320 is, for example, a conductive thin film.
- the pillar electrode 320 is made of copper. Note that the exposed portion of the pillar 32 on the electronic component layer 2 side may be the pillar electrode 320 without providing a conductive thin film.
- the pillar electrode 320 of the connection layer 3 is electrically connected to the bump electrode 202 of the electronic component layer 2.
- the pillar 32 is used, for example, as a power line or a ground line of the electronic component 20.
- the bridge 31 has a glass substrate 310, a bridge wiring 311 and a bridge insulating layer 312 that constitute a bridge wiring section, a second opposing section 313, a third opposing section 314, and a bridge through via 315 as a bridge through electrode.
- the bridge 31 further has a first bridge side electrode 316 and a second bridge side electrode 317.
- the bridge 31 is formed of a glass substrate 310. From the viewpoint of electrical reliability, it is preferable to use non-alkali glass or quartz glass that does not contain alkaline components as the glass substrate 310. It is also preferable to select a glass substrate 310 having an appropriate linear expansion coefficient and elastic modulus from the viewpoint of reliability in relation to the physical properties of the electronic component layer 2, the connection layer 3, the wiring layer 4, and the substrate 5.
- the relative dielectric constant of silicon is, for example, 12.
- the relative dielectric constant of alkali-free glass is, for example, 5.8.
- the relative dielectric constant of quartz glass is, for example, 3.9. Dielectric loss is proportional to the relative dielectric constant. Therefore, the higher the relative dielectric constant, the greater the dielectric loss. Therefore, the bridge 31 that electrically connects multiple electronic components 20 can reduce dielectric loss when the base material is made of glass compared to when it is made of silicon.
- Dielectric loss can have effects on the transmission of information between multiple electronic components 20, such as signal attenuation, limited bandwidth, increased delay, and signal distortion.
- Dielectric loss absorbs and attenuates the energy of a signal. As a result, the signal weakens as it travels along the wire, and signal quality decreases. Signal attenuation is a factor that limits the distance that information can be transmitted.
- Wiring with high dielectric loss can slow down signal transmission speeds because it takes longer for the signal to replenish the energy absorbed within the wiring. Large signal delays reduce the reliability of communication.
- Dielectric losses can cause signals to become distorted during transmission. Large dielectric losses affect the amplitude, phase, and waveform of the signal, reducing signal accuracy.
- the bridge wiring 311 electrically connects the multiple electronic devices 1 to each other.
- the bridge wiring 311 is, for example, a copper wiring.
- power and information can be exchanged directly between multiple electronic components 20 arranged on the electronic component layer 2 via the bridge wiring 311.
- the bridge insulating layer 312 insulates the bridge wiring 311.
- the bridge insulating layer 312 seals the bridge wiring 311.
- the bridge insulating layer 312 is formed on the electronic component layer 2 side of the glass substrate 310, i.e., near the second opposing portion 313.
- the bridge wiring section may be formed in a multi-layer wiring structure having multiple layers of bridge wiring 311.
- the multi-layer wiring structure has multiple bridge insulating layers 312 and multiple bridge wiring 311, and the bridge insulating layers 312 and bridge wiring 311 are stacked alternately. This allows signals to be transmitted between multiple electronic components 20 using a large number of wirings. This makes it possible to improve the density of the electronic components 20 and the wiring.
- the bridge wiring 311 may be directly disposed on the glass substrate 310.
- the bridge wiring 311 may also be disposed on the outermost surface of the bridge 31.
- the bridge wiring section consisting of the bridge insulating layer 312 and the bridge wiring 311 may also be formed on the wiring layer 4 side of the glass substrate 310, i.e., near the third opposing portion 314.
- a via is formed in the bridge 31 to electrically connect the bridge-side first electrode 316 formed on the second opposing portion 313 of the bridge 31 to the bridge wiring 311 formed near the third opposing portion 314. This also improves the density of the electronic components 20 and the wiring.
- the bridge insulating layer 312 may be an organic insulating layer.
- the bridge insulating layer 312 may be, for example, a resin material such as a photosensitive resin material or a polyimide resin as a non-photosensitive resin material.
- An organic insulating layer formed of a resin material generally has a low relative dielectric constant. Therefore, by using an organic insulating layer as the bridge insulating layer 312, the dielectric loss can be further suppressed.
- the bridge insulating layer 312 can also be thickened as the bridge wiring 311 is made thicker, and even in this case, the manufacturing cost can be suppressed. Making the bridge wiring 311 thicker is effective in reducing the conductor resistance of the wiring.
- the organic insulating layer is formed by, for example, spin coating.
- the relative dielectric constant of the organic insulating layer may be lower than the relative dielectric constant of silicon.
- the relative dielectric constant of the organic insulating layer may be lower than the relative dielectric constant of the glass material constituting the glass substrate 310.
- the relative dielectric constant of the organic insulating layer is preferably, for example, 10 or less, and more preferably 5 or less.
- the bridge insulating layer 312 may be an inorganic insulating layer.
- the bridge insulating layer 312 may be silicon dioxide (SiO 2 ).
- the inorganic insulating layer such as silicon dioxide is formed by, for example, chemical vapor deposition (CVD).
- the second facing portion 313 of the bridge 31 faces the first facing portion 200 of each of the multiple electronic components 20. That is, the second facing portion 313 faces the first facing portion 200 of each of the first electronic component 20A, the second electronic component 20B, and the third electronic component 20C.
- the second facing portion 313 may be the upper surface of the bridge 31 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the first facing portion 200 and the second facing portion 313 are electrically connected. Specifically, the first facing portion 200 of the first electronic component 20A is electrically connected to the bridge-side first electrode 316 formed on the second facing portion 313 of the bridge 31 via the bump electrode 203. The first facing portion 200 of the second electronic component 20B is electrically connected to the bridge-side first electrode 316 formed on the second facing portion 313 of the bridge 31 via the bump electrode 203. The first facing portion 200 of the first electronic component 20A is electrically connected to the pillar electrode 320 formed on the facing portion 33 on the electronic component layer 2 side of the connection layer 3 via the bump electrode 202.
- the third opposing portion 314 of the bridge 31 is formed on the opposite side of the bridge 31 to the second opposing portion 313 of the bridge 31.
- the third opposing portion 314 faces the wiring layer 4.
- the third opposing portion 314 faces the wiring layer 4 via the insulating layer 30.
- the third opposing portion 314 may be the underside of the bridge 31 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the bridge wiring 311 is formed extending horizontally inside the bridge insulating layer 312, and is further formed extending until it bends at both horizontal ends toward the electronic components 20 of the electronic component layer 2 and is exposed at the second opposing portion 313.
- the horizontal direction is the direction parallel to the surface of the second opposing portion 313.
- the bridge wiring 311 is formed extending inside the bridge insulating layer 312 from the vertically lower portion of the first electronic component 20A to the vertically lower portion of the second electronic component 20B.
- the bridge wiring 311 is formed so that it is bent at the end portion on the first electronic component 20A side and extends until it is exposed at the second opposing portion 313.
- the bridge wiring 311 is formed so that it is bent at the end portion on the second electronic component 20B side and extends until it is exposed at the second opposing portion 313.
- the current and information output from the first electronic component 20A is transmitted from the bump electrode 203 of the electronic component side electrode 201 to the bridge wiring 311 via the bridge electrode 3160 (described below) of the bridge side first electrode 316 formed on the first electronic component 20A side of the bridge 31.
- the second electronic component 20B receives the current and information transmitted to the bridge wiring 311 from the bridge electrode 3160 of the bridge side first electrode 316 formed on the second electronic component 20B side of the bridge 31 via the bump electrode 203 of the electronic component side electrode 201 of the second electronic component 20B.
- the current and information output from the second electronic component 20B is transmitted from the bump electrode 203 of the electronic component side electrode 201 to the bridge wiring 311 via the bridge electrode 3160 of the bridge side first electrode 316 formed on the second electronic component 20B side of the bridge 31.
- the first electronic component 20A receives the current and information transmitted to the bridge wiring 311 from the bridge electrode 3160 of the bridge side first electrode 316 formed on the first electronic component 20A side of the bridge 31 via the bump electrode 203 of the electronic component side electrode 201 of the first electronic component 20A.
- the bridge through via 315 directly electrically connects the electronic component layer 2 and the wiring layer 4.
- the bridge through via 315 is formed penetrating from the second opposing portion 313 opposing the electronic component layer 2 to the third opposing portion 314 opposing the wiring layer 4.
- the bridge through via 315 is formed in a cylindrical shape, and a cavity is formed.
- a conductor is formed on the inner peripheral surface of the cavity.
- the cavity may be filled with a conductor.
- One example of the conductor is copper formed by a plating method. It is preferable that the multiple bridge through vias 315 have a via diameter of 15 ⁇ m or less and are formed at a pitch of 25 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. Within this range, the bridge through vias 315 tend to maintain high strength while increasing the bridge density.
- the bridge through via 315 is preferably a straight via electrode that penetrates from the second opposing portion 313 to the third opposing portion 314. That is, the bridge through via 315 is preferably a straight via electrode that penetrates the glass substrate 310 and the bridge insulating layer 312 in a straight line. This allows the wiring length to be shortened when electrically connecting the electronic component 20 and the wiring layer 4 via the bridge 31. This configuration is particularly effective when an HBM is used as the electronic component 20. In the HBM, the contacts of the signal lines are densely arranged, and the contacts of the power line and the ground line are also arranged near that portion.
- the power line of the electronic component 20 and the power line of the wiring layer 4 are connected via the bridge through via 315, so the connection distance between them is shortened.
- the ground line of the electronic component 20 and the ground line of the wiring layer 4 are connected via the bridge through via 315, so the connection distance between them is shortened.
- the bridge wiring 311 can be used as a signal line to electrically connect multiple electronic components 20 to each other with a short wiring length
- the bridge through via 315 can be used as a power line or ground line to electrically connect the electronic components 20 to the wiring layer 4 with a short wiring length.
- a bridge-side first electrode 316 is formed on the second opposing portion 313. That is, the bridge-side first electrode 316 is formed on the second opposing portion 313 of the bridge 31.
- the bridge-side first electrode 316 is electrically connected to the bump electrode 203 of the electronic component 20 on the electronic component layer 2.
- the bridge-side first electrode 316 includes a bridge electrode 3160 and a via electrode 3161.
- the bridge electrode 3160 is, for example, formed of a conductive thin film that extends from the bridge wiring 311 sealed in the bridge insulating layer 312 toward the electronic component 20 and electrically covers the exposed surface at the second opposing portion 313.
- the bridge electrode 3160 is formed of copper. Note that the exposed portion of the bridge wiring 311 on the second opposing portion 313 side may be used as the bridge electrode 3160 without providing a conductive thin film.
- the via electrode 3161 is formed, for example, from a conductive thin film that extends from the bridge through via 315 toward the electronic component 20 and covers the exposed portion as the surface exposed to the third opposing portion 314.
- the via electrode 3161 is formed from copper. Note that the exposed portion on the second opposing portion 313 side of the bridge wiring 311 may be used as the via electrode 3161 without providing a conductive thin film.
- a bridge-side second electrode 317 is formed on the third opposing portion 314. That is, the bridge-side second electrode 317 is formed on the third opposing portion 314 of the bridge 31. The bridge-side second electrode 317 is electrically connected to the third layer line wiring 46 of the wiring layer 4.
- the second bridge-side electrode 317 includes a via electrode 3170 and a bump electrode 3171.
- the bump electrode 3171 may have a structure in which a solder material is formed at the tip of a copper pillar, and preferably the solder contains tin and bismuth.
- the via electrode 3170 is formed, for example, from a conductive thin film that extends from the bridge through via 315 toward the wiring layer 4 and covers the exposed portion as the surface exposed to the third opposing portion 314.
- the via electrode 3170 is formed from copper. Note that the exposed portion of the bridge wiring 311 on the third opposing portion 314 side may be used as the via electrode 3170 without providing a conductive thin film.
- a bump electrode 3171 is formed on the via electrode 3170.
- the bump electrode 3171 is connected to either the power line or the ground line of the wiring layer 4.
- the wiring layer 4 has a fourth opposing portion 40, a fifth opposing portion 41, a first layer line wiring 42, a first insulating layer 43, a second layer line wiring 44, a second insulating layer 45, a third layer line wiring 46, a first layer via wiring 47, a second layer via wiring 48, and a bump electrode 49.
- the fourth opposing portion 40 faces the third opposing portion 314 of the bridge 31. Specifically, the fourth opposing portion 40 faces the bridge 31 via the insulating layer 30 of the connection layer 3.
- the fourth opposing portion 40 may be a surface facing the bridge 31.
- the fourth opposing portion 40 may be a surface facing the bridge 31 via the insulating layer 30 of the connection layer 3.
- the fourth opposing portion 40 may be the upper surface of the wiring layer 4 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the fourth opposing portion 40 of the wiring layer 4 and the third opposing portion 314 of the bridge 31 of the connection layer 3 are electrically connected.
- the third-layer line wiring 46 of the fourth opposing portion 40 of the wiring layer 4 is electrically connected to the via electrode 3170 formed on the bridge 31 of the connection layer 3.
- the via electrode 3170 of the bridge-side second electrode 317 formed on the first electronic component 20A side is electrically connected to the third-layer line wiring 46 of the wiring layer 4.
- the via electrode 3170 of the bridge-side second electrode 317 formed on the second electronic component 20B side is electrically connected to the third-layer line wiring 46 of the wiring layer 4.
- the bridge 31 is metal-bonded to the wiring layer 4 by flip-chip mounting. This allows the bridge 31 to be mounted with extremely high positioning accuracy.
- the fifth opposing portion 41 is formed on the wiring layer 4 on the opposite side to the fourth opposing portion 40 of the wiring layer 4.
- the fifth opposing portion 41 faces the substrate 5.
- the fifth opposing portion 41 faces the substrate 5 via a bump electrode 49 formed on the fifth opposing portion 41.
- the fifth opposing portion 41 may be the underside of the wiring layer 4 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the first layer line wiring 42 is formed in the fifth opposing portion 41 of the wiring layer 4.
- the first layer line wiring 42 may be formed from copper wiring.
- the first insulating layer 43 insulates the first layer line wiring 42, the first layer via wiring 47, and the second layer line wiring 44.
- the first insulating layer 43 is formed on the top of the first layer line wiring 42 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the first insulating layer 43 can be formed of a resin such as polyimide, polybenzoxazole, or benzocyclobutene, for example. If these resins have a photosensitive function, vias (openings) can be formed by photolithography and filled with a conductive material such as metal to electrically connect the wiring layers formed above and below the resin material. If the resin material is not photosensitive, the vias can be opened by laser light irradiation or dry etching.
- the second layer line wiring 44 is laminated on the first insulating layer 43 on the side opposite the first layer line wiring 42.
- the second layer line wiring 44 is formed to improve the density of the electronic components 20 and wiring when multiple electronic components 20 are mounted in the electronic device 1 according to this embodiment.
- the second layer line wiring 44 is laminated on top of the first insulating layer 43 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the second layer line wiring 44 can be formed from the same composition as the first layer line wiring 42.
- the second insulating layer 45 insulates the second layer line wiring 44, the second layer via wiring 48, and the third layer line wiring 46.
- the second insulating layer 45 is laminated on top of the second layer line wiring 44 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the second insulating layer 45 can be formed with the same composition as the first insulating layer 43.
- the third layer line wiring 46 is formed in the fourth opposing portion 40 of the wiring layer 4. When the connection layer 3 and the wiring layer 4 are joined, the third layer line wiring 46 is electrically connected to the exposed portion of the pillar 32 formed in the connection layer 3 on the wiring layer 4 side. When the connection layer 3 and the wiring layer 4 are joined, the third layer line wiring 46 is electrically connected to the bridge side second electrode 317 of the bridge 31.
- the third layer line wiring 46 is laminated on top of the second insulating layer 45 when the electronic device 1 shown in FIG. 1 is placed on a horizontal surface.
- the third layer line wiring 46 can be formed from the same composition as the first layer line wiring 42 and the second layer line wiring 44.
- the first layer via wiring 47 electrically connects the first layer line wiring 42 and the second layer line wiring 44.
- the first layer via wiring 47 is formed to extend vertically from the first layer line wiring 42 to the second layer line wiring 44.
- the second layer via wiring 48 electrically connects the second layer line wiring 44 and the third layer line wiring 46.
- the second layer via wiring 48 is formed to extend vertically from the second layer line wiring 44 to the third layer line wiring 46.
- the bump electrode 49 electrically connects the wiring layer 4 and the substrate 5. When the wiring layer 4 and the substrate 5 are joined, the bump electrode 49 electrically connects the first layer line wiring 42 of the wiring layer 4 and wiring (not shown) of the substrate 5. The bump electrode 49 is formed on the fifth opposing portion 41.
- Fig. 3 is an external view of the electronic device 1 according to the present embodiment as viewed from above.
- FIG. 3 shows the first electronic component 20A, the second electronic component 20B, the third electronic component 20C, the first bridge 31A, and the second bridge 31B that are included in the electronic device 1 according to this embodiment.
- the bridge 31 is positioned so as to overlap each of the multiple electronic components 20.
- the electronic components 20 can be densely arranged on the electronic component layer 2. Therefore, in an electronic device 1 of specified dimensions, the amount of information that the electronic components 20 can process can be increased.
- a portion of the first electronic component 20A overlaps with a portion of the first bridge 31A.
- a portion of the second electronic component 20B overlaps with a portion of the first bridge 31A.
- a portion of the second electronic component 20B overlaps with a portion of the second bridge 31B.
- a portion of the third electronic component 20C overlaps with a portion of the second bridge 31B.
- the electronic component side electrode 201 of the first electronic component 20A overlaps with the bridge-side first electrode 316 of the first bridge 31A.
- the electronic component side electrode 201 of the second electronic component 20B overlaps with the bridge-side first electrode 316 of the first bridge 31A.
- the electronic component side electrode 201 of the second electronic component 20B overlaps with the bridge-side first electrode 316 of the second bridge.
- the electronic component side electrode 201 of the third electronic component 20C overlaps with the bridge-side first electrode 316 of the second bridge 31B. The same applies below.
- the bump electrode 203 of the electronic component side electrode 201 of the first electronic component 20A is electrically connected to the bridge electrode 3160 and via electrode 3161 of the bridge side first electrode 316 of the first bridge 31A.
- the bump electrode 203 of the electronic component side electrode 201 of the second electronic component 20B is electrically connected to the bridge electrode 3160 and via electrode 3161 of the bridge side first electrode 316 of the first bridge 31A.
- connection between the electrodes of the electronic component 20 and the connection layer 3 can be made using solder.
- the solder preferably contains tin as the main component and silver.
- the solder connection between the bridge and the wiring layer 4 is also heated to a certain extent in the process of connecting the electronic component to the connection layer 3. If the solder connecting the bridge and the wiring layer 4 melts at this time, the bridge may become misaligned.
- the melting point of this part can be made much higher than the melting point of the solder containing tin and silver as the main component. This is preferable because the solder connecting the bridge and the wiring layer 4 does not melt when the electronic component is soldered to the connection layer 3, and there is no adverse effect on the mounting accuracy of the bridge.
- the bridge 31 may be smaller than any of the multiple electronic components 20 connected to it.
- the first bridge 31A is smaller than the first electronic component 20A and smaller than the second electronic component 20B.
- the area of the first bridge 31A is smaller than the area of the first electronic component 20A and the area of the second electronic component 20B.
- the area of the first bridge 31A when viewed in a plan view is smaller than both the area of the first electronic component 20A and the area of the second electronic component 20B when viewed in a plan view.
- the proportion of the bridge 31 using the glass substrate 310 in the wiring layer 4 can be reduced, thereby preventing an increase in costs.
- FIG. 4A is a diagram showing the glass substrate preparation process for preparing glass substrate 310.
- glass substrate 310 is prepared.
- Glass substrate 310 is, for example, a glass wafer.
- FIGS. 4A to 4H show glass substrate 310 of the size of one bridge 31.
- FIG. 4B is a diagram showing a via filling process in which a via is filled in the formed through hole to form a part of the bridge through via 315 after the through hole forming process in which a through hole is formed in the glass substrate 310.
- a through hole is formed so as to penetrate from the first main surface 310A to the second main surface 310B (the third opposing portion 314 of the bridge 31) of the glass substrate 310.
- the through hole is formed, for example, by laser processing. It is also preferable to smooth the surface of the through hole by etching with hydrofluoric acid after the laser processing.
- the through hole is formed by forming a seed layer by sputtering film formation or electroless plating, and then forming a metal such as copper on it by electrolytic plating to perform a conductive process with low resistance.
- a metal layer may be formed only on the inner wall surface of the through hole, or the entire hole may be filled with metal.
- a via electrode is formed as at least a part of the bridge through via 315.
- FIG. 4C is a diagram showing an insulating film forming process for forming a bridge insulating layer 312 on the first main surface 310A of the glass substrate 310.
- the bridge insulating layer 312 is formed on the first main surface 310A of the glass substrate 310.
- the bridge insulating layer 312 is formed by depositing an organic insulating layer by, for example, spin coating. Polyimide, polybenzoxazole, benzocyclobutene, etc. can be used as the organic insulating film layer material. Alternatively, it is formed by depositing an inorganic insulating layer such as SiO 2 by CVD or the like.
- FIG. 4D is a diagram showing a bridge wiring formation process for forming bridge wiring 311 on bridge insulating layer 312. As shown in FIG. 4D, on the first main surface 310A side of glass substrate 310, bridge wiring 311 is further formed on bridge insulating layer 312. Bridge wiring 311 is formed by additive method, for example. In additive method, resist is formed on bridge insulating layer 312, and bridge wiring 311 is formed by electroless plating (full additive method).
- a method of forming a seed layer made of titanium or copper by sputtering, forming a wiring pattern with resist, forming metal wiring such as copper by electrolytic plating, and then peeling off the resist, and etching away the seed layer between wiring to form wiring (semi-additive method) or damascene process can also be used.
- Copper wiring for example, is used as bridge wiring 311.
- FIG. 4E is a diagram showing an insulating film formation process for forming a bridge insulating layer 312 on the bridge wiring 311.
- a bridge insulating layer 312 is further formed on the bridge wiring 311 laminated on the bridge insulating layer 312, and the bridge wiring 311 is sealed with the bridge insulating layer 312.
- the bridge wiring section may be formed with a multi-layer wiring structure having multiple layers of bridge wiring 311 by repeating the process of FIG. 4D and the process of FIG. 4E.
- the bridge wiring section has multiple layers of bridge insulating layers 312 and multiple layers of bridge wiring 311, and the bridge insulating layers 312 and bridge wiring 311 are laminated alternately. This allows signals to be transmitted between multiple electronic components 20 using a large number of wirings.
- the wiring width becomes narrower and the number of wiring layers increases.
- the width of the bridge wiring and the spacing between the wiring are both 2 ⁇ m, in the case of 1024 bits, the number of bridge wiring layers may be six or more.
- FIG. 4F is a diagram showing a via filling process in which the openings formed in the bridge insulating layer 312 are filled with vias to form bridge through vias 315 after the opening forming process in which openings are formed in the bridge insulating layer 312.
- a via opening
- the conductive material is connected to a via electrode (not shown) of the glass substrate 310 to form the bridge through via 315.
- the via opening can also be formed by laser light irradiation or dry etching.
- a seed layer is first formed on the inner surface of the via by sputtering.
- a titanium film is used as the seed layer.
- the via is filled by electrolytic plating to form the bridge through via 315.
- the via electrode as the bridge through via 315 is formed of, for example, copper.
- the surface of the bridge 31 is polished by CMP to remove excess metal parts formed during the via filling process.
- the surface on the first main surface 310A side polished by CMP becomes the second opposing portion 313 of the bridge 31.
- the second main surface 310B of the glass substrate 310 becomes the third opposing portion 314 of the bridge 31.
- FIG. 4G is a diagram showing the bridge wiring formation process.
- bridge wiring 311 is additionally formed so that bridge wiring 311 is exposed from second opposing portion 313.
- This additional wiring is formed by, for example, a damascene method or a semi-additive method.
- bridge wiring 311 is formed that is bent at both horizontal ends and has ends exposed at second opposing portion 313.
- FIG. 4H is a diagram showing the bump electrode formation process.
- a bridge-side second electrode 317 is formed on the third opposing portion 314 side of the bridge through via 315. That is, a via electrode 3170 is formed as a seed layer on the exposed portion on the third opposing portion 314 side of the bridge through via 315, and a bump electrode 3171 is further formed on the via electrode 3170. Note that the formation of the seed layer may be omitted.
- the bridge 31 is then cut to chip size by dicing, and the bridge 31 with the bump electrode formed is completed.
- FIGS 5A to 5O are diagrams showing the stacking process for the electronic device 1 according to an embodiment.
- FIG. 5A is a diagram showing a release layer forming process in which a release layer 102 is formed on the panel carrier 100 prepared in the panel carrier preparation process.
- a release layer 102 is formed on the panel carrier 100, which serves as a base.
- the material of the panel carrier can be preferably glass, ceramics such as alumina, silicon, etc.
- Glass carriers have a wide variety of linear expansion coefficients, and by using one with an appropriate linear expansion coefficient, the range of warping during the process can be kept within a certain range, which is preferable.
- Ceramic carriers have a large elastic modulus, which makes it easy to suppress warping after the formation of the wiring layer and the molding material, which is preferable.
- Silicon carriers have a high elastic modulus, which makes it effective in suppressing warping during the process, and it is easy to increase the flatness and smoothness of the surface, making it easy to form fine wiring, which is preferable.
- FIG. 5B is a diagram showing the wiring formation process for forming the first layer line wiring 42 on the release layer 102. As shown in FIG. 5B, a copper layer is formed on the release layer 102 to form the first layer line wiring 42.
- the patterned first layer line wiring 42 is formed, for example, by a damascene method or a semi-additive method.
- FIG. 5C is a diagram showing the wiring layer formation process for forming the wiring layer 4 on the release layer 102. As shown in FIG. 5C, the wiring layer 4 is laminated on the release layer 102.
- the wiring layer 4 is formed by stacking a first insulating layer 43, a second layer line wiring 44, a second insulating layer 45, and a third layer line wiring 46 in this order on a first layer line wiring 42.
- the first layer via wiring 47 may be formed after the first insulating layer 43 is formed.
- the second layer via wiring 48 may be formed after the second insulating layer 45 is formed.
- FIG. 5D is a diagram showing the bridge mounting process for mounting the bridge 31 on the wiring layer 4.
- the bridge 31 first bridge 31A, second bridge 31B
- the bridge 31 is metallically bonded to the wiring layer 4 by flip-chip mounting.
- the bridge-side second electrode 317 of the bridge 31 is metallically bonded to the contact portion in the third-layer line wiring 46 of the wiring layer 4. This allows the bridge 31 to be mounted with extremely high positioning precision.
- FIG. 5E is a diagram showing a resist film formation process, which is part of the pillar formation process. As shown in FIG. 5E, a thick resist film 104 is formed so as to cover the bridges 31 (first bridge 31A, second bridge 31B).
- FIG. 5F is a diagram showing a pillar formation process in which a via is filled in a hole formed in the resist film 104 to form a pillar 32 after the hole formation process in which a hole is formed in the resist film 104.
- a hole is formed by etching a predetermined portion of the resist film 104 (the contact portion in the third layer line wiring 46), and then the formed hole is filled with a via by electrolytic plating to form the pillar 32.
- via filling a seed layer is first formed on the inner surface of the hole by sputtering.
- a titanium film is used as the seed layer.
- the via is filled by electrolytic plating to form the pillar 32.
- the metal pillar as the pillar 32 is formed from, for example, copper.
- the following steps may be carried out in that order on the wiring layer 4 before mounting the bridge: applying resist, forming holes in the resist by lithography or the like, forming a seed layer by sputtering, forming pillars by electrolytic plating, and removing the resist, and then forming the pillars, after which the bridge, etc. may be mounted.
- FIG. 5G is a diagram showing the resist film removal process for removing the resist film 104. As shown in FIG. 5G, the resist film 104 is removed to expose the bridges 31 (first bridge 31A, second bridge 31B) and pillars 32.
- FIG. 5H is a diagram showing the molding process in which the bridge 31 and pillar 32 are covered with the insulating layer 30.
- the bridge 31 first bridge 31A, second bridge 31B
- pillar 32 are molded with the insulating layer 30.
- the space between the bridge 31 and the wiring layer 4 may be sealed with a liquid underfill material, and molding may then be performed.
- FIG. 5I is a diagram showing the grinding process for grinding the surface of the insulating layer 30.
- the surface of the insulating layer 30 is ground with a grinder or the like to expose the second opposing portion 313 of the bridge 31.
- the pillar 32 is also ground to form an exposed portion of the pillar 32 on the opposing portion 33 side of the connection layer 3 on the electronic component layer 2 side.
- FIG. 5J is a diagram showing the electrode formation process for forming electrodes made of thin film metal.
- a bridge electrode 3160 made of thin film metal is formed on the surface of the bridge wiring 311 exposed at the second opposing portion 313 of the bridge 31 (first bridge 31A, second bridge 31B), and a via electrode 3161 made of thin film metal is formed on the surface of the bridge through via 315.
- a pillar electrode 320 made of thin film metal is formed on the surface of the pillar 32.
- this process is not necessarily required, and the exposed surfaces of the bridge wiring 311, the bridge through via 315, and the pillar 32 may be used as electrodes as they are. In this way, the connection layer 3 is formed.
- FIG. 5K is a diagram showing the electronic component mounting process for mounting electronic components 20 on the connection layer 3.
- electronic components 20 (first electronic component 20A, second electronic component 20B, third electronic component 20C) are mounted on the connection layer 3 so as to overlap a part of bridge 31 (first bridge 31A, second bridge 31B).
- bump electrodes 203 and 202 of electronic components 20 (first electronic component 20A, second electronic component 20B, third electronic component 20C) are bonded to bridge 31 (first bridge 31A, second bridge 31B) and pillar 32.
- electronic components 20 are metallically bonded to connection layer 3 by flip-chip mounting. This allows electronic components 20 to be mounted with extremely high positioning accuracy.
- FIG. 5L is a diagram showing a molding process in which electronic components 20 are covered with insulating layer 21. As shown in FIG. 5L, electronic components 20 (first electronic component 20A, second electronic component 20B, third electronic component 20C) are molded with insulating layer 21.
- Figure 5M shows the grinding process for grinding the surface of insulating layer 21.
- insulating layer 21 is ground with a grinder or the like to expose the surfaces of electronic components 20 (first electronic component 20A, second electronic component 20B, third electronic component 20C). This process is not necessarily required, but is useful when forming a heat dissipation structure directly on electronic component 20 for heat dissipation.
- FIG. 5N is a diagram showing the panel carrier removal process for removing the panel carrier 100. As shown in FIG. 5N, the panel carrier 100 and the release layer 102 are removed.
- Figure 5O is a diagram showing the bump electrode formation process for forming bump electrodes 49 on the wiring layer 4. As shown in Figure 5O, bump electrodes 49 are formed on the first-layer line wiring 42 of the wiring layer 4. This completes the electronic device 1. The electronic device 1 is then mounted on the substrate 5 using the bump electrodes 49.
- Figs. 6A to 6C show modified examples of this embodiment.
- Fig. 6A is an external view of the bridge 31 of the modified example as viewed from above (planar view).
- Fig. 6B is an external view of the wiring layer 4 as viewed from above (planar view).
- Fig. 6C is a diagram showing an alignment process in the bridge mounting process in which the bridge 31 is mounted on the wiring layer 4. Note that the third layer line wiring 46 is omitted from Figs. 6B and 6C.
- the bridge 31 has a first alignment mark 50A as an alignment mark.
- the first alignment mark 50A is disposed near the second opposing portion 313 (see FIG. 4H).
- the first alignment mark 50A is disposed, for example, in the bridge insulating layer 312.
- the first alignment mark 50A may be disposed in the same layer in which the bridge wiring 311 is disposed.
- the first alignment mark 50A may be made of the same material as the bridge wiring 311. This makes the process of forming the alignment mark easier.
- the first alignment mark 50A may be disposed in a layer different from the layer in which the bridge wiring 311 is disposed.
- the first alignment mark 50A may be made of a material different from the bridge wiring 311.
- the first alignment mark 50A is arranged in the same layer as the bridge wiring 311, but spaced apart from the bridge wiring 311. In this way, the first alignment mark 50A is provided separately from the bridge wiring 311, making it possible to perform more accurate alignment. However, a part of the bridge wiring 311 may also serve as the first alignment mark 50A.
- the first alignment mark 50A has a shape corresponding to the second alignment mark 50B arranged on the wiring layer 4 described below.
- the first alignment mark 50A is, for example, a cross-shaped mark. However, it is not limited to this.
- first alignment marks 50A are provided, and more preferably, three or more are provided. In this modified example, three first alignment marks 50A are provided.
- the first alignment mark 50A may be disposed on the surface of the second opposing portion 313 (see FIG. 4H).
- the first alignment mark 50A may be disposed on the bridge insulating layer 312.
- the first alignment mark 50A may also be disposed on the glass substrate 310 on the second opposing portion 313 side.
- the first alignment mark 50A may be disposed near the third opposing portion 314 (see FIG. 4H).
- the first alignment mark 50A disposed near the third opposing portion 314 can be recognized by a camera through the glass substrate 310.
- the first alignment mark 50A may be disposed on the surface of the third opposing portion 314.
- the first alignment mark 50A may also be disposed on the glass substrate 310 on the third opposing portion 314 side.
- the first alignment mark 50A may be disposed on the light-transmitting insulating layer.
- the distance to the second alignment mark 50B described later becomes closer, so that the alignment accuracy can be improved.
- the wiring layer 4 has a second alignment mark 50B.
- the second alignment mark 50B is provided on the surface of the wiring layer 4.
- the second alignment mark 50B may be made of the same material as the third layer line wiring 46. This makes the process of forming the alignment mark easier. However, the second alignment mark 50B may be made of a material different from that of the third layer line wiring 46.
- the second alignment mark 50B has a shape corresponding to the first alignment mark 50A.
- the second alignment mark 50B is, for example, a mark made up of four rectangles. However, this is not limited to this.
- second alignment marks 50B are provided, and more preferably, three or more are provided. In this modified example, three second alignment marks 50B are provided. The second alignment marks 50B are provided in a number corresponding to the number of first alignment marks 50A.
- FIG. 6C is a diagram for explaining the alignment process when flip-chip mounting bridge 31 on wiring layer 4.
- FIG. 6C is a top view of wiring layer 4 and bridge 31 arranged on wiring layer 4. Specifically, it is a plan view of FIG. 5D from the top to the bottom of the paper.
- the bridge 31 is made of a translucent material from the second opposing portion 313 to the third opposing portion 314.
- the glass substrate 310 of the bridge 31 is a translucent material.
- the bridge insulating layer 312 is made of a translucent material.
- the bridge insulating layer 312 is preferably a translucent resin material or a translucent inorganic material.
- the translucent resin material is not particularly limited as long as it is translucent, and epoxy, polyimide, polybenzoxazole, benzocyclobutene, etc. can be used. As long as translucency is ensured, particles may be dispersed in these resins.
- the material of the particles is not particularly limited, and silica, alumina, barium sulfate, talc, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, etc. can be used.
- the translucent inorganic material is not particularly limited, and for example, silicon oxide, silicon nitride, silicon carbonitride, aluminum oxide, etc. can be used.
- the surface of the wiring layer 4 can be seen through the bridge 31, except for the wiring parts such as the bridge wiring 311 provided on the bridge 31.
- the second alignment mark 50B arranged on the wiring layer 4 can be confirmed by the camera through the bridge 31. Furthermore, when the first alignment mark 50A is arranged near the third opposing portion 314, the first alignment mark 50A arranged near the third opposing portion 314 can also be confirmed by the camera through the glass substrate 310 of the bridge 31.
- the first alignment mark 50A of the bridge 31 is aligned with the second alignment mark 50B of the wiring layer 4, thereby accurately aligning the position and rotation direction of the bridge 31 on the wiring layer 4.
- flip-chip mounting is performed.
- flip-chip mounting by metal bonding is possible after accurate alignment, so the bridge 31 can be mounted with higher positional accuracy.
- first alignment marks 50A and second alignment marks 50B are provided in order to accurately align the position and rotation direction of the bridge 31 on the wiring layer 4. More preferably, there are three or more first alignment marks 50A and second alignment marks 50B. It is preferable that a plurality of first alignment marks 50A are arranged near the outer periphery of the bridge 31 in a planar view. When the shape of the bridge 31 is rectangular in a planar view, it is preferable that the alignment marks are provided at two or more, preferably three or more, of the four corners of the rectangular shape.
- the first alignment mark 50A is formed as an alignment mark on the glass bridge 31 formed from the glass substrate.
- the first alignment mark 50A may be formed on either the second opposing portion 313 side or the third opposing portion 314 side.
- the first alignment mark 50A is formed on the third opposing portion 314 side, it is preferable that it is formed so that it can be recognized through the glass substrate 310 from the second opposing portion 313 side.
- the first alignment mark 50A can be observed from the second opposing portion 313 side, when performing alignment when mounting the glass bridge 31 on the wiring layer 4, the first alignment mark 50A formed on the glass bridge 31 and the second alignment mark 50B formed on the wiring layer 4 can be recognized from the second opposing portion 313 side of the glass bridge 31 with a single camera, and further, it is possible to perform position recognition and position correction with the camera until the glass bridge 31 comes into contact with the wiring layer 4, thereby improving the mounting accuracy of the glass bridge 31.
- the first alignment mark 50A is formed on the second opposing portion 313 side, if the first alignment mark 50A and the second alignment mark 50B can be observed simultaneously from the second opposing portion 313 side, then when performing alignment when mounting the glass bridge 31 on the wiring layer 4, the first alignment mark 50A formed on the glass bridge 31 and the second alignment mark 50B formed on the wiring layer 4 can be recognized with a single camera from the second opposing portion 313 side of the glass bridge 31, and further, position recognition and position correction can be performed with the camera until the glass bridge 31 comes into contact with the wiring layer 4, improving the mounting accuracy of the glass bridge 31.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of an electronic device according to another embodiment of the present invention. Note that the electronic device 1A has the same basic configuration as the electronic device 1, so only the differences will be described below.
- the electronic device 1A has a second wiring layer 6 between the electronic component layer 2 and the connection layer 3.
- the second wiring layer 6 has power wiring and ground wiring, similar to the wiring layer 4, which are connected to the power line and ground line of the wiring layer 4 via pillars 32, respectively.
- the second wiring layer 6 has signal wiring, which, like the bridge wiring 311, is responsible for transmitting signals between the electronic components 20A, 20B, and 20C.
- This embodiment also provides an electronic device 1 that allows the bridge 31 to be mounted on the wiring layer 4 with high positional accuracy.
- the electronic device 1 of this embodiment includes a plurality of electronic components 20 and a bridge 31 that electrically connects the plurality of electronic components 20.
- the bridge 31 is formed from a glass substrate 310 and is smaller than any of the plurality of electronic components 20. This makes it possible to provide an electronic device 1 with reduced dielectric loss. In addition, the amount of material used to construct the bridge 31 can be reduced, thereby reducing costs.
- each of the electronic components 20 has a first facing portion 200 facing the bridge 31, the bridge 31 has a second facing portion 313 facing the first facing portion 200 of the electronic components 20, and a third facing portion 314 formed on the opposite side of the second facing portion 313, and the bridge 31 further has a bridge through electrode 315 (bridge through via 315) that penetrates from the second facing portion 313 to the third facing portion 314.
- a stable charge supply to the electronic component 20 can be performed.
- the power supply line of the electronic component 20 and the power supply line of the wiring layer 4 can be connected over a short distance.
- the ground line of the electronic component 20 and the ground line of the wiring layer 4 can be connected over a short distance.
- the bridge 31 further includes bridge wiring 311 that electrically connects the multiple electronic components 20 to each other. This allows the multiple electronic components 20 to directly exchange power and information with each other via the bridge wiring 311.
- the bridge 31 further includes a bridge insulating layer 312 that insulates the bridge wiring 311. This makes it possible to suppress the occurrence of short circuits between the multiple bridge wirings 311 and between the bridge wiring 311 and the bridge through via 315.
- the bridge insulating layer 312 is an organic insulating layer.
- An organic insulating layer formed from a resin material generally has a low relative dielectric constant. Therefore, by using an organic insulating layer as the bridge insulating layer 312, it is possible to further reduce dielectric loss. In addition, by using an organic insulating layer, it is possible to thicken the bridge insulating layer 312 in conjunction with the thickening of the bridge wiring 311, and even in this case, it is possible to reduce manufacturing costs.
- the electronic device 1 of (1) to (4) includes an electronic component layer 2 having a plurality of electronic components 20, a wiring layer 4 having wiring, and a connection layer 3 having a bridge 31 and electrically connecting the plurality of electronic components 20 to the wiring layer 4.
- the effects of the present disclosure can also be obtained with an electronic device 1 having such a configuration.
- the bridge through electrodes 315 (bridge through vias 315) electrically connect the multiple electronic components 20 to the wiring of the wiring layer 4. This makes it possible to shorten the wiring length when electrically connecting the electronic components 20 to the wiring layer 4 via the bridge 31.
- connection layer 3 has an insulating layer 30 that covers the periphery of the bridge 31, and the insulating layer 30 has a connection layer through electrode 32 (pillar 32) that penetrates from the facing portion (second facing portion 313) facing the electronic component layer 2 to the facing portion (third facing portion 314) facing the wiring layer 4, electrically connecting the electronic component 20 to the wiring of the wiring layer 4.
- pillar 32 connection layer through electrode 32
- the electronic components 20 are arranged adjacent to each other. This allows the electronic components 20 to be arranged at high density and the electronic components 20 to be connected to each other by bridges 31.
- the bridge 31 is arranged so as to overlap each of the multiple electronic components 20. This allows the electronic components 20 to be arranged densely in the electronic component layer 2. Therefore, in an electronic device 1 of specified dimensions, the amount of information that the electronic components 20 can process can be increased.
- the multiple electronic components 20 include at least the first electronic component 20A, the second electronic component 20B, and the third electronic component 20C
- the multiple bridges 31 include a first bridge 31A that electrically connects the first electronic component 20A and the second electronic component 20B to each other, and a second bridge 31B that electrically connects the second electronic component 20B and the third electronic component 20C to each other.
- the bridges were fixed to the wiring layer with an adhesive. In this case, the positioning accuracy of the bridges relative to the wiring layer was low. In this embodiment, flip-chip mounting by metal bonding is possible, so the bridges 31 can be mounted with high positional accuracy.
- the bridge 31 has a second facing portion 313 facing the first facing portion 200 of the multiple electronic components 20 and a third facing portion 314 formed on the opposite side of the second facing portion 313, at least a portion of the bridge 31 is made of a translucent material from the second facing portion 313 to the third facing portion 314, and the bridge 31 has a first alignment mark 50A. This makes it possible to mount the bridge 31 after performing accurate alignment, and therefore the bridge 31 can be mounted with higher positional accuracy.
- the bridge 31 further includes bridge wiring 311 that electrically connects the multiple electronic components 20 to each other, and the first alignment mark 50A is disposed on the same layer as the bridge wiring 311. This allows the bridge 31 to be mounted after accurate alignment, so that the bridge 31 can be mounted with higher positional accuracy.
- the first alignment mark 50A is made of the same material as the bridge wiring 311. This makes it easier to form the first alignment mark 50A.
- the electronic device 1 of (12) to (14) further includes a wiring layer 4 having wiring, and the wiring layer 4 has a second alignment mark 50B corresponding to the first alignment mark 50A of the bridge 31. This allows the bridge 31 to be mounted after accurate alignment, so that the bridge 31 can be mounted with higher positional accuracy.
- the method includes a bridge manufacturing process for manufacturing a bridge 31, and an electronic component mounting process for mounting a plurality of electronic components 20 on the bridge 31,
- the bridge manufacturing process is as follows: Providing a glass substrate 310; a bridge wiring forming step of forming bridge wiring 311 that electrically connects the plurality of electronic components 20 to each other on the main surface side of the glass base material 310; A cutting step of cutting the glass substrate 310 into a chip size,
- the electronic component mounting process is The bridge 31 manufactured by the bridge manufacturing process and the electronic components 20 are mounted by flip-chip mounting. This makes it possible to provide an electronic device 1 with reduced dielectric loss. In addition, the amount of material used to configure the bridge 31 can be reduced, leading to cost reduction.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device.
特許文献1は、複数の半導体チップ同士を相互接続チップで接続する技術を開示する。
先行文献1は、電子部品と配線とを接続するブリッジの誘電損失について開示しない。
本発明は、誘電損失が抑えられた電子装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an electronic device with reduced dielectric loss.
本発明に係る電子装置は、複数の電子部品と、前記複数の電子部品間を電気接続するブリッジと、を備え、前記ブリッジは、ガラス基材により形成されており、かつ前記複数の電子部品のいずれよりも小さい。 The electronic device according to the present invention comprises a plurality of electronic components and a bridge that electrically connects the plurality of electronic components, the bridge being formed from a glass substrate and smaller than any of the plurality of electronic components.
本発明によれば、誘電損失が抑えられた電子装置を提供することができる。 The present invention makes it possible to provide an electronic device with reduced dielectric loss.
以下、本発明の一実施形態に係る電子装置1について、図面を参照しながら説明する。
The
まず、図1および図2を参照して、一実施形態に係る電子装置1を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子装置1の断面図である。図2は、図1に示す電子装置1を分解した断面図である。なお、図1では、細部の構成要素の参照符号を省略している。
First, an
図1および図2に示すように、本実施形態に係る電子装置1は、電子部品層2と、接続層3と、RDL(Re-distribution layer:再配線層)としての配線層4(以下、「配線層4」と記述する。)と、を備える。電子装置1は、基板5に実装される。
As shown in Figures 1 and 2, the
電子部品層2は、複数の電子部品20としての第1電子部品20A、第2電子部品20B、および第3電子部品20Cを後述する絶縁層21で覆うことにより形成される。電子部品層2は、電子部品20によりデータを処理する。同様に、電子部品層2は、データおよびプログラムを記憶する。電子部品層2は、プログラムを実行する。電子部品層2は、信号処理を行う。電子部品層2は、通信を行う。電子部品層2は、センサーデバイスとのインターフェイスを行う。
The
以降の説明において、第1電子部品20A、第2電子部品20B、および、第3電子部品20Cを特定する必要がない場合は、第1電子部品20A、第2電子部品20B、および、第3電子部品20Cを単に「電子部品20」と記述することがある。
In the following description, when there is no need to specify the first electronic component 20A, the second electronic component 20B, and the third electronic component 20C, the first electronic component 20A, the second electronic component 20B, and the third electronic component 20C may be referred to simply as "
接続層3は、1つまたは複数のブリッジ31を後述する絶縁層30で覆うことにより形成される。接続層3は、電子部品層2と配線層4とを電気接続する。接続層3は、電子部品層2と配線層4との間に形成される。接続層3は、いわゆるインターポーザーとして機能してもよい。
The
本実施形態においては、複数のブリッジ31として、第1ブリッジ31Aと、第2ブリッジ31Bとを有する。以降の説明において、第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31Bを特定する必要がない場合は、第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31Bを単に「ブリッジ31」と記述することがある。
In this embodiment, the
配線層4は、電子部品層2から出力された信号を伝達する。配線層4は、電子部品層2および接続層3を物理的に支持する。配線層4は、電子部品層および/または接続層3に電荷供給を行う。配線層4は、接続層3に対して電子部品層2と反対側に配置される。配線層4は、信号伝達のためのシグナル配線とグラウンド配線の層と、電荷供給のための電源配線とグラウンド配線の層との2層以上である。電荷供給のための電源配線とグラウンド配線を互いに別の層とするのが安定した電荷供給の観点から好ましく、この場合は配線層4は3層以上となる。また、信号伝達のためのシグナル配線とグラウンド配線の層を2層以上としたり、それぞれを別の層とすることも伝送信号品質向上の観点で好ましい。
The
基板5は、電子部品層2、接続層3、および、配線層4を物理的に支持する。基板5は、配線基板として機能する。基板5は、配線層4に対して、電子部品層2および接続層3と反対側に配置される。基板5は、ガラスエポキシ基板であってもよいし、ガラス基材上に絶縁層と配線層を設けたものなどでもよい。
The
<電子部品層>
図1および図2に示すように、電子部品層2は、複数の電子部品20と、絶縁層21とを有する。本実施形態においては、複数の電子部品20として、第1電子部品20Aと、第2電子部品20Bと、第3電子部品20Cと、を有する。
<Electronic component layer>
1 and 2, the
電子部品20は、データを処理する。電子部品20は、データおよびプログラムを記憶する。電子部品20は、プログラムを実行する。電子部品20は、信号処理を行う。電子部品20は、通信を行う。電子部品20は、センサーデバイスとのインターフェイスを行う。各電子部品20は、異なる機能を実行してもよい。電子部品20は、例えばロジックICである。電子部品20は、例えばSoC(System on a chip)であってもよい。電子部品20は、メモリICを含んでいてもよい。電子部品は、例えばDDR(Double Data Rate)、LPDDR(Low-Power Double Data Rate)、HBM(High Bandwidth Memory)であってもよい。
The
電子部品20は、複数の電子部品20が互いに隣接するように並べて配置されてもよい。すなわち、電子部品層2には、第1電子部品20A、第2電子部品20B、第3電子部品20Cが並べて配置されてもよい。なお、複数の電子部品20は3個に限らない。複数の電子部品は、2個であってもよいし、3個以上、あるいは4個以上であってもよい。
The
さらに具体的には、第1電子部品20Aと第2電子部品20Bとは、互いに隣接するように並べて配置されてもよい。第2電子部品20Bと第3電子部品20Cとは、互いに隣接するように並べて配置されてもよい。以下、互いに隣接する第1電子部品20Aと第2電子部品20Bに関する説明は、特に断らない限り、他の互いに隣接する第n電子部品と第(n+1)電子部品に適用され得る。ここで、nは自然数である。 More specifically, the first electronic component 20A and the second electronic component 20B may be arranged side by side so as to be adjacent to each other. The second electronic component 20B and the third electronic component 20C may be arranged side by side so as to be adjacent to each other. In the following, unless otherwise specified, the explanation regarding the first electronic component 20A and the second electronic component 20B which are adjacent to each other may also be applied to the other nth electronic component and (n+1)th electronic component which are adjacent to each other. Here, n is a natural number.
複数の電子部品20を有することにより、電子装置1は、電子部品20が1個の場合に比べて、多くの情報を処理でき、多くの機能を発揮できる。例えば、複数の電子部品20が3個以上であれば、より多くの情報を処理でき、より多くの機能を発揮できる。
By having multiple
電子部品20には、集積回路(IC:Integrated Circuit)が形成される。複数の電子部品20の具体例は、ICチップ(半導体チップ)である。ICチップには、半導体素子が高密度に配置される。ICチップは、一例として、図示しないチップ基板と、トランジスタと、チップ配線と、チップ絶縁層とを有する。
In the
チップ基板は、ICチップの基板である。トランジスタは、電子スイッチとして機能し、電圧の変化に応じて電流を制御する。トランジスタの一例は、MOSFET(金属酸化物半導体効果トランジスタ:Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect Transistor)である。チップ配線は、トランジスタその他のコンポーネント間で信号を伝達するための電子経路である。チップ配線は、一例として、導電性の金属(アルミニウムや銅)を材料として、微細なパターンが形成される。チップ絶縁層は、チップ基板、トランジスタ、および、チップ配線のショートを抑制する。 The chip substrate is the substrate of the IC chip. Transistors function as electronic switches, controlling current in response to changes in voltage. An example of a transistor is a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect Transistor). Chip wiring is the electronic pathway for transmitting signals between transistors and other components. For example, chip wiring is formed into fine patterns using conductive metals (aluminum or copper). The chip insulation layer prevents shorting of the chip substrate, transistors, and chip wiring.
絶縁層21は、トランジスタを含む電子部品20の周囲を封止する。絶縁層21は、一例として、エポキシ樹脂等の有機絶縁層である。有機絶縁層には、シリカやアルミナなどの無機粒子が含有されていても良い。無機粒子の含有により線膨張係数や弾性率をコントロールすることが可能になる。絶縁層21は、モールド樹脂であってもよい。一例として、絶縁層21は、ペレット状の材料をプランジャー内で加熱し軟化させた後、樹脂を金型内に押し込み、冷やして固めて成形するトランスファモールドにより形成され得る。また、液状や顆粒状のモールド樹脂を開いている金型内に予め供給しておき、金型を閉じ加熱加圧成型するコンプレッションモールドにより形成することもできる。絶縁層21はビルドアップ樹脂フィルムをラミネートし加熱硬化することにより形成されてもよい。
The insulating
電子部品20は、第1対向部200と、電子部品側電極201と、を有する。電子部品側電極201には、バンプ電極202と、バンプ電極203とが形成される。
The
第1対向部200は、ブリッジ31に対向する。具体的には、第1対向部200は、電子部品層2の絶縁層21を介してブリッジ31に対向する。第1対向部200は、ブリッジ31に対向する面であってもよい。具体的には、第1対向部200は、電子部品層2の絶縁層21を介してブリッジ31に対向する面であってもよい。第1対向部200は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合における電子部品20の下面であってもよい。
The first facing
電子部品側電極201は、電子部品20に入出力される電流および信号の入出力端子である。電子部品側電極201は、第1対向部200に形成される。電子部品側電極201は、一例として、銅、銅アルミニウム合金、錫、錫銀合金、錫銅銀合金もしくこれらの積層体や混合物で形成される。電子部品側電極201は、バンプ電極202を介して、後述する接続層3のピラー32と電気接続する。電子部品側電極201は、バンプ電極203を介して、後述する接続層3のブリッジ31と電気接続する。一例として、バンプ電極203のうちブリッジ側第1電極316(後述)のブリッジ電極3160(後述)につながるのが信号線端子であり、バンプ電極203のうちブリッジ側第1電極316(後述)のビア電極3161(後述)につながるのが電源供給端子またはグランド端子のいずれかである。
The electronic
バンプ電極202およびバンプ電極203は、電子部品側電極201に形成される。バンプ電極202およびバンプ電極203は、一例として、はんだにより形成される。バンプ電極202およびバンプ電極203は、銅、銀、金、錫、これらの合金により形成されてもよい。本実施形態で説明される他のバンプ電極も同様の素材で形成されてもよい。
The
接続層3は、絶縁層30と、ブリッジ31と、接続層貫通電極としてのピラー32とを有する。
The
絶縁層30は、ブリッジ31の周囲を封止する。絶縁層30は、一例として、エポキシ樹脂等の有機絶縁層である。有機絶縁層には、シリカやアルミナなどの無機粒子が含有されていても良い。無機粒子の含有により線膨張係数や弾性率をコントロールすることが可能になる。絶縁層30は、モールド樹脂であってもよい。一例として、絶縁層30は、ペレット状の材料をプランジャー内で加熱し軟化させた後、樹脂を金型内に押し込み、冷やして固めて成形するトランスファモールドにより形成され得る。また、液状や顆粒状のモールド樹脂を開いている金型内に予め供給しておき、金型を閉じ加熱加圧成型するコンプレッションモールドにより形成することもできる。絶縁層30はビルドアップ樹脂フィルムをラミネートし加熱硬化することにより形成されてもよい。
The insulating
ブリッジ31は、電子部品20と電気接続する。ブリッジ31は、2個以上であってもよい。本実施形態においては、複数のブリッジ31として、第1ブリッジ31Aと、第2ブリッジ31Bとを有する。複数のブリッジは、3個以上であってもよい。
The
本実施形態によれば、電子装置1は、ブリッジ31が1個の場合に比べて、より多くの情報を処理できる。
According to this embodiment, the
ブリッジ31は、互いに隣接する複数の電子部品20同士を互いに電気接続する。すなわち、第1ブリッジ31A(第nブリッジ)は、互いに隣接する第1電子部品20A(第n電子部品)と第2電子部品20B(第(n+1)電子部品)同士を互いに電気接続する。さらに、第2ブリッジ31B(第(n+1)ブリッジ)は、互いに隣接する第2電子部品20B(第(n+1)電子部品)と第3電子部品20C(第(n+2)電子部品)同士を互いに電気接続してもよい。
The
ピラー32は、接続層3における、電子部品層2に対向する対向部33から配線層4に対向する対向部34まで貫通し、電子部品20と配線層4の配線とを電気接続する。ピラー32は、絶縁層30に形成されている。
The
ピラー32は、電子部品層2と配線層4とを直接に電気接続する。ピラー32は、絶縁層30を電子部品層2に対向する面(対向部33)から配線層4に対向する面(対向部34)まで貫通して立設して形成される。ピラー32は円柱様の形状に形成され、空洞が形成される。空洞の内周面には、導電体が形成される。空洞内に、導電体が充填されていてもよい。導電体の一例は、メッキ法で形成された銅である。
The
ピラー32は、配線層4側の対向部34に表出する表面としての表出部を有する。ピラー32の配線層4側の表出部は、接続層3と配線層4とが結合された際、後述する配線層4の第4対向部40に形成された第3層ライン配線46と電気接続される。
The
ピラー32は、電子部品層2側の対向部33に表出する表面としての表出部を有する。ピラー32の電子部品層2側の表出部は、ピラー電極320によって覆われていてもよい。ピラー電極320は、例えば導電性の薄膜である。ピラー電極320は、一例として、銅で形成される。なお、導電性の薄膜を設けずに、ピラー32の電子部品層2側の表出部を、ピラー電極320としてもよい。電子装置1の製造工程において、電子部品層2が接続層3と接合されると、接続層3のピラー電極320は、電子部品層2のバンプ電極202と電気接続する。ピラー32は、例えば電子部品20の電源線またはグランド線として用いられる。
The
ブリッジ31は、ガラス基材310と、ブリッジ配線部を構成するブリッジ配線311およびブリッジ絶縁層312と、第2対向部313と、第3対向部314と、ブリッジ貫通電極としてのブリッジ貫通ビア315とを有する。ブリッジ31は、ブリッジ側第1電極316と、ブリッジ側第2電極317とをさらに有する。
The
ブリッジ31は、ガラス基材310で形成される。ガラス基材310は、電気的な信頼性の観点からアルカリ成分を含まない無アルカリガラスや石英ガラスなどを用いることが好ましい。また、ガラス基材310としては、電子部品層2、接続層3、配線層4、基板5の物性との関係から信頼性の観点で線膨張係数や弾性率が適切な値であるものを選ぶことも好ましい。
The
シリコンの比誘電率は、一例として、12である。無アルカリガラスの比誘電率は、一例として、5.8である。一例として、石英ガラスの比誘電率は3.9である。誘電損失は、比誘電率に比例する。そのため、比誘電率が大きいほど誘電損失も大きい。従って、複数の電子部品20を電気接続するブリッジ31は、シリコンで形成された場合に比べて、基材がガラスで形成された場合の方が誘電損失を抑えることができる。
The relative dielectric constant of silicon is, for example, 12. The relative dielectric constant of alkali-free glass is, for example, 5.8. For example, the relative dielectric constant of quartz glass is, for example, 3.9. Dielectric loss is proportional to the relative dielectric constant. Therefore, the higher the relative dielectric constant, the greater the dielectric loss. Therefore, the
誘電損失は、複数の電子部品20同士の情報伝達において、一例として、信号減衰、帯域幅の制限、遅延の増加、信号の歪みなどの影響を及ぼす。
Dielectric loss can have effects on the transmission of information between multiple
誘電損失は、信号のエネルギーを吸収し、減衰させる。その結果、信号は配線を進むごとに弱まり、信号品質が低下する。信号減衰は、情報伝送距離を制限する要因となる。 Dielectric loss absorbs and attenuates the energy of a signal. As a result, the signal weakens as it travels along the wire, and signal quality decreases. Signal attenuation is a factor that limits the distance that information can be transmitted.
誘電損失の高い配線では、信号の周波数成分がより速く減衰する。そのため、帯域幅が制限されることがある。誘電損失の高い配線では、高周波信号が伝送路内で劣化し易くなり、高速データ通信に影響を及ぼすことがある。 In wiring with high dielectric loss, the frequency components of the signal attenuate more quickly, which can limit the bandwidth. In wiring with high dielectric loss, high-frequency signals are more likely to degrade within the transmission path, which can affect high-speed data communication.
誘電損失が大きい配線では、信号の伝送速度が遅くなることがある。信号が配線内で吸収されるエネルギーを補充するのに時間がかかるからである。信号の遅延が大きくなると、通信の信頼性が低下する。 Wiring with high dielectric loss can slow down signal transmission speeds because it takes longer for the signal to replenish the energy absorbed within the wiring. Large signal delays reduce the reliability of communication.
誘電損失により、信号が伝送中に歪むことがある。大きい誘電損失は、信号の振幅、位相、波形に影響を与え、信号の正確性を損なう。 Dielectric losses can cause signals to become distorted during transmission. Large dielectric losses affect the amplitude, phase, and waveform of the signal, reducing signal accuracy.
ブリッジ配線311は、複数の電子装置1同士を互いに電気接続する。ブリッジ配線311は、例えば銅配線である。
The
本実施形態によれば、電子部品層2に配置された複数の電子部品20同士の電力および情報のやりとりを、ブリッジ配線311を介して直接行うことができる。
According to this embodiment, power and information can be exchanged directly between multiple
ブリッジ絶縁層312は、ブリッジ配線311を絶縁する。
The
ブリッジ絶縁層312を有することにより、複数のブリッジ配線311間のショートの発生や、ブリッジ配線311とブリッジ貫通ビア315との間のショートの発生を抑制できる。
By having the
ブリッジ絶縁層312は、ブリッジ配線311を封止する。ブリッジ絶縁層312は、ガラス基材310の電子部品層2側、すなわち第2対向部313の近傍に形成される。
The
本実施形態においては、ブリッジ配線311を挟むように、複数のブリッジ絶縁層312が積層されている。なお、ブリッジ配線部を、複数層のブリッジ配線311を有する多層配線構造で形成してもよい。多層配線構造においては、複数層のブリッジ絶縁層312と複数層のブリッジ配線311を有し、ブリッジ絶縁層312とブリッジ配線311が交互に積層される。これにより、複数の電子部品20の間を、多数の配線を用いて信号伝送することができる。よって、電子部品20および配線の密度を向上させることができる。なお、ブリッジ配線311は、ガラス基材310上に直接配置されていてもよい。また、ブリッジ配線311は、ブリッジ31の最外表面に配置されていてもよい。
In this embodiment, multiple
なお、ブリッジ絶縁層312およびブリッジ配線311によるブリッジ配線部は、ガラス基材310の配線層4側、すなわち第3対向部314近傍にも形成されていてもよい。この場合は、ブリッジ31にビアを形成し、ブリッジ31の第2対向部313に形成されたブリッジ側第1電極316と、第3対向部314近傍に形成されたブリッジ配線311を電気接続する。これによっても、電子部品20および配線の密度を向上させることができる。
The bridge wiring section consisting of the
ブリッジ絶縁層312は、有機絶縁層であってもよい。ブリッジ絶縁層312は、一例として、感光性樹脂材料や非感光性樹脂材料としてのポリイミド樹脂等の樹脂材料であってもよい。樹脂材料により形成された有機絶縁層は、一般的に比誘電率が低い。よって、ブリッジ絶縁層312として有機絶縁層を用いることにより、さらに誘電損失を抑えることができる。また、有機絶縁層を用いることにより、ブリッジ配線311の厚膜化に伴ってブリッジ絶縁層312も厚くすることが可能であり、この場合であっても、製造コストを抑えることができる。ブリッジ配線311の厚膜化は、配線の導体抵抗を低くする上で有効である。有機絶縁層は、例えばスピンコートにより成膜される。有機絶縁層の比誘電率は、シリコンの比誘電率よりも低くてもよい。有機絶縁層の比誘電率は、ガラス基材310を構成するガラス材料の比誘電率よりも低くてもよい。有機絶縁層の比誘電率は、例えば10以下であることが好ましく、5以下であることがより好ましい。
The
ブリッジ絶縁層312は、無機絶縁層であってもよい。ブリッジ絶縁層312は、一例として、二酸化ケイ素(SiO2)であってもよい。二酸化ケイ素等の無機絶縁層は、例えば化学気相堆積法(CVD:Chemical Vapor Deposition)により成膜される。
The
ブリッジ31の第2対向部313は、複数の電子部品20のそれぞれの第1対向部200に対向する。すなわち、第2対向部313は、第1電子部品20A、第2電子部品20B、および、第3電子部品20Cのそれぞれの第1対向部200に対向する。第2対向部313は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合におけるブリッジ31の上面であってもよい。
The second facing
第1対向部200と第2対向部313とは電気接続される。具体的には、第1電子部品20Aの第1対向部200は、バンプ電極203を介して、ブリッジ31の第2対向部313に形成されたブリッジ側第1電極316と電気接続される。第2電子部品20Bの第1対向部200は、バンプ電極203を介して、ブリッジ31の第2対向部313に形成されたブリッジ側第1電極316と電気接続される。なお、第1電子部品20Aの第1対向部200は、バンプ電極202を介して、接続層3の電子部品層2側の対向部33に形成されたピラー電極320と電気接続される。
The first facing
ブリッジ31の第3対向部314は、ブリッジ31に対してブリッジ31の第2対向部313と反対側に形成される。第3対向部314は、配線層4と対向する。具体的には、第3対向部314は、絶縁層30を介して配線層4と対向する。第3対向部314は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合におけるブリッジ31の下面であってもよい。
The third opposing
さらに詳説すると、ブリッジ配線311は、本実施形態に係る電子装置1を水平面に載置した場合に、ブリッジ絶縁層312の内部を水平方向に延びて形成され、さらに水平方向両端部において電子部品層2の電子部品20側に屈曲し第2対向部313に表出するまで延びて形成される。ここで、水平方向とは第2対向部313の表面と平行な方向である。
To explain in more detail, when the
別言すると、ブリッジ配線311は、本実施形態に係る電子装置1を水平面に載置した場合に、ブリッジ絶縁層312の内部を第1電子部品20Aの鉛直方向下部から第2電子部品20Bの鉛直方向下部まで延びて形成される。ブリッジ配線311は、第1電子部品20A側の端部で屈曲し、第2対向部313に表出するまで延びて形成される。ブリッジ配線311は、第2電子部品20B側の端部で屈曲し、第2対向部313に表出するまで延びて形成される。
In other words, when the
第1電子部品20Aから出力された電流および情報は、電子部品側電極201のバンプ電極203から、ブリッジ31の第1電子部品20A側に形成されたブリッジ側第1電極316の後述のブリッジ電極3160を介してブリッジ配線311に送信される。第2電子部品20Bは、ブリッジ配線311に送信された電流および情報を、ブリッジ31の第2電子部品20B側に形成されたブリッジ側第1電極316のブリッジ電極3160から、第2電子部品20Bの電子部品側電極201のバンプ電極203を介して受信する。
The current and information output from the first electronic component 20A is transmitted from the
同様に、第2電子部品20Bから出力された電流および情報は、電子部品側電極201のバンプ電極203から、ブリッジ31の第2電子部品20B側に形成されたブリッジ側第1電極316のブリッジ電極3160を介してブリッジ配線311に送信される。第1電子部品20Aは、ブリッジ配線311に送信された電流および情報を、ブリッジ31の第1電子部品20A側に形成されたブリッジ側第1電極316のブリッジ電極3160から、第1電子部品20Aの電子部品側電極201のバンプ電極203を介して受信する。
Similarly, the current and information output from the second electronic component 20B is transmitted from the
ブリッジ貫通ビア315は、電子部品層2と配線層4とを直接に電気接続する。ブリッジ貫通ビア315は、電子部品層2に対向する第2対向部313から配線層4に対向する第3対向部314まで貫通して形成される。ブリッジ貫通ビア315は円柱様の形状に形成され、空洞が形成される。空洞の内周面は、導電体が形成される。空洞内に、導電体が充填されていてもよい。導電体の一例は、メッキ法で形成された銅である。複数形成されるブリッジ貫通ビア315は、ビア径が15μm以下でありかつ形成されるピッチが25μm以上および100μm以下であることが好ましい。この範囲でブリッジ貫通ビア315はブリッジの密度を高めつつ強度を高く保ちやすい。
The bridge through via 315 directly electrically connects the
ブリッジ貫通ビア315は、第2対向部313から第3対向部314まで貫通する直線状のストレートビア電極であることが好ましい。すなわち、ブリッジ貫通ビア315は、ガラス基材310およびブリッジ絶縁層312を直線状に貫通するストレートビア電極であることが好ましい。これにより、ブリッジ31を介して電子部品20と配線層4とを電気接続する際の配線長を短くすることができる。この構成は、電子部品20としてHBMが用いられる場合などに特に有効である。HBMは、信号線の接点が密集して配置されおり、その部分の近傍に、電源線の接点およびグランド線の接点も配置されている。具体例として、電子部品20の電源ラインと配線層4の電源ラインがブリッジ貫通ビア315経由で接続されているので、両者の接続距離が短くなる。さらに、電子部品の20のグラウンドラインと配線層4のグラウンドラインとがブリッジ貫通ビア315経由で接続されているので、両者の接続距離が短くなる。このような場合においても、ブリッジ配線311を信号線として用いて、複数の電子部品20同士を短い配線長で互いに電気接続しつつ、ブリッジ貫通ビア315を電源線またはグランド線として用いて、電子部品20と配線層4を短い配線長で電気接続することができる。
The bridge through via 315 is preferably a straight via electrode that penetrates from the second opposing
第2対向部313には、ブリッジ側第1電極316が形成される。すなわち、ブリッジ側第1電極316は、ブリッジ31の第2対向部313に形成される。ブリッジ側第1電極316は、電子部品層2の電子部品20のバンプ電極203と電気接続される。
A bridge-side
ブリッジ側第1電極316は、ブリッジ電極3160と、ビア電極3161とを含む。
The bridge-side
ブリッジ電極3160は、例えば、ブリッジ絶縁層312に封止されたブリッジ配線311から電子部品20側に延びて第2対向部313に表出した表面としての表出部を導電可能に覆う導電性の薄膜により構成される。ブリッジ電極3160は、一例として、銅で形成される。なお、導電性の薄膜を設けずに、ブリッジ配線311の第2対向部313側の表出部を、ブリッジ電極3160としてもよい。
The
ビア電極3161は、例えば、ブリッジ貫通ビア315から電子部品20側に延びて第3対向部314に表出した表面としての表出部を覆う導電性の薄膜により構成される。ビア電極3161は、一例として、銅で形成される。なお、導電性の薄膜を設けずに、ブリッジ配線311の第2対向部313側の表出部を、ビア電極3161としてもよい。
The via
第3対向部314には、ブリッジ側第2電極317が形成される。すなわち、ブリッジ側第2電極317は、ブリッジ31の第3対向部314に形成される。ブリッジ側第2電極317は、配線層4の第3層ライン配線46と電気接続される。
A bridge-side
ブリッジ側第2電極317は、ビア電極3170と、バンプ電極3171とを含む。バンプ電極3171構造としては銅ピラーの先端にはんだ材料が形成されているものを用いることができ、はんだが錫とビスマスを含むものを好ましく用いることができる。
The second bridge-
ビア電極3170は、例えば、ブリッジ貫通ビア315から配線層4側に延びて第3対向部314に表出した表面としての表出部を覆う導電性の薄膜により構成される。ビア電極3170は、一例として、銅で形成される。なお、導電性の薄膜を設けずに、ブリッジ配線311の第3対向部314側の表出部を、ビア電極3170としてもよい。
The via
ビア電極3170にはバンプ電極3171が形成される。バンプ電極3171は配線層4の電源ラインかグラウンドラインのいずれかに接続される。
A
<配線層>
配線層4は、第4対向部40と、第5対向部41と、第1層ライン配線42と、第1絶縁層43と、第2層ライン配線44と、第2絶縁層45と、第3層ライン配線46と、第1層ビア配線47と、第2層ビア配線48と、バンプ電極49とを有する。
<Wiring layer>
The
第4対向部40は、ブリッジ31の第3対向部314に対向する。具体的には、第4対向部40は、接続層3の絶縁層30を介してブリッジ31に対向する。第4対向部40は、ブリッジ31に対向する面であってもよい。第4対向部40は、接続層3の絶縁層30を介してブリッジ31に対向する面であってもよい。第4対向部40は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合における配線層4の上面であってもよい。
The fourth opposing
配線層4の第4対向部40と接続層3のブリッジ31の第3対向部314とは電気接続される。具体的には、配線層4の第4対向部40の第3層ライン配線46が、接続層3のブリッジ31に形成されたビア電極3170と電気接続される。第1電子部品20A側に形成されたブリッジ側第2電極317のビア電極3170は、配線層4の第3層ライン配線46と電気接続される。第2電子部品20B側に形成されたブリッジ側第2電極317のビア電極3170は、配線層4の第3層ライン配線46と電気接続される。このとき、フリップチップ実装により、ブリッジ31は、配線層4と金属接合される。これにより、非常に高い位置決め精度でブリッジ31を実装することができる。
The fourth opposing
第5対向部41は、配線層4に対して配線層4の第4対向部40と反対側に形成される。第5対向部41は、基板5と対向する。具体的には、第5対向部41は、第5対向部41に形成されたバンプ電極49を介して基板5と対向する。第5対向部41は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合における配線層4の下面であってもよい。
The fifth opposing
第1層ライン配線42は、配線層4の第5対向部41に形成される。第1層ライン配線42は、一例として、銅配線により形成され得る。
The first
第1絶縁層43は、第1層ライン配線42と、第1層ビア配線47と、第2層ライン配線44とを絶縁する。第1絶縁層43は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合における第1層ライン配線42の上部に形成される。第1絶縁層43は、一例として、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテンなどの樹脂により形成され得る。これらの樹脂が感光性機能を有する場合は、フォトリソグラフィ法により、ビア(開口部)を設け、金属などの導電材料で埋めることにより、樹脂材料の上下に形成されている配線層を電気的に接続することもできる。樹脂材料が感光性でない場合は、レーザー光照射やドライエッチングでビア開口を行うこともできる。
The first insulating
第2層ライン配線44は、第1絶縁層43において、第1層ライン配線42と反対側に積層される。第2層ライン配線44は、本実施形態に係る電子装置1において、複数の電子部品20を実装する場合に、電子部品20および配線の密度を向上させるために形成される。第2層ライン配線44は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合における第1絶縁層43の上部に積層される。第2層ライン配線44は、第1層ライン配線42と同様の組成により形成され得る。
The second
第2絶縁層45は、第2層ライン配線44と、第2層ビア配線48と、第3層ライン配線46とを絶縁する。第2絶縁層45は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合における第2層ライン配線44の上部に積層される。第2絶縁層45は、第1絶縁層43と同様の組成により形成され得る。
The second insulating
第3層ライン配線46は、配線層4の第4対向部40に形成される。第3層ライン配線46は、接続層3と配線層4とが接合された場合、接続層3に形成されたピラー32の配線層4側の表出部と電気接続される。第3層ライン配線46は、接続層3と配線層4とが接合された場合、ブリッジ31のブリッジ側第2電極317と電気接続される。第3層ライン配線46は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合における第2絶縁層45の上部に積層される。第3層ライン配線46は、第1層ライン配線42および第2層ライン配線44と同様の組成により形成され得る。
The third
第1層ビア配線47は、第1層ライン配線42と第2層ライン配線44とを電気接続する。第1層ビア配線47は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合、第1層ライン配線42から鉛直方向に第2層ライン配線44まで延びて形成される。
The first layer via
第2層ビア配線48は、第2層ライン配線44と第3層ライン配線46とを電気接続する。第2層ビア配線48は、図1に示す電子装置1が水平面に載置された場合、第2層ライン配線44から鉛直方向に第3層ライン配線46まで延びて形成される。
The second layer via
バンプ電極49は、配線層4と基板5とを電気接続する。バンプ電極49は、配線層4と基板5とが結合された場合に、配線層4の第1層ライン配線42と基板5の不図示の配線とを電気接続する。バンプ電極49は、第5対向部41に形成される。
The
<電子部品とブリッジの重畳>
次に、図1および図2に加え、図3を参照して、引き続き、本実施形態に係る電子装置1を説明する。図3は、本実施形態に係る電子装置1を上面視した外観図である。
<Superimposition of electronic components and bridges>
Next, the
図3は、本実施形態に係る電子装置1が備える、第1電子部品20Aと、第2電子部品20Bと、第3電子部品20Cと、第1ブリッジ31Aと、第2ブリッジ31Bとを示している。
FIG. 3 shows the first electronic component 20A, the second electronic component 20B, the third electronic component 20C, the
図3に示すように、本実施形態に係る電子装置1を水平面に載置し、電子部品層2および接続層3を積層方向視したとき、ブリッジ31は、複数の電子部品20のそれぞれと重畳するように配置される。
As shown in FIG. 3, when the
本実施形態によれば、電子部品層2において電子部品20を密集させて配置させることができる。従って、規定寸法の電子装置1において、電子部品20が処理できる情報量を増やすことができる。
According to this embodiment, the
別言すれば、本実施形態に係る電子装置1を水平面に載置し、鉛直方向に上面視した場合、第1電子部品20Aの一部と第1ブリッジ31Aの一部とが重畳する。同じく、第2電子部品20Bの一部と第1ブリッジ31Aの一部とが重畳する。同じく、第2電子部品20Bの一部と第2ブリッジ31Bの一部とが重畳する。同じく、第3電子部品20Cの一部と第2ブリッジ31Bの一部とが重畳する。
In other words, when the
さらに詳しくは、図2に示すように、本実施形態に係る電子装置1を水平面に載置し、鉛直方向に上面視した場合、第1電子部品20Aの電子部品側電極201と第1ブリッジ31Aのブリッジ側第1電極316とが重畳する。同様に、第2電子部品20Bの電子部品側電極201と第1ブリッジ31Aのブリッジ側第1電極316とが重畳する。同様に、第2電子部品20Bの電子部品側電極201と、第2ブリッジのブリッジ側第1電極316とが重畳する。同様に、第3電子部品20Cの電子部品側電極201と、第2ブリッジ31Bのブリッジ側第1電極316とが重畳する。以下同様である。
More specifically, as shown in FIG. 2, when the
このように構成することにより、図1に示すように電子部品層2と接続層3とを接合させると、第1電子部品20Aの電子部品側電極201のバンプ電極203と、第1ブリッジ31Aのブリッジ側第1電極316のブリッジ電極3160およびビア電極3161とが電気接続される。同様に、第2電子部品20Bの電子部品側電極201のバンプ電極203と、第1ブリッジ31Aのブリッジ側第1電極316のブリッジ電極3160およびビア電極3161とが電気接続される。
By configuring in this manner, when the
電子部品20と接続層3の電極間の接続には、はんだを用いることができる。はんだは錫を主成分として銀を含むものが好ましい。ブリッジを配線層4に接続した後に、電子部品を接続層3に接続する場合、電子部品を接続層3に接続する工程において、ブリッジと配線層4のはんだ接続部も少なからず加熱されてしまう。この際、ブリッジと配線層4を接続するはんだ溶融してしまうと、ブリッジの位置ずれが起きることがある。ブリッジと配線層を接続するはんだの組成を錫とビスマスを含むものとし、このはんだ接続後にこの部分を金属間化合物化してしまうことで、この部分の融点を錫を主成分として銀を含むはんだの融点より非常に高くすることができる。このようにすることで、電子部品を接続層3にはんだ接続する際に、ブリッジと配線層4を接続するはんだ溶融させることがなくブリッジの搭載精度に悪影響を与えることがなくなり、好ましい。
The connection between the electrodes of the
ブリッジ31は、当該ブリッジに接続される複数の電子部品20のいずれよりも小さくてもよい。具体的には、第1ブリッジ31Aは、第1電子部品20Aよりも小さく、かつ第2電子部品20Bよりも小さい。例えば、本実施形態に係る電子装置1を水平面に載置し、電子部品層2および接続層3を積層方向視したとき、第1ブリッジ31Aの面積は、第1電子部品20Aの面積および第2電子部品20Bの面積よりも小さい。すなわち、平面視したときの第1ブリッジ31Aの面積は、平面視したときの第1電子部品20Aの面積および第2電子部品20Bの面積のいずれの面積よりも小さい。
The
本実施形態によれば、配線層4内における、ガラス基材310を用いるブリッジ31が占める割合を減らすことができるため、コストの上昇を抑制することができる。
According to this embodiment, the proportion of the
<ブリッジの製造工程>
次に、図4A~図4Hを参照して、本実施形態に係る電子装置1の製造プロセスを説明する。図4A~図4Hは、一実施形態に係る電子装置1のブリッジ31の製造工程を示す図である。
<Bridge manufacturing process>
Next, a manufacturing process of the
図4Aは、ガラス基材310を準備するガラス基材準備工程を示す図である。図4Aに示すように、まず、ガラス基材310が準備される。ガラス基材310は、例えばガラスウェハーである。なお、実際には、図4Hに示される工程まで終了した後、ダイシングにより1つのブリッジ31のチップサイズにカットされてチップ化されるが、図4A~4Hでは、説明の便宜上、1つのブリッジ31のサイズのガラス基材310を示して説明する。
FIG. 4A is a diagram showing the glass substrate preparation process for preparing
図4Bは、ガラス基材310に貫通穴を形成する貫通穴形成工程後に、形成した貫通穴にビア埋めしてブリッジ貫通ビア315の一部を形成するビア埋め工程を示す図である。図4Bに示すように、ガラス基材310の第1主面310Aから第2主面310B(ブリッジ31の第3対向部314)までを貫通するように、貫通穴を形成する。貫通穴は、例えばレーザー加工により形成される。レーザー加工後にフッ酸で貫通穴表面をエッチングして平滑化することも好ましい。貫通穴は、スパッタリング成膜や無電解めっき等でシード層を形成した後に電解メッキで銅などの金属をその上に形成し、低抵抗となる導電化処理を行う。貫通穴内壁面のみに金属層を形成してもよく、穴全体を金属で埋めてもよい。これにより、ブリッジ貫通ビア315の少なくとも一部としてのビア電極が形成される。
FIG. 4B is a diagram showing a via filling process in which a via is filled in the formed through hole to form a part of the bridge through via 315 after the through hole forming process in which a through hole is formed in the
図4Cは、ガラス基材310の第1主面310Aにブリッジ絶縁層312を形成する絶縁膜形成工程を示す図である。図4Cに示すように、ガラス基材310の第1主面310Aにブリッジ絶縁層312を形成する。ブリッジ絶縁層312は、例えばスピンコートにより有機絶縁層を成膜することにより形成される。有機絶縁膜層材料としては、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテンなどを用いることができる。あるいは、CVD等によりSiO2等の無機絶縁層を成膜することにより形成される。
4C is a diagram showing an insulating film forming process for forming a
図4Dは、ブリッジ絶縁層312上にブリッジ配線311を形成するブリッジ配線形成工程を示す図である。図4Dに示すように、ガラス基材310の第1主面310A側において、ブリッジ絶縁層312の上にさらにブリッジ配線311を形成する。ブリッジ配線311は、一例として、アディティブ法により形成される。アディティブ法は、一例として、ブリッジ絶縁層312にレジストを形成後、無電解めっきでブリッジ配線311を形成する(フルアディティブ法)。その他の方法として、チタンや銅からなるシード層をスパッタリング法で形成後レジストで配線パターン形成を行ったのちに電解めっきで銅などの金属配線を形成し、その後レジストを剥離し、配線間のシード層をエッチング除去して配線形成を行う方法(セミアディティブ法)やダマシンプロセスを用いることもできる。ブリッジ配線311として、例えば銅配線が用いられる。
FIG. 4D is a diagram showing a bridge wiring formation process for forming
図4Eは、ブリッジ配線311上にブリッジ絶縁層312を形成する絶縁膜形成工程を示す図である。図4Eに示すように、ブリッジ絶縁層312に積層されたブリッジ配線311上に、さらにブリッジ絶縁層312を形成し、ブリッジ絶縁層312でブリッジ配線311を封止する。なお、図4Dの工程と図4Eの工程を繰り返して、ブリッジ配線部を、複数層のブリッジ配線311を有する多層配線構造で形成してもよい。この場合、ブリッジ配線部は、複数層のブリッジ絶縁層312と複数層のブリッジ配線311を有し、ブリッジ絶縁層312とブリッジ配線311が交互に積層される。これにより、複数の電子部品20の間を、多数の配線を用いて信号伝送することができる。
FIG. 4E is a diagram showing an insulating film formation process for forming a
ブリッジ配線は、ブリッジ配線により相互接続する電子部品間の信号線の本数が多くなると、配線幅が狭くなったり、配線層数が増えたりする。例えば、ブリッジ配線の配線の幅と配線間の間隔がいずれも2μmの場合は、1024ビットの場合は、フリッジ配線層が6層もしくは、それ以上となる場合がある。 When the number of signal lines between electronic components interconnected by bridge wiring increases, the wiring width becomes narrower and the number of wiring layers increases. For example, if the width of the bridge wiring and the spacing between the wiring are both 2 μm, in the case of 1024 bits, the number of bridge wiring layers may be six or more.
図4Fは、ブリッジ絶縁層312に開口部を形成する開口部形成工程後に、形成した開口部にビア埋めしてブリッジ貫通ビア315を形成するビア埋め工程を示す図である。ブリッジ絶縁層312を構成する樹脂材料が感光性機能を有する場合は、フォトリソグラフィ法によりビア(開口部)を設け、金属などの導電材料で埋める。導電材料が、ガラス基材310の図示しないビア電極と接続されることにより、ブリッジ貫通ビア315が形成される。なお、樹脂材料が感光性でない場合は、レーザー光照射やドライエッチングでビア開口を行うこともできる。一例として、ビア(開口部)を形成後、まず、スパッタリングにより、ビアの内面にシード層を成膜する。シード層としては、例えばチタン膜が用いられる。その後、電解めっきによりビア埋めが行われ、ブリッジ貫通ビア315が形成される。ブリッジ貫通ビア315としてのビア電極は、例えば銅によって形成される。なお、この後、ブリッジ31の表面がCMPにより研磨され、ビア埋め工程時に形成された余分な金属部分が除去される。そして、CMPにより研磨された第1主面310A側の表面は、ブリッジ31の第2対向部313となる。なお、ガラス基材310の第2主面310Bは、ブリッジ31の第3対向部314となる。
FIG. 4F is a diagram showing a via filling process in which the openings formed in the
図4Gは、ブリッジ配線形成工程を示す図である。図4Gに示すように、ブリッジ配線311が第2対向部313から露出するようにブリッジ配線311を追加形成する。この追加で形成される配線は、例えばダマシン法またはセミアディティブ法により形成される。これにより、水平方向両端部において屈曲して、端部が第2対向部313に表出するブリッジ配線311が形成される。
FIG. 4G is a diagram showing the bridge wiring formation process. As shown in FIG. 4G,
図4Hは、バンプ電極形成工程を示す図である。図4Hに示すように、ブリッジ貫通ビア315の第3対向部314側にブリッジ側第2電極317を形成する。すなわち、ブリッジ貫通ビア315の第3対向部314側の表出部に、シード層としてのビア電極3170を形成し、さらにビア電極3170にバンプ電極3171を形成する。なお、シード層の形成は省略してもよい。その後、ダイシングによりチップサイズにカットされて、バンプ電極が形成されたブリッジ31が完成する。
FIG. 4H is a diagram showing the bump electrode formation process. As shown in FIG. 4H, a bridge-side
<電子装置の積層工程>
次に、図5A~図5Oを参照して、一実施形態に係る電子装置1の積層工程を説明する。図5A~図5Oは、一実施形態に係る電子装置1の積層工程を示す図である。
<Lamination process for electronic devices>
Next, a stacking process for the
図5Aは、パネルキャリア準備工程により準備されたパネルキャリア100に、リリース層102を形成するリリース層形成工程を示す図である。図5Aに示すように、土台となるパネルキャリア100にリリース層102を形成する。パネルキャリアの材質は、ガラス、アルミナなどのセラミックス、シリコンなどを好ましく用いることができる。ガラス製キャリアは、線膨張係数のバリエーションが豊富で適切な線膨張係数のものを用いることで工程中の反りの範囲を一定の範囲に留めことができ、好ましい。セラミックス製キャリアは弾性率が大きいために配線層形成後、モールド材の形成後の反りを抑制しやすく好ましい。シリコン製キャリアは弾性率が高いために工程での反り抑制に有効であったり、表面の平坦性、平滑性を高くし易く、微細配線形成が容易になり好ましい。
FIG. 5A is a diagram showing a release layer forming process in which a
図5Bは、リリース層102に第1層ライン配線42を形成する配線形成工程を示す図である。図5Bに示すように、リリース層102に銅層を形成し、第1層ライン配線42を形成する。パターニングされた第1層ライン配線42は、一例として、ダマシン法またはセミアディティブ法により形成される。
FIG. 5B is a diagram showing the wiring formation process for forming the first
図5Cは、リリース層102上に配線層4を形成する配線層形成工程を示す図である。図5Cに示すように、リリース層102の上に配線層4を積層する。
FIG. 5C is a diagram showing the wiring layer formation process for forming the
配線層4は、一例として、第1層ライン配線42上に、第1絶縁層43、第2層ライン配線44、第2絶縁層45、第3層ライン配線46の順に積層されて形成される。第1層ビア配線47は、第1絶縁層43が形成された後に形成されてもよい。第2層ビア配線48は、第2絶縁層45が形成された後に形成されてもよい。
As an example, the
図5Dは、配線層4上にブリッジ31を実装するブリッジ実装工程を示す図である。図5Dに示すように、配線層4上に、図4A~図4Hに示す工程により作製されたブリッジ31(第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31B)を実装する。このとき、フリップチップ実装により、ブリッジ31は、配線層4と金属接合される。より詳細には、ブリッジ31のブリッジ側第2電極317は、配線層4の第3層ライン配線46における接点部分と金属接合される。これにより、非常に高い位置決め精度でブリッジ31を実装することができる。
FIG. 5D is a diagram showing the bridge mounting process for mounting the
図5Eは、ピラー形成工程の一部であり、レジスト膜形成工程を示す図である。図5Eに示すように、ブリッジ31(第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31B)を覆うように厚膜のレジスト膜104を形成する。
FIG. 5E is a diagram showing a resist film formation process, which is part of the pillar formation process. As shown in FIG. 5E, a thick resist
図5Fは、レジスト膜104に穴を形成する穴形成工程後に、形成した穴にビア埋めをしてピラー32を形成するピラー形成工程を示す図である。図5Fに示すように、レジスト膜104の所定箇所(第3層ライン配線46における接点部分)をエッチングして穴を形成し、その後、形成した穴に電解めっきによりビア埋めを行い、ピラー32を形成する。ビア埋めは、一例として、まず、穴の内面にスパッタリングによりシード層を成膜する。シード層としては、例えばチタン膜が用いられる。その後、電解めっきによりビア埋めが行われ、ピラー32が形成される。ピラー32としての金属ピラーは、例えば銅によって形成される。
FIG. 5F is a diagram showing a pillar formation process in which a via is filled in a hole formed in the resist
ブリッジ搭載とピラー形成の順に関しては、ブリッジの搭載前の配線層4の上に、レジスト塗布、リソグラフィー等によるレジストへの穴形成加工、スパッタリングによるシード層形成、電解めっきによるピラー形成、レジスト除去をこの順に行って、ピラー形成を行い、この後にブリッジ等を搭載しても良い。
As for the order of mounting the bridge and forming the pillars, the following steps may be carried out in that order on the
図5Gは、レジスト膜104を除去するレジスト膜除去工程を示す図である。図5Gに示すように、レジスト膜104を除去して、ブリッジ31(第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31B)およびピラー32を表出させる。
FIG. 5G is a diagram showing the resist film removal process for removing the resist
図5Hは、ブリッジ31およびピラー32を絶縁層30で覆うモールド工程を示す図である。図5Hに示すように、ブリッジ31(第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31B)およびピラー32を絶縁層30でモールドする。絶縁層30でモールドを行う前に、ブリッジ31と配線層4の間を、液状アンダーフィル材で封止を行い、その後にモールドを行っても良いが、ブリッジ31と配線層4の間もブリッジ周囲を覆うモールド工程でまとめて封止を行うモールドアンダーフィル工程を行うことがプロセスが簡便であり好ましい。
FIG. 5H is a diagram showing the molding process in which the
図5Iは、絶縁層30の表面を研削する研削工程を示す図である。図5Iに示すように、グラインダー等により絶縁層30の表面を研削して、ブリッジ31の第2対向部313を露出させる。このとき、ピラー32も研削して、接続層3の電子部品層2側の対向部33側において、ピラー32の表出部を形成する。
FIG. 5I is a diagram showing the grinding process for grinding the surface of the insulating
図5Jは、薄膜金属による電極を形成する電極形成工程を示す図である。図5Jに示すように、ブリッジ31(第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31B)の第2対向部313に表出しているブリッジ配線311の表面に薄膜金属によるブリッジ電極3160を形成し、ブリッジ貫通ビア315の表面に薄膜金属によるビア電極3161を形成する。さらに、ピラー32の表面に薄膜金属によるピラー電極320を形成する。ただし、この工程は必ずしも必要ではなく、露出しているブリッジ配線311の表面、ブリッジ貫通ビア315の表面、ピラー32の表面を、そのまま電極としてもよい。これにより、接続層3が形成される。
FIG. 5J is a diagram showing the electrode formation process for forming electrodes made of thin film metal. As shown in FIG. 5J, a
図5Kは、接続層3上に電子部品20を実装する電子部品実装工程を示す図である。図5Kに示すように、接続層3の上に、ブリッジ31(第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31B)の一部に重畳するように電子部品20(第1電子部品20A、第2電子部品20B、第3電子部品20C)を実装する。具体的には、電子部品20(第1電子部品20A、第2電子部品20B、第3電子部品20C)のバンプ電極203およびバンプ電極202を、ブリッジ31(第1ブリッジ31A、第2ブリッジ31B)およびピラー32に接合させる。このとき、フリップチップ実装により、電子部品20は、接続層3と金属接合される。これにより、非常に高い位置決め精度で電子部品20を実装することができる。
FIG. 5K is a diagram showing the electronic component mounting process for mounting
図5Lは、電子部品20を絶縁層21で覆うモールド工程を示す図である。図5Lに示すように、電子部品20(第1電子部品20A、第2電子部品20B、第3電子部品20C)を絶縁層21でモールドする。
FIG. 5L is a diagram showing a molding process in which
図5Mは、絶縁層21の表面を研削する研削工程を示す図である。図5Mに示すように、グラインダー等により絶縁層21を研削して、電子部品20(第1電子部品20A、第2電子部品20B、第3電子部品20C)の表面を表出させる。この工程は必ずしも必要でないが、放熱のために、電子部品20上に直接放熱構造を形成する場合には有用となる。
Figure 5M shows the grinding process for grinding the surface of insulating
図5Nは、パネルキャリア100を除去するパネルキャリア除去工程を示す図である。図5Nに示すように、パネルキャリア100およびリリース層102を除去する。
FIG. 5N is a diagram showing the panel carrier removal process for removing the
図5Oは、配線層4にバンプ電極49を形成するバンプ電極形成工程を示す図である。図5Oに示すように、配線層4の第1層ライン配線42にバンプ電極49を形成する。これにより、電子装置1は完成する。その後、電子装置1は、バンプ電極49を用いて基板5に実装される。
Figure 5O is a diagram showing the bump electrode formation process for forming
次に、図6A~図6Cに、本実施形態の変形例を示す。図6Aは、変形例のブリッジ31を上面視(平面視)した外観図である。図6Bは、配線層4を上面視(平面視)した外観図である。図6Cは、配線層4上にブリッジ31を実装するブリッジ実装工程における、アライメント工程を示す図である。なお、図6Bおよび図6Cにおいては、第3層ライン配線46の図示は省略している。
Next, Figs. 6A to 6C show modified examples of this embodiment. Fig. 6A is an external view of the
図6Aに示すように、ブリッジ31は、アライメントマークとして第1アライメントマーク50Aを有する。
As shown in FIG. 6A, the
本変形例においては、第1アライメントマーク50Aは、第2対向部313(図4H参照)の近傍に配置されている。第1アライメントマーク50Aは、例えばブリッジ絶縁層312内に配置されている。具体的には、第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ配線311が配置されている層と同じ層に配置されていてもよい。第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ配線311と同じ材料により構成されていてもよい。これにより、アライメントマークを形成する工程が容易になる。但し、第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ配線311が配置されている層とは異なる層に配置されていてもよい。第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ配線311とは異なる材料により構成されていてもよい。
In this modified example, the
第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ配線311が配置されている層と同じ層において、ブリッジ配線311とは離間して配置されている。このように、第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ配線311とは別に設けられていることにより、より正確にアライメントを行うことが可能となる。但し、ブリッジ配線311の一部が、第1アライメントマーク50Aを兼ねていてもよい。
The
第1アライメントマーク50Aは、後述の配線層4に配置された第2アライメントマーク50Bと対応する形状を有する。第1アライメントマーク50Aは、例えば十字状のマークである。但し、これに限らない。
The
第1アライメントマーク50Aは、複数設けられていることが好ましく、3つ以上設けられていることがより好ましい。本変形例においては、3つの第1アライメントマーク50Aが設けられている。 It is preferable that multiple first alignment marks 50A are provided, and more preferably, three or more are provided. In this modified example, three first alignment marks 50A are provided.
なお、第1アライメントマーク50Aは、第2対向部313(図4H参照)の表面に配置されていてもよい。第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ絶縁層312上に配置されていてもよい。また、第1アライメントマーク50Aは、第2対向部313側のガラス基材310上に配置されていてもよい。
The
なお、第1アライメントマーク50Aは、第3対向部314(図4H参照)の近傍に配置されていてもよい。第3対向部314近傍に配置された第1アライメントマーク50Aは、ガラス基材310を介してカメラにより認識可能である。第1アライメントマーク50Aは、第3対向部314の表面に配置されていてもよい。また、第1アライメントマーク50Aは、第3対向部314側のガラス基材310上に配置されていてもよい。なお、第1アライメントマーク50Aは、第3対向部314側に透光性の絶縁層が配置されている場合は、第1アライメントマーク50Aは、透光性の絶縁層上に配置されていてもよい。第1アライメントマーク50Aが、第3対向部314近傍に配置されている場合、後述の第2アライメントマーク50Bとの距離が近くなるため、アライメント精度を高めることができる。
The
図6Bに示すように、配線層4は、第2アライメントマーク50Bを有する。第2アライメントマーク50Bは、配線層4の表面に設けられている。第2アライメントマーク50Bは、第3層ライン配線46と同じ材料により構成されていてもよい。これにより、アライメントマークを形成する工程が容易になる。但し、第2アライメントマーク50Bは、第3層ライン配線46とは異なる材料により構成されていてもよい。
As shown in FIG. 6B, the
第2アライメントマーク50Bは、第1アライメントマーク50Aと対応する形状を有する。第2アライメントマーク50Bは、例えば4つの四角形により構成されたマークである。但し、これに限らない。
The
第2アライメントマーク50Bは、複数設けられていることが好ましく、3つ以上設けられていることがより好ましい。本変形例においては、3つの第2アライメントマーク50Bが設けられている。第2アライメントマーク50Bは、第1アライメントマーク50Aと対応する数だけ設けられている。 It is preferable that multiple second alignment marks 50B are provided, and more preferably, three or more are provided. In this modified example, three second alignment marks 50B are provided. The second alignment marks 50B are provided in a number corresponding to the number of first alignment marks 50A.
本変形例においては、図5Dに示されるブリッジ実装工程の際に、アライメントマークを用いたアライメント工程を行う。図6Cは、配線層4上にブリッジ31をフリップチップ実装する際における、アライメント工程を説明するための図である。図6Cは、配線層4および、配線層4上に配置されたブリッジ31を上面視した図である。具体的には、図5Dを紙面上側から下側に向かって平面視したときの図である。
In this modified example, an alignment process using an alignment mark is performed during the bridge mounting process shown in FIG. 5D. FIG. 6C is a diagram for explaining the alignment process when flip-
ブリッジ31の少なくとも一部は、第2対向部313から第3対向部314まで透光可能な部材で構成されている。ブリッジ31のガラス基材310は、透光性の部材である。そして、本変形例においては、ブリッジ絶縁層312が、透光性の材料により構成されている。具体的には、ブリッジ絶縁層312は、透光性の樹脂材料、あるいは透光性の無機材料であることが好ましい。透光性の樹脂材料は透光性であれば特に限定されないが、エポキシ、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテンなどを用いることができる。透光性が確保されるのであれば、これらの樹脂に粒子を分散させても良い。粒子の材質は、特に限定されないが、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素などを用いることができる。透光性の無機材料は、特に限定されないが、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素、酸化アルミニウムなどを用いることができる。本変形例においては、ブリッジ31に設けられたブリッジ配線311等の配線の部分を除き、ブリッジ31を介して、配線層4の表面を確認することができる。
At least a portion of the
配線層4に配置された第2アライメントマーク50Bは、ブリッジ31を介してカメラで確認することができる。また、第1アライメントマーク50Aが第3対向部314近傍に配置されている場合においては、第3対向部314近傍に配置されている第1アライメントマーク50Aについても、ブリッジ31のガラス基材310を介してカメラで確認することができる。
The
図6Cに示すように、ブリッジ31の第1アライメントマーク50Aと配線層4の第2アライメントマーク50Bが位置合わせされることにより、配線層4上におけるブリッジ31の位置および回転方向が正確にアライメントされる。第1アライメントマーク50Aと第2アライメントマーク50Bがアライメントされた後、フリップチップ実装が行われる。本変形例であれば、正確にアライメントを行った上で金属接合によるフリップチップ実装が可能であるため、ブリッジ31をより高い位置精度で実装することができる。
As shown in FIG. 6C, the
第1アライメントマーク50Aおよび第2アライメントマーク50Bは、配線層4上においてブリッジ31の位置および回転方向を正確に合わせる上で、複数設けられていることが好ましい。より好ましくは、3つ以上の第1アライメントマーク50Aおよび第2アライメントマーク50Bを有している。第1アライメントマーク50Aは、平面視において、ブリッジ31の外周近くに複数配置されていることが好ましい。ブリッジ31の形状が平面視で矩形形状の場合、アライメントマークは、矩形形状の四隅のうち2か所以上、好ましくは3か所以上設けられていることが好ましい。
It is preferable that a plurality of first alignment marks 50A and second alignment marks 50B are provided in order to accurately align the position and rotation direction of the
以上のように、ガラス基材により形成されたガラスブリッジ31には、アライメントマークとしての第1アライメントマーク50Aが形成されていることが好ましい。第1アライメントマーク50Aは第2対向部313側、第3対向部314側のいずれに形成されていても良い。第1アライメントマーク50Aが第3対向部314側に形成されている場合は、第2対向部313側からガラス基材310を通して認識できるように形成されていることが好ましい。第2対向部313側から第1アライメントマーク50Aが観察できると、ガラスブリッジ31を配線層4に搭載時にアライメントを行うにあたりガラスブリッジ31の第2対向部313側から、単一のカメラで、ガラスブリッジ31上に形成された第1アライメントマーク50Aと配線層4に形成された第2アライメントマーク50Bと認識することができ、さらにはガラスブリッジ31を配線層4に接触するまでカメラで位置認識と位置補正を行うことが可能になるため、ガラスブリッジ31の搭載精度が高まる。
As described above, it is preferable that the
第1アライメントマーク50Aが第2対向部313側に形成されている場合においても、第2対向部313側から第1アライメントマーク50Aと第2アライメントマーク50Bを同時に観察できると、ガラスブリッジ31を配線層4に搭載時にアライメントを行うにあたりガラスブリッジ31の第2対向部313側から、単一のカメラで、ガラスブリッジ31上に形成された第1アライメントマーク50Aと配線層4に形成された第2アライメントマーク50Bと認識することができ、さらにはガラスブリッジ31を配線層4に接触するまでカメラで位置認識と位置補正を行うことが可能になるため、ガラスブリッジ31の搭載精度が高まる。
Even if the
<他の実施形態>
図7を用いて、本発明の他の実施形態に係る電子装置1Aを説明する。図7は、本発明の他の実施形態に係る電子装置の断面図である。なお、電子装置1Aは電子装置1と基本構成は同じであるので、以下異なる点のみを説明する。
<Other embodiments>
An
電子装置1Aは、電子部品層2と接続層3の間に、第2の配線層6を備えている。第2の配線層6は、配線層4と同様に、電源配線とグラウンド配線を有しており、それぞれはピラー32を経由して配線層4の電源ラインとグラウンドラインに接続されている。第2の配線層6は、シグナル配線を有しており、シグナル配線は、、ブリッジ配線311と同様に電子部品20Aや20Bや20C間の信号伝送を担う。本実施形態でも、配線層4に対してブリッジ31を高い位置精度で実装することが可能な電子装置1を提供することができる。
The
本実施形態の電子装置は、以下の構成を含む。 The electronic device of this embodiment includes the following configuration:
(1)本実施形態の電子装置1は、複数の電子部品20と、複数の電子部品20間を電気接続するブリッジ31と、を備え、ブリッジ31は、ガラス基材310により形成されており、かつ複数の電子部品20のいずれよりも小さい。これにより、誘電損失が抑えられた電子装置1を提供することができる。また、ブリッジ31を構成する材料の使用量を少なくすることができるため、コストを低減することができる。
(1) The
(2)(1)の電子装置1において、複数の電子部品20はそれぞれ、ブリッジ31と対向する第1対向部200を有し、ブリッジ31は、複数の電子部品20の第1対向部200と対向する第2対向部313と、第2対向部313の反対側に形成された第3対向部314と、を有し、ブリッジ31は、第2対向部313から第3対向部314まで貫通するブリッジ貫通電極315(ブリッジ貫通ビア315)をさらに有する。これにより、ブリッジ31を介して電子部品20と他の層とを電気接続する際の配線長を短くすることができる。上記のように配線長を短くできることで、電子部品20への安定した電荷供給を行うことができる。一例として、電子部品20の電源ラインと配線層4の電源ラインを短い距離で接続できる。他の例として、電子部品の20グラウンドラインと配線層4のグラウンドラインを短い距離で接続できる。
(2) In the
(3)(1)または(2)の電子装置1において、ブリッジ31は、複数の電子部品20同士を互いに電気接続するブリッジ配線311をさらに有する。これにより、複数の電子部品20同士の電力および情報のやりとりを、ブリッジ配線311を介して直接行うことができる。
(3) In the
(4)(3)の電子装置1において、ブリッジ31は、ブリッジ配線311を絶縁するブリッジ絶縁層312をさらに有する。これにより、複数のブリッジ配線311間のショートの発生や、ブリッジ配線311とブリッジ貫通ビア315との間のショートの発生を抑制できる。
(4) In the
(5)(4)の電子装置1において、ブリッジ絶縁層312は、有機絶縁層である。樹脂材料により形成された有機絶縁層は、一般的に比誘電率が低い。よって、ブリッジ絶縁層312として有機絶縁層を用いることにより、さらに誘電損失を抑えることができる。また、有機絶縁層を用いることにより、ブリッジ配線311の厚膜化に伴ってブリッジ絶縁層312も厚くすることが可能であり、この場合であっても、製造コストを抑えることができる。
In the
(6)(1)~(4)の電子装置1において、複数の電子部品20を有する電子部品層2と、配線を有する配線層4と、ブリッジ31を有し、複数の電子部品20と配線層4とを電気接続する接続層3とを備える。このような構成を有する電子装置1においても、本開示の効果が得られる。
(6) The
(7)(6)の電子装置1において、ブリッジ貫通電極315(ブリッジ貫通ビア315)は、複数の電子部品20と、配線層4の配線とを電気接続する。これにより、ブリッジ31を介して電子部品20と配線層4とを電気接続する際の配線長を短くすることができる。
In the
(8)(6)~(7)の電子装置1において、接続層3は、ブリッジ31の周囲を覆う絶縁層30を有し、絶縁層30には、電子部品層2に対向する対向部(第2対向部313)から配線層4に対向する対向部(第3対向部314)まで貫通し、電子部品20と配線層4の配線とを電気接続する接続層貫通電極32(ピラー32)が形成されている。これにより、ブリッジ31以外の部分において、電子部品20と配線層4の配線とを電気接続することができる。
In the
(9)(6)~(8)の電子装置1において、複数の電子部品20は、互いに隣接するように並べて配置される。これにより、複数の電子部品20を高密度で配置し、かつ複数の電子部品20間をブリッジ31で接続させることができる。
(9) In the
(10)(6)~(9)の電子装置1において、電子部品層2および接続層3を積層方向視したとき、ブリッジ31は、複数の電子部品20のそれぞれと重畳するように配置される。これにより、電子部品層2において電子部品20を密集させて配置させることができる。従って、規定寸法の電子装置1において、電子部品20が処理できる情報量を増やすことができる。
(10) In the
(11)(1)~(10)の電子装置1において、複数の電子部品20は、少なくとも第1電子部品20Aと、第2電子部品20Bと、第3電子部品20Cと、を含み、ブリッジ31は複数有し、複数のブリッジ31は、第1電子部品20Aと第2電子部品20Bとを互いに電気接続する第1ブリッジ31Aと、第2電子部品20Bと第3電子部品20Cとを互いに電気接続する第2ブリッジ31Bと、を含む。従来、ブリッジは、配線層に対して接着剤で固定されていた。この場合、配線層に対するブリッジの位置決め精度が低かった。本実施形態であれば、金属接合によるフリップチップ実装が可能であるため、ブリッジ31を高い位置精度で実装することができる。特に、3つ以上の電子部品20を含む電子装置1において、複数のブリッジ31を用いる場合、複数のブリッジ31の位置決め精度が低いと、適切に実装することが困難であった。本実施形態であれば、金属接合によるフリップチップ実装が可能であるため、複数のブリッジ31を高い位置精度で実装することができる。
(11) In the
(12)(1)~(11)の電子装置1において、ブリッジ31は、複数の電子部品20の第1対向部200と対向する第2対向部313と、第2対向部313の反対側に形成された第3対向部314と、を有し、ブリッジ31の少なくとも一部は、第2対向部313から第3対向部314まで透光可能な部材で構成され、ブリッジ31は、第1アライメントマーク50Aを有する。これにより、正確にアライメントを行った上でブリッジ31を実装することが可能となるため、ブリッジ31をより高い位置精度で実装することができる。
(12) In the
(13)(12)の電子装置1において、ブリッジ31は、複数の電子部品20同士を互いに電気接続するブリッジ配線311をさらに有し、第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ配線311が配置されている層と同じ層に配置されている。これにより、正確にアライメントを行った上でブリッジ31を実装することが可能となるため、ブリッジ31をより高い位置精度で実装することができる。
(13) In the
(14)(13)の電子装置1において、第1アライメントマーク50Aは、ブリッジ配線311と同じ材料により構成されている。これにより、第1アライメントマーク50Aを形成する工程が容易になる。
(14) In the
(15)(12)~(14)の電子装置1において、配線を有する配線層4をさらに有し、配線層4は、ブリッジ31の第1アライメントマーク50Aと対応する第2アライメントマーク50Bを有する。これにより、正確にアライメントを行った上でブリッジ31を実装することが可能となるため、ブリッジ31をより高い位置精度で実装することができる。
(15) The
(16)複数の電子部品20と、複数の電子部品20間を電気接続するブリッジ31と、を備える電子装置1の製造方法であって、
ブリッジ31を製造するブリッジ製造工程と、ブリッジ31に複数の電子部品20を実装する電子部品実装工程と、を含み、
ブリッジ製造工程は、
ガラス基材310を準備する工程と、
ガラス基材310の主面側に複数の電子部品20同士を互いに電気接続するブリッジ配線311を形成するブリッジ配線形成工程と、
ガラス基材310をチップサイズにカットするカット工程と、を含み、
電子部品実装工程は、
ブリッジ製造工程により製造されたブリッジ31と、複数の電子部品20とを、フリップチップ実装により実装する。これにより、誘電損失が抑えられた電子装置1を提供することができる。また、ブリッジ31を構成する材料の使用量を少なくすることができるため、コストを低減することができる。
(16) A method for manufacturing an
The method includes a bridge manufacturing process for manufacturing a
The bridge manufacturing process is as follows:
Providing a
a bridge wiring forming step of forming
A cutting step of cutting the
The electronic component mounting process is
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例として、各実施形態の構成要素は互いに置換が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible. For example, the components of each embodiment can be substituted for each other.
1 電子装置
2 電子部品層
20 電子部品
200 第1対向部
21 絶縁層
3 接続層
30 絶縁層
31 ブリッジ
310 ガラス基材
311 ブリッジ配線
312 ブリッジ絶縁層
313 第2対向部
314 第3対向部
315 ブリッジ貫通ビア(ブリッジ貫通電極)
32 ピラー(接続層貫通電極)
4 配線層
42 第1層ライン配線
43 第1絶縁層
44 第2層ライン配線
45 第2絶縁層
46 第3層ライン配線
47 第1層ビア配線
48 第2層ビア配線
49 バンプ電極
5 基板
50A 第1アライメントマーク(アライメントマーク)
50B 第2アライメントマーク
REFERENCE SIGNS
32 Pillar (connection layer through electrode)
4
50B Second alignment mark
Claims (16)
前記複数の電子部品間を電気接続するブリッジと、を備え、
前記ブリッジは、ガラス基材により形成されており、かつ前記複数の電子部品のいずれよりも小さい、電子装置。 A plurality of electronic components;
a bridge for electrically connecting the plurality of electronic components;
The bridge is formed from a glass substrate and is smaller than any of the plurality of electronic components.
前記ブリッジは、前記複数の電子部品の前記第1対向部と対向する第2対向部と、前記第2対向部の反対側に形成された第3対向部と、を有し、
前記ブリッジは、前記第2対向部から前記第3対向部まで貫通するブリッジ貫通電極をさらに有する、請求項1に記載の電子装置。 each of the electronic components has a first opposing portion that faces the bridge;
the bridge has a second opposing portion opposing the first opposing portion of the plurality of electronic components, and a third opposing portion formed on an opposite side to the second opposing portion,
The electronic device according to claim 1 , wherein the bridge further includes a bridge through electrode that penetrates from the second opposing portion to the third opposing portion.
配線を有する配線層と、
前記ブリッジを有し、前記複数の電子部品と前記配線層とを電気接続する接続層とを備える、請求項2に記載の電子装置。 an electronic component layer having the plurality of electronic components;
a wiring layer having wiring;
The electronic device according to claim 2 , further comprising: a connection layer having the bridge and electrically connecting the plurality of electronic components to the wiring layer.
前記絶縁層には、前記電子部品層に対向する対向部から前記配線層に対向する対向部まで貫通し、前記電子部品と前記配線層の前記配線とを電気接続する接続層貫通電極が形成されている、請求項6に記載の電子装置。 the connection layer has an insulating layer covering the periphery of the bridge;
The electronic device according to claim 6, wherein the insulating layer has a connection layer through electrode formed therein, the connection layer through electrode penetrating from an opposing portion facing the electronic component layer to an opposing portion facing the wiring layer, and electrically connecting the electronic component and the wiring of the wiring layer.
前記ブリッジは複数有し、
複数の前記ブリッジは、前記第1電子部品と前記第2電子部品とを互いに電気接続する第1ブリッジと、前記第2電子部品と前記第3電子部品とを互いに電気接続する第2ブリッジと、を含む、請求項1に記載の電子装置。 the plurality of electronic components include at least a first electronic component, a second electronic component, and a third electronic component;
The bridge has a plurality of bridges,
2. The electronic device of claim 1, wherein the plurality of bridges include a first bridge electrically connecting the first electronic component and the second electronic component to each other, and a second bridge electrically connecting the second electronic component and the third electronic component to each other.
前記ブリッジの少なくとも一部は、前記第2対向部から前記第3対向部まで透光可能な部材で構成され、
前記ブリッジは、アライメントマークを有する、請求項1に記載の電子装置。 the bridge has a second opposing portion opposing the first opposing portions of the plurality of electronic components, and a third opposing portion formed on an opposite side to the second opposing portion,
At least a portion of the bridge is made of a light-transmitting material from the second opposing portion to the third opposing portion,
The electronic device of claim 1 , wherein the bridge comprises an alignment mark.
前記アライメントマークは、前記ブリッジ配線が配置されている層と同じ層に配置されている、請求項12に記載の電子装置。 the bridge further includes a bridge wiring that electrically connects the plurality of electronic components to each other;
The electronic device according to claim 12 , wherein the alignment mark is disposed in the same layer as the bridge wiring.
前記配線層は、前記ブリッジの前記アライメントマークと対応する第2アライメントマークを有する、請求項12に記載の電子装置。 Further comprising a wiring layer having wiring,
The electronic device of claim 12 , wherein the wiring layer has a second alignment mark corresponding to the alignment mark of the bridge.
前記ブリッジを製造するブリッジ製造工程と、前記ブリッジに前記複数の電子部品を実装する電子部品実装工程と、を含み、
前記ブリッジ製造工程は、
ガラス基材を準備する工程と、
前記ガラス基材の主面側に複数の前記電子部品同士を互いに電気接続するブリッジ配線を形成するブリッジ配線形成工程と、
前記ガラス基材をチップサイズにカットするカット工程と、を含み、
前記電子部品実装工程は、
前記ブリッジ製造工程により製造された前記ブリッジと、前記複数の電子部品とを、フリップチップ実装により実装する、電子装置の製造方法。 1. A method for manufacturing an electronic device including a plurality of electronic components and a bridge electrically connecting the plurality of electronic components, comprising:
a bridge manufacturing step of manufacturing the bridge; and an electronic component mounting step of mounting the plurality of electronic components on the bridge,
The bridge manufacturing process includes:
Providing a glass substrate;
a bridge wiring forming step of forming bridge wiring on a main surface side of the glass base material to electrically connect the plurality of electronic components to each other;
A cutting step of cutting the glass substrate into a chip size,
The electronic component mounting process includes:
a bridge manufactured in the bridge manufacturing step and the plurality of electronic components are mounted by flip-chip mounting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW113145309A TW202527314A (en) | 2023-11-30 | 2024-11-25 | Electronic device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023-203323 | 2023-11-30 | ||
| JP2023203323A JP2025088549A (en) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | electronic equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025115521A1 true WO2025115521A1 (en) | 2025-06-05 |
Family
ID=95897634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/039126 Pending WO2025115521A1 (en) | 2023-11-30 | 2024-11-01 | Electronic device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2025088549A (en) |
| TW (1) | TW202527314A (en) |
| WO (1) | WO2025115521A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001035970A (en) * | 1999-07-16 | 2001-02-09 | Hamamatsu Photonics Kk | Manufacture of semiconductor device |
| JP2014022465A (en) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Wiring board and method of manufacturing the same |
| JP2018523925A (en) * | 2015-08-21 | 2018-08-23 | クアルコム,インコーポレイテッド | Integrated device package with bridge in litho-etchable layer |
| JP2021153173A (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | インテル・コーポレーション | Open cavity bridge power delivery architectures and processes |
| JP2021532578A (en) * | 2018-07-24 | 2021-11-25 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation | A multi-chip package structure with a chip interconnect bridge that provides a power connection between the chip and the package board. |
-
2023
- 2023-11-30 JP JP2023203323A patent/JP2025088549A/en active Pending
-
2024
- 2024-11-01 WO PCT/JP2024/039126 patent/WO2025115521A1/en active Pending
- 2024-11-25 TW TW113145309A patent/TW202527314A/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001035970A (en) * | 1999-07-16 | 2001-02-09 | Hamamatsu Photonics Kk | Manufacture of semiconductor device |
| JP2014022465A (en) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Wiring board and method of manufacturing the same |
| JP2018523925A (en) * | 2015-08-21 | 2018-08-23 | クアルコム,インコーポレイテッド | Integrated device package with bridge in litho-etchable layer |
| JP2021532578A (en) * | 2018-07-24 | 2021-11-25 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation | A multi-chip package structure with a chip interconnect bridge that provides a power connection between the chip and the package board. |
| JP2021153173A (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | インテル・コーポレーション | Open cavity bridge power delivery architectures and processes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202527314A (en) | 2025-07-01 |
| JP2025088549A (en) | 2025-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10672750B2 (en) | Semiconductor device | |
| US9620494B2 (en) | Hybrid substrates, semiconductor packages including the same and methods for fabricating semiconductor packages | |
| US7414309B2 (en) | Encapsulated electronic part packaging structure | |
| JP5091221B2 (en) | Semiconductor device | |
| TWI544599B (en) | Fabrication method of package structure | |
| CN101276809A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP3651346B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| TW202412120A (en) | Three-dimensional packaging structure and its preparation method thereof | |
| TW201742167A (en) | Electronic package and method for fabricating the same | |
| TW201737452A (en) | System-in-package and method for manufacturing system-in-package | |
| US20250029911A1 (en) | Manufacturing method of semiconductor substrate | |
| JP7713503B2 (en) | Substrate for semiconductor packaging, semiconductor package, and method for manufacturing substrate for semiconductor packaging | |
| JP5171726B2 (en) | Semiconductor device | |
| CN118782583A (en) | A bridge structure integrating passive devices and a manufacturing method thereof | |
| WO2025115521A1 (en) | Electronic device | |
| WO2025115520A1 (en) | Electronic device | |
| US20240321755A1 (en) | Semiconductor package including glass core substrate and method of manufacturing the same | |
| CN120319666B (en) | 2.5D substrate packaging method and packaging structure | |
| KR20250147857A (en) | Glass substrate, semiconductor package including glass substrate and method for manufacturing the same | |
| JP2989271B2 (en) | Bare chip mounting board, method of manufacturing bare chip mounting board, and method of forming electrodes of bare chip | |
| CN117293094A (en) | Electronic device and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24897210 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |