(57)【要約】  本発明の半導体パッケージ（１）は、配線基板（２）と、配線基板（２）の一方の面に接合された半導体素子（３）と、配線基板（２）の半導体素子（３）側の面の、半導体素子（３）が接合されていない部分に接合され、配線基板（２）よりも熱膨張係数が小さい第１補強部材（４）と、第１補強部材（４）に対して配線基板（２）とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプ（４００）を介して配線基板（２）に接合された配線基板（３０１）と、配線基板（３０１）の配線基板（２）とは反対側の面に接合された半導体素子（３０５）とを有し、半導体素子（３）は、配線基板（３０１）に対して接触しているか、または非接触である。
2012035972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子側の面の、前記第１半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい補強部材と、
前記補強部材に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して非接触であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子側の面の、前記第１半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい補強部材と、
前記補強部材に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して接触していることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項３】
第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子とは反対側の面に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい補強部材と、
前記第１半導体素子に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して非接触であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項４】
第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子とは反対側の面に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい補強部材と、
前記第１半導体素子に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して接触していることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項５】
第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子側の面の、前記第１半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい第１補強部材と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子とは反対側の面に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい第２補強部材と、
前記第１補強部材に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して非接触であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項６】
第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子側の面の、前記第１半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい第１補強部材と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子とは反対側の面に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい第２補強部材と、
前記第１補強部材に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して接触していることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項７】
前記第１補強部材は、前記第１半導体素子の周囲を囲むような形状をなす請求項５または６に記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記第１半導体素子と前記第２配線基板との間の距離が０．０１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である請求項１、３、５および７のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記第１補強部材は、前記第２配線基板に対して非接触である請求項５ないし８のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１０】
前記第１補強部材は、前記第２配線基板に対して接触している請求項６または７に記載の半導体パッケージ。
【請求項１１】
前記第１補強部材と前記第２配線基板との間の距離は、前記第１半導体素子と前記第２配線基板との間の距離よりも大きい請求項９に記載の半導体パッケージ。
【請求項１２】
前記第１補強部材は、前記各金属バンプに対して非接触で前記各金属バンプを囲むように形成された２つ以上の開口部を有する請求項５ないし１１のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１３】
前記第１補強部材と前記各金属バンプとの間には、絶縁材が設けられている請求項５ないし１２のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１４】
前記第１補強部材および前記第２補強部材は、それぞれ、前記第１半導体素子との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下である請求項５ないし１３のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１５】
前記第１補強部材および前記第２補強部材は、それぞれ、板状をなす請求項５ないし１４のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１６】
前記第１補強部材および前記第２補強部材は、それぞれ、金属材料で構成されている請求項５ないし１５のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１７】
前記金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金である請求項１６に記載の半導体パッケージ。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかに記載の半導体パッケージを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
第１配線基板に第１補強部材を接合する工程と、
前記第１配線基板に第１半導体素子を接合して、ボトムパッケージを形成する工程と、
第２配線基板に第２半導体素子を接合して、トップパッケージを形成する工程と、
２つ以上の金属バンプを介して、前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとを接合する工程とを含む、
請求項１ないし１７のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項２０】
第１配線基板に第２補強部材を接合する工程と、
前記第１配線基板の前記第２補強部材とは反対側の面に、第１半導体素子を接合して、ボトムパッケージを形成する工程と、
第２配線基板に第２半導体素子を接合して、トップパッケージを形成する工程と、
２つ以上の金属バンプを介して、前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとを接合する工程とを含む、
請求項１ないし１７のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項２１】
第１配線基板に第１補強部材を接合する工程と、
前記第１配線基板に第２補強部材を接合する工程と、
前記第１配線基板の前記第２補強部材とは反対側の面に、第１半導体素子を接合して、ボトムパッケージを形成する工程と、
第２配線基板に第２半導体素子を接合して、トップパッケージを形成する工程と、
２つ以上の金属バンプを介して、前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとを接合する工程とを含む、
請求項１ないし１７のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項２２】
前記第１配線基板に第１補強部材を接合する工程が、
金属層とプリプレグとの積層体を用意し、前記積層体のプリプレグ側の面に、第１補強部材を接合するサブ工程と、
前記プリプレグに貫通孔を形成するサブ工程と、
前記貫通孔に導体ポストを形成するサブ工程と、
前記金属層をパターンニングすることにより、導体パターンを形成するサブ工程と、
前記プリプレグを硬化させるサブ工程とを含む、
請求項１９または２１に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項２３】
前記金属バンプの冷却に伴って、前記金属バンプが厚さ方向に膨張し、前記トップパッケージの第２配線基板と前記ボトムパッケージの第１半導体素子とが離間した状態となる、請求項１９ないし２２のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項２４】
前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとの間にスペーサを配置し、前記トップパッケージと前記ボトムパッケージの接合後に、前記スペーサを取り除くことによって、前記トップパッケージの第２配線基板と前記ボトムパッケージの第１半導体素子とが離間した状態となる、請求項１９ないし２２のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項２５】
前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとが互いに近づく方向にこれらを加圧して、前記トップパッケージの第２配線基板と前記ボトムパッケージの第１半導体素子とが接触した状態となる、請求項１９ないし２２のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージおよび半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して益々小型化かつ多ピン化が進んできている。【０００３】
半導体パッケージはその小型化に伴って、従来のようなリードフレームを使用した形態のパッケージでは、小型化に限界がきている。そのため、最近では回路基板上にチップを実装したものとして、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）や、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）と言った、エリア実装型の新しいパッケージ方式が提案されている。【０００４】
ＢＧＡやＣＳＰ等の新しいパッケージに用いられるインターポーザは、一般に、繊維基材に樹脂組成物を含浸してなる基板に導体パターンや導体ポストが形成されてなる。【０００５】
このようなインターポーザは、チップとの熱膨張係数差が大きい。また、インターポーザは、通常、チップよりも大面積となるため、チップと接触していない部分の面積が大きい。このようなチップと接触していない部分は、剛性が極めて低く、前述したようなチップとインターポーザの熱膨張差に起因して反りやすい。なお、本発明において熱膨張係数とは３０〜３００℃の範囲において物体が１℃あたりに伸びる長さのことをいい、剛性とは板状物質の曲がりにくさのことをいう。【０００６】
ところで、インターポーザをそれぞれ備える２つのパッケージ（トップパッケージ、ボトムパッケージ）を重ねた構造、いわゆるＰＯＰ（Ｐａｃｋａｇｅ  Ｏｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）構造の半導体パッケージが知られている。【０００７】
従来のＰＯＰ構造のパッケージでは、ボトムパッケージのインターポーザが前述したようなチップとの熱膨張差に起因して反りやすく、電気的接続信頼性を低下させるという問題があった。【０００８】
また、従来のＰＯＰ構造のパッケージにおいては、インターポーザ間に挟まれたチップの熱を効率よく逃すことができず、このようなことも前述したような問題を引き起こす要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−８１２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、熱による不具合の発生を防止することができる半導体パッケージおよび半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的は、下記（１）〜（２５）の本発明により達成される。
（１）  第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子側の面の、前記第１半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい補強部材と、
前記補強部材に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して非接触であることを特徴とする半導体パッケージ。【００１２】
（２）  第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子側の面の、前記第１半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい補強部材と、
前記補強部材に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して接触していることを特徴とする半導体パッケージ。【００１３】
（３）  第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子とは反対側の面に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい補強部材と、
前記第１半導体素子に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して非接触であることを特徴とする半導体パッケージ。【００１４】
（４）  第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子とは反対側の面に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい補強部材と、
前記第１半導体素子に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して接触していることを特徴とする半導体パッケージ。【００１５】
（５）  第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子側の面の、前記第１半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい第１補強部材と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子とは反対側の面に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい第２補強部材と、
前記第１補強部材に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して非接触であることを特徴とする半導体パッケージ。【００１６】
（６）  第１配線基板と、
前記第１配線基板の一方の面に接合された第１半導体素子と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子側の面の、前記第１半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい第１補強部材と、
前記第１配線基板の前記第１半導体素子とは反対側の面に接合され、前記第１配線基板よりも熱膨張係数が小さい第２補強部材と、
前記第１補強部材に対して前記第１配線基板とは反対側に設けられ、２つ以上の金属バンプを介して前記第１配線基板に接合された第２配線基板と、
前記第２配線基板の前記第１配線基板とは反対側の面に接合された第２半導体素子とを有し、
前記第１半導体素子は、前記第２配線基板に対して接触していることを特徴とする半導体パッケージ。【００１７】
（７）  前記第１補強部材は、前記第１半導体素子の周囲を囲むような形状をなす上記（５）または（６）に記載の半導体パッケージ。【００１８】
（８）  前記第１半導体素子と前記第２配線基板との間の距離が０．０１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である上記（１）、（３）、（５）および（７）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００１９】
（９）  前記第１補強部材は、前記第２配線基板に対して非接触である上記（５）ないし（８）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２０】
（１０）  前記第１補強部材は、前記第２配線基板に対して接触している上記（６）または（７）に記載の半導体パッケージ。【００２１】
（１１）  前記第１補強部材と前記第２配線基板との間の距離は、前記前記第１半導体素子と前記第２配線基板との間の距離よりも大きい上記（９）に記載の半導体パッケージ。【００２２】
（１２）  前記第１補強部材は、前記各金属バンプに対して非接触で前記各金属バンプを囲むように形成された２つ以上の開口部を有する上記（５）ないし（１１）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２３】
（１３）  前記第１補強部材と前記各金属バンプとの間には、絶縁材が設けられている上記（５）ないし（１２）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２４】
（１４）  前記第１補強部材および前記第２補強部材は、それぞれ、前記第１半導体素子との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下である上記（５）ないし（１３）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２５】
（１５）  前記第１補強部材および前記第２補強部材は、それぞれ、板状をなす上記（５）ないし（１４）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２６】
（１６）  前記第１補強部材および前記第２補強部材は、それぞれ、金属材料で構成されている上記（５）ないし（１５）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２７】
（１７）  前記金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金である上記（１６）に記載の半導体パッケージ。【００２８】
（１８）  上記（１）ないし（１７）のいずれかに記載の半導体パッケージを備えることを特徴とする半導体装置。【００２９】
（１９）  第１配線基板に第１補強部材を接合する工程と、
前記第１配線基板に第１半導体素子を接合して、ボトムパッケージを形成する工程と、
第２配線基板に第２半導体素子を接合して、トップパッケージを形成する工程と、
２つ以上の金属バンプを介して、前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとを接合する工程とを含む、
上記（１）ないし（１７）のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。【００３０】
（２０）  第１配線基板に第２補強部材を接合する工程と、
前記第１配線基板の前記第２補強部材とは反対側の面に、第１半導体素子を接合して、ボトムパッケージを形成する工程と、
第２配線基板に第２半導体素子を接合して、トップパッケージを形成する工程と、
２つ以上の金属バンプを介して、前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとを接合する工程とを含む、
上記（１）ないし（１７）のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。【００３１】
（２１）  第１配線基板に第１補強部材を接合する工程と、
前記第１配線基板に第２補強部材を接合する工程と、
前記第１配線基板の前記第２補強部材とは反対側の面に、第１半導体素子を接合して、ボトムパッケージを形成する工程と、
第２配線基板に第２半導体素子を接合して、トップパッケージを形成する工程と、
２つ以上の金属バンプを介して、前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとを接合する工程とを含む、
上記（１）ないし（１７）のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。【００３２】
（２２）  前記第１配線基板に第１補強部材を接合する工程が、
金属層とプリプレグとの積層体を用意し、前記積層体のプリプレグ側の面に、第１補強部材を接合するサブ工程と、
前記プリプレグに貫通孔を形成するサブ工程と、
前記貫通孔に導体ポストを形成するサブ工程と、
前記金属層をパターンニングすることにより、導体パターンを形成するサブ工程と、
前記プリプレグを硬化させるサブ工程とを含む、
上記（１９）または（２１）に記載の半導体パッケージの製造方法。【００３３】
（２３）  前記金属バンプの冷却に伴って、前記金属バンプが厚さ方向に膨張し、前記トップパッケージの第２配線基板と前記ボトムパッケージの第１半導体素子とが離間した状態となる、上記（１９）ないし（２２）のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。【００３４】
（２４）  前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとの間にスペーサを配置し、前記トップパッケージと前記ボトムパッケージの接合後に、前記スペーサを取り除くことによって、前記トップパッケージの第２配線基板と前記ボトムパッケージの第１半導体素子とが離間した状態となる、上記（１９）ないし（２２）のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。【００３５】
（２５）  前記トップパッケージと前記ボトムパッケージとが互いに近づく方向にこれらを加圧して、前記トップパッケージの第２配線基板と前記ボトムパッケージの第１半導体素子とが接触した状態となる、上記（１９）ないし（２２）のいずれかに記載の半導体パッケージの製造方法。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の半導体パッケージによれば、第１配線基板が補強部材により補強されるため（特に、補強部材が第１半導体素子と一体的となって第１配線基板を補強するため）、第１配線基板と第１半導体素子との熱膨張係数差に起因する反りを防止または抑制することができる。その結果、第２配線基板と第１配線基板を接続する金属バンプの接続信頼性、第１半導体素子と第１配線基板を接続する金属バンプの接続信頼性、配線基板内部の導体パターン・導体ポストの接続信頼性、および、第１配線基板とマザーボードを接続する金属バンプの接続信頼性が向上する。【００３７】
また、本発明の半導体パッケージによれば、第１半導体素子と第２配線基板とが非接触である場合は、第１半導体素子と第２配線基板との間に形成された隙間を通じて通気を行い、第１半導体素子の熱を外方へ効率的に逃すことができる。一方、第１半導体素子と第２配線基板とが接触する場合は、第１半導体素子の熱を第２配線基板を通じて外方へ効率的に逃すことができる。また、第１配線基板が前述したように補強されていることから、第１配線基板自体の剛性を高める必要がなく、第１配線基板の厚さを薄くすることができる。そのため、第１配線基板の厚さ方向での熱伝導性を高め、第１半導体素子からの熱を第１配線基板を介して外方へ効率的に逃すこともできる。このようなことから、本発明の半導体パッケージは、放熱性に優れる。【００３８】
また、本発明の半導体装置によれば、前述したような半導体パッケージを備えるので、信頼性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体パッケージが備えるボトムパッケージを示す上面図である。
【図３】図１に示す半導体パッケージが備えるボトムパッケージを示す下面図である。
【図４】図１に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の半導体装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図９】図８に示す半導体パッケージが備えるボトムパッケージを示す上面図である。
【図１０】図８に示す半導体パッケージが備えるボトムパッケージを示す下面図である。
【図１１】図８に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明の半導体装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、添付図面に基づき、本発明の半導体パッケージおよび半導体装置の好適な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
【００４１】
＜第１実施形態＞
（半導体パッケージ）
まず、本発明の半導体パッケージを説明する。
【００４２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図、図２は、図１に示す半導体パッケージを示す上面図、図３は、図１に示す半導体パッケージを示す下面図、図４は、図１に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１ないし４では、それぞれ、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【００４３】
図１に示すように、半導体パッケージ１は、配線基板２と、この配線基板２上に搭載された半導体素子３と、第１補強部材４と、第２補強部材５と、配線基板３０１と、この配線基板３０１上に搭載された半導体素子３０５と、配線基板２と配線基板３０１とを接続する複数の金属バンプ４００とを有する。
【００４４】
この半導体パッケージ１は、配線基板（第１配線基板）２に半導体素子（第１半導体素子）３を搭載したボトムパッケージ５００と、配線基板（第２配線基板）３０１に半導体素子（第２半導体素子）３０５を搭載したトップパッケージ３００とを重ねたＰＯＰ（Ｐａｃｋａｇｅ  Ｏｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）構造を有する。
【００４５】
このような半導体パッケージ１によれば、半導体素子３と接合された部分以外の部分においても、配線基板２が第１補強部材４により補強されるため、ボトムパッケージ５００全体の剛性が増す。特に、第１補強部材４の熱膨張係数が配線基板２（具体的には後述する基板２１）よりも小さいため、半導体素子３が配線基板２の全面に亘って設けられているのと同様に、配線基板２と半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２の反りを抑制または防止することができる。
【００４６】
また、後述するように半導体素子３と配線基板３０１とが非接触であるため、半導体素子３と配線基板３０１との間に形成された隙間を通じて通気を行い、半導体素子３の熱を外方へ効率的に逃すことができる。また、配線基板２が前述したように補強されていることから、配線基板２自体の剛性を高める必要がなく、配線基板２の厚さを薄くすることができるので、配線基板２の厚さ方向での熱伝導性を高め、半導体素子３からの熱を配線基板２を介して逃すことができる。このようなことから、半導体パッケージ１は、放熱性に優れる。また、第１補強部材４および第２補強部材５の構成材料を適宜選択することにより、半導体パッケージ１の放熱性を高めることもできる。
【００４７】
このような半導体パッケージ１の優れた放熱性も相俟って、配線基板２と半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２の反りを効果的に抑制または防止することができる。その結果、トップパッケージ３００とボトムパッケージ５００との間の電気的な接続信頼性を優れたものとすることができる。
【００４８】
また、半導体パッケージ１では、第２補強部材５を配線基板２の半導体素子３と反対側の面（下面）に接合することにより、配線基板２は半導体素子３と第２補強部材５とに挟持された状態となるため、配線基板２がより強固に補強されるとともに、配線基板２の両面の熱膨張差を抑制することができる。特に、第２補強部材は、後述する金属バンプ７１間にも及ぶように設けられているので、配線基板２を強固に補強することができる。
【００４９】
以下、半導体パッケージ１の各部を順次詳細に説明する。
（ボトムパッケージ）
ボトムパッケージ（第１パッケージ）５００は、配線基板２と、半導体素子３と、第１補強部材４と、第２補強部材５とを有する。
【００５０】
［配線基板］
配線基板２は、半導体素子３を支持する基板（第１配線基板）であり、例えば、その搭載した半導体素子３と後述するようなマザーボード２００との電気的接続を中継する中継基板（インターポーザ）である。また、配線基板２は、その平面視形状は、通常、正方形、長方形等の四角形とされる。
【００５１】
配線基板２は、基板２１と、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４と、導体ポスト２３１、２３２、２３３、２３４と、伝熱ポスト２４とを有している。
【００５２】
なお、本実施形態では、導体パターン２２１は、基板２１の一方の面側に設けられた第１導体パターンを構成し、導体パターン２２４は、基板２１の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンを構成する。
【００５３】
基板２１は、複数（本実施形態では５層）の絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５で構成されている。より具体的には、基板２１は、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１４、絶縁層２１５がこの順で積層されて構成されている。なお、基板２１を構成する絶縁層の数は、これに限定されず、１〜４層であってもよいし、６層以上であってもよい。
【００５４】
各絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５は、絶縁性を有する材料で構成されている。
【００５５】
具体的には、各絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５は、基材（繊維基材）と、その基材に含浸された樹脂組成物とで構成されている。
【００５６】
基材は、各絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５の芯材として用いられる。このような基材を有することにより、基板２１の剛性を高めることができる。
【００５７】
基材としては、例えば、ガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維で構成されたガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維等を主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等を主成分とする紙基材等が挙げられる。これらの中でも、かかる基材としては、ガラス繊維基材が好ましい。これにより、基板２１の剛性を高めるとともに、基板２１の薄型化を図ることができる。さらに、基板２の熱膨張係数も小さくすることができる。
【００５８】
このようなガラス繊維基材を構成するガラスとしては、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、Ｈガラス等が挙げられる。これらの中でもＴガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の熱膨張係数を小さくすることができ、それによって基板２１の熱膨張係数を小さくすることができる。
【００５９】
また、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５が基材を含む場合、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５における基材の含有率は、それぞれ、３０〜７０ｗｔ％であることが好ましく、４０〜６０ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、これらの絶縁層のひび割れ等の破損を確実に防ぎつつ、各絶縁層の電気絶縁性および熱膨張係数を十分に低いものとすることができる。なお、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５のうちの少なくとも１層は、基材を含まずに樹脂組成物のみで構成されていてもよい。
【００６０】
このような基材に含浸される樹脂組成物は、樹脂材料が含まれている。かかる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂が好適に用いられる。
【００６１】
前記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、シアネート樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。
【００６２】
これらの中でも、特に、シアネート樹脂が好ましい。これにより、基板２１の熱膨張係数を十分に小さくすることができる。さらに、基板２１の電気特性（低誘電率、低誘電正接等）を優れたものとすることができる。
【００６３】
また、前記樹脂組成物は、フィラーを含むのが好ましい。すなわち、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５は、それぞれ、フィラーを含むことが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５の熱膨張係数を低くすることができる。なお、フィラーとは製造工程中および最終製品になった場合でも固形状態を保持する上記絶縁層を構成する物質である。
【００６４】
前記フィラーとしては、各種無機フィラーまたは有機フィラーが挙げられる。
無機フィラー（無機充填材）としては、例えば、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。
【００６５】
また、有機フィラーとしては、合成樹脂粉末が挙げられる。この合成樹脂粉末としては、例えば、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリエチレン、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の各種熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の粉末、またはこれらの樹脂の共重合体の粉末が挙げられる。また、有機フィラーの他の例としては、芳香族または脂肪族ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
【００６６】
前述したようなフィラーの中でも、無機フィラーを用いるのが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５の熱膨張係数を効果的に低めることができる。また、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５の伝熱性を高めることもできる。
【００６７】
特に、無機フィラーの中でも、シリカが好ましく、溶融シリカ（特に球状溶融シリカ）が低熱膨張性に優れる点で好ましい。
【００６８】
無機フィラーの平均粒子径は、特に限定されないが、０．０５〜２．０μｍが好ましく、特に０．１〜１．０μｍが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５中で、無機フィラーは、より均一に分散することができ、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５の物理的強度および絶縁性を特に優れたものとすることができる。
【００６９】
なお、上記無機フィラーの平均粒子径は、例えば、粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−５００）により測定することができる。また、本明細書において、平均粒子径とは、体積基準での平均粒子径を指す。
【００７０】
絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５における無機充填材の含有量は、それぞれ、特に限定されないが、基材を除く樹脂組成物を１００ｗｔ％としたときに、３０〜８０ｗｔ％が好ましく、特に４５〜７５ｗｔ％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５は、熱膨張係数が十分に低く、吸湿性が特に低いものとなる。
【００７１】
また、前記樹脂組成物は、前述した熱硬化性樹脂の他、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂含んでいてもよい。
【００７２】
また、前記樹脂組成物は、必要に応じて、顔料、酸化防止剤等の上記成分以外の添加物を含んでいてもよい。
【００７３】
また、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５は、互いに同じ材料で構成されていてもよいし、互いに異なる材料で構成されていてもよい。
【００７４】
上述したような複数の層で構成された基板２１の平均厚さは、特に限定されないが、３０μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上４００μｍ以下であることがより好ましい。
【００７５】
このような基板２１の絶縁層２１１と絶縁層２１２の間には、導体パターン２２１が介挿されている。また、絶縁層２１２と絶縁層２１３との間には、導体パターン２２２が介挿されている。また、絶縁層２１３と絶縁層２１４との間には、導体パターン２２３が介挿されている。また、絶縁層２１４と絶縁層２１５との間には、導体パターン２２４が介挿されている。また、絶縁層２１１の上面上には、導体パターン２２５が設けられている。
【００７６】
この導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４、２２５は、それぞれ、複数の配線を有する回路として機能する。
【００７７】
導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４、２２５の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金等の各種金属および各種合金が挙げられる。中でも、かかる構成材料としては、銅および銅系合金を用いるのが好ましい。銅および銅系合金は、電気伝導率が比較的高い。そのため、配線基板２の電気的特性を良好なものとすることができる。また、銅および銅系合金は熱伝導性にも優れるので、配線基板２の放熱性を向上させることもできる。
【００７８】
また、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４、２２５の平均厚さは、特に限定されないが、５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【００７９】
また、絶縁層２１１には、その厚さ方向に貫通するビアホールが形成され、そのビアホール内に導体ポスト（ビアポスト）２３１が設けられている。この導体ポスト２３１は、絶縁層２１１をその厚さ方向に貫通しており、上端部が半導体素子３に金属バンプ３１を介して接続されるとともに、下端部が導体パターン２２１に接続されている。これにより、導体パターン２２１と半導体素子３とが導通している。なお、ビアホールとは絶縁層の上の回路と下の回路を導通させるための貫通もしくは有底の穴のことである。
【００８０】
また、図示しないが、絶縁層２１１には、導体パターン２２１と導体パターン２２５とを導通させる導体ポスト（ビアポスト）が厚さ方向に貫通している。導体パターン２２５の基板２１の上面上には、複数の金属バンプ４００が接合されている。
【００８１】
この各金属バンプ４００は、トップパッケージ３００とボトムパッケージ５００との電気的接続（より具体的には配線基板２と配線基板３０１との電気的接続）を行う。また、各金属バンプ４００は、配線基板２と配線基板３０１との機械的接続（固定）を行う機能をも有する。
【００８２】
この複数の金属バンプ４００は、配線基板２の外周部に沿って間隔を隔てて配置されている。
【００８３】
本実施形態では、各金属バンプ４００は、略球状をなしている。なお、各金属バンプ４００の形状は、これに限定されない。また、各金属バンプ４００の大きさ（直径）は、後述するように半導体素子３と配線基板３０１とが非接触となる程度に設定される。
【００８４】
また、金属バンプ４００の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）を用いることができる。
【００８５】
また、絶縁層２１２には、その厚さ方向に貫通する導体ポスト（ビアポスト）２３２が設けられている。この導体ポスト２３２は、上端部が導体パターン２２１に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２２に接続されている。これにより、導体パターン２２１と導体パターン２２２とが導通している。
【００８６】
また、絶縁層２１３には、その厚さ方向に貫通する導体ポスト（ビアポスト）２３３が設けられている。この導体ポスト２３３は、上端部が導体パターン２２２に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２３に接続されている。これにより、導体パターン２２２と導体パターン２２３とが導通している。
【００８７】
また、絶縁層２１４には、その厚さ方向に貫通する導体ポスト（ビアポスト）２３４が設けられている。この導体ポスト２３４は、上端部が導体パターン２２３に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２４に接続されている。これにより、導体パターン２２３と導体パターン２２４とが導通している。
【００８８】
また、絶縁層２１５には、その厚さ方向に貫通する複数の開口部が設けられ、その各開口部から導体パターン２２４の一部（端子）が露出している。その導体パターン２２４の露出した各部分（端子）上には、金属バンプ７１が接合されている。すなわち、第２導体パターンである導体パターン２２４の基板２１と反対側の面には、複数の金属バンプ７１が接合されている。
【００８９】
この金属バンプ７１は、半導体パッケージ１を例えば後述するようなマザーボードに対して電気的に接続する。
【００９０】
本実施形態では、金属バンプ７１は、略球状をなしている。なお、金属バンプ７１の形状は、これに限定されない。
【００９１】
金属バンプ７１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）を用いることができる。
【００９２】
また、基板２１には、その厚さ方向に全域に亘って貫通する複数のビアホールが形成され、その各ビアホールに伝熱ポスト２４が設けられている。
【００９３】
この各伝熱ポスト２４は、基板２１全体をその厚さ方向に貫通しており、上端が基板２１の上面から露出するとともに、下端が基板２１の下面から露出している。伝熱ポスト２４は、上端が第１補強部材４に接触し、下端が第２補強部材５に接触している。これにより、各伝熱ポスト２４は、第１補強部材４と第２補強部材５とを接続している。
【００９４】
この各伝熱ポスト（熱伝導部）２４は、前述した基板２１（絶縁層）よりも高い伝熱性を有する。これにより、第１補強部材４から伝熱ポスト２４を介して第２補強部材５へ熱を効率的に伝達することができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
【００９５】
また、この各伝熱ポスト２４は、基板２１をその厚さ方向に貫通するため、公知の導体ポストと同様に、簡単かつ高精度に形成することができる。
【００９６】
また、各伝熱ポスト２４は、中空であってもよいし、中実であってもよい。また、各伝熱ポスト２４の横断面形状としては、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等が挙げられる。また、伝熱ポスト２４の数は、特に限定されず、任意であるが、配線基板２の機械的強度を損ねない程度に、できるだけ多くするのが好ましい。
【００９７】
また、各伝熱ポスト２４は、電気信号の伝送に寄与しない。これにより、第１補強部材４から伝熱ポスト２４を介して第２補強部材５へ熱をより効率的に伝達することができる。
【００９８】
本実施形態では、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、配線基板２の外周部に沿って互いに間隔を隔てて並設されている。特に、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、配線基板２の外周部に沿って周方向に等間隔で並設されているのが好ましい。これにより、配線基板２の温度分布を均一化することができる。
【００９９】
また、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、前述した導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４、２２５に重ならないように設けられている。これにより、伝熱ポスト２４の形成が簡単となるとともに、伝熱ポスト２４による導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４、２２５の短絡を防止することができる。
【０１００】
このような各伝熱ポスト２４の構成材料としては、前述した基板２１（絶縁層）よりも高い伝熱性を有するものであれば、特に限定されないが、金属材料を用いるのが好ましい。
【０１０１】
かかる金属材料としては、例えば、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金等の各種金属および各種合金が挙げられる。中でも、かかる金属材料としては、伝熱性に優れるので、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金を用いるのが好ましい。
【０１０２】
また、伝熱ポスト２４の構成材料は、前述した導体ポスト２３１〜２３４の構成材料と異なっていてもよいが、導体ポスト２３１〜２３４の構成材料（特に導体ポスト２３４の構成材料）と同じであるのが好ましい。これにより、伝熱ポスト２４を導体ポスト２３４の形成と同時に一括して形成することができる。そのため、半導体パッケージ１の製造が簡単化され、また、半導体パッケージ１を安価なものとすることができる。
【０１０３】
［半導体素子］
半導体素子（第１半導体素子）３は、例えば、集積回路素子（ＩＣ）であり、より具体的には、例えば、ロジックＩＣ、メモリおよび受発光素子等である。
【０１０４】
この半導体素子３は、前述した配線基板２の基板２１の上面（一方の面）に接合され、第１導体パターンである導体パターン２２１に電気的に接続されている。
【０１０５】
具体的には、半導体素子３は、その下面に、図示しない複数の端子が設けられており、その各端子が金属バンプ３１を介して、前述した配線基板２の導体ポスト２３１に電気的に接続されている。これにより、半導体素子３と配線基板２の導体パターン２２１とが電気的に接続されている。
【０１０６】
金属バンプ３１の構成材料としては、特に限定されないが、前述した金属バンプ７１と同様、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）を用いることができる。
【０１０７】
また、半導体素子３は、接着層３２を介して、配線基板２の上面に接着（接合）されている。
【０１０８】
この接着層３２は、接着性および絶縁性を有する材料で構成され、例えば、アンダーフィル材の硬化物で構成されている。
【０１０９】
アンダーフィル材としては、特に限定されず、公知のアンダーフィル材を用いることができるが、後述する絶縁材８１を形成するための半田接合用レジストと同様のものを用いることもできる。
【０１１０】
［第１補強部材］
第１補強部材（スティフナー）４は、前述した配線基板２の基板２１の上面（一方の面）の、半導体素子３が接合されていない部分に接合されている。
【０１１１】
この第１補強部材４と基板２１とは、例えば接着剤を介して接合することができる。これにより、第１補強部材４の設置が簡単となる。
【０１１２】
かかる接着剤としては、接着機能を有するものであれば、特に限定されず、各種接着剤を用いることができるが、熱伝導性に優れたものが好ましく、後述する熱伝導性材料６と同様のものを用いることができる。
【０１１３】
この第１補強部材４は、基板２１よりも熱膨張係数が小さい。これにより、基板２１の熱膨張を抑えることができる。
【０１１４】
また、第１補強部材４は、板状をなしている。これにより、第１補強部材４の構成を簡単かつ小型なものとすることができる。
【０１１５】
本実施形態では、第１補強部材４の基板２１と反対側の面（すなわち上面）と、半導体素子３の基板２１と反対側の面（すなわち上面）とが同一面上に位置している。これにより、半導体パッケージ１を薄型化しつつ、配線基板２の反りを効果的に抑制または防止することができる。また、第１補強部材４の上面上にトップパッケージ３００の配線基板３０１を設置する際、その設置を安定的に行うことができる。また、半導体パッケージ１の製造に際し、第１補強部材４の設置後に半導体素子３を設置する場合、半導体素子３の設置が容易となる。
【０１１６】
また、第１補強部材４は、半導体素子３の周囲を囲むような形状をなしている。本実施形態では、第１補強部材４は、半導体素子３を囲むように環状（より具体的には四角環状）をなしている。これにより、第１補強部材４と半導体素子３との一体性が増し、第１補強部材４による配線基板２の剛性を高める効果を優れたものとすることができる。
【０１１７】
また、図２に示すように、第１補強部材４には、その厚さ方向に貫通する複数の開口部４２が形成されている。この各開口部４２内には、前述した金属バンプ４００が配置されている。
【０１１８】
本実施形態では、各開口部４２は、それぞれ、各金属バンプ４００に対して一対一で対応して設けられている。各開口部４２は、各金属バンプ４００に対して非接触で各金属バンプ４００を囲むように形成されている。このように開口部４２内に金属バンプ４００を配置することにより、複数の金属バンプ４００を介した配線基板２と配線基板３０１との接合を許容しつつ、第１補強部材４の平面視での面積を大きくすることができる。
【０１１９】
また、図２に示すように、第１補強部材４と各金属バンプ４００との間（開口部４２の壁面と金属バンプ４００との間）には、絶縁材４０１が設けられている。これにより、第１補強部材４が導電性を有する場合であっても、金属バンプ４００同士の短絡を防止することができる。絶縁材４０１を第１補強部材４と各金属バンプ４００との間に充填することにより、第１補強部材４と各金属バンプ４００との一体性が増すとともに、第１補強部材４と各金属バンプ４００との間の熱伝導性を高めることができる。
【０１２０】
また、絶縁材４０１は、金属バンプ４００の基板２１側の部分（下部）の周囲を囲むような形状をなし、かつ、各金属バンプ４００に接合されている。これにより、絶縁材４０１は、金属バンプ４００を補強している。
【０１２１】
また、絶縁材４０１は、前述した配線基板２の基板２１よりも高い熱伝導性を有するのが好ましい。これにより、金属バンプ４００と第１補強部材４との間の熱伝導性を優れたものとし、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
【０１２２】
このような絶縁材４０１は、絶縁性を有し、樹脂材料を含んで構成され、特に限定されないが、後述する絶縁材８１と同様、例えば、熱硬化性を有する半田接合用樹脂により形成されるのが好ましい。
【０１２３】
また、第１補強部材４は、各金属バンプ４００との間の距離（平面視における開口部４２の壁面と金属バンプ４００の外周面との間の距離）が金属バンプ４００の全周に亘って一定となるように形成されている。これにより、第１補強部材４および各金属バンプ４００の一体性が増し、これらによる配線基板２の補強効果が好適に発揮される。
【０１２４】
また、第１補強部材４は、半導体素子３との間の距離（第１補強部材４の内周面４１と半導体素子３の外周面３３との間の距離）が半導体素子３の全周に亘って一定となるように形成されている。これにより、第１補強部材４および半導体素子３の一体性が増し、これらによる配線基板２の補強効果が好適に発揮される。また、後述する熱伝導性材料６を介した半導体素子３から第１補強部材への伝熱を効率的かつ均一に生じさせることができる。
【０１２５】
また、第１補強部材４は、半導体素子３との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、半導体素子３および第１補強部材４が一体的に配線基板２を補強し、ボトムパッケージ５００全体の熱膨張を抑えることができる。
【０１２６】
また、第１補強部材４の構成材料としては、前述したような熱膨張係数を有するものであれば、特に限定されず、例えば、金属材料、セラミックス材料等を用いることができるが、金属材料を用いるのが好ましい。第１補強部材４が金属材料で構成されていると、第１補強部材４の放熱性を高めることができる。その結果、ボトムパッケージ５００の放熱性を向上させることができる。
【０１２７】
かかる金属材料としては、前述したような熱膨張係数を有するものであれば、特に限定されず、各種金属材料を用いることができるが、放熱性および低熱膨張を実現する観点から、Ｆｅを含む合金を用いるのが好ましい。
【０１２８】
かかるＦｅを含む合金としては、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｐｄ合金等が挙げられ、特に、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが好ましい。
【０１２９】
このような金属材料は、放熱性に優れるだけでなく、熱膨張係数が低く、かつ、一般的な半導体素子３の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する。そのため、半導体素子３および第１補強部材４が一体的に配線基板２を補強することができる。
【０１３０】
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、ＦｅおよびＮｉを含むものであれは、特に限定されず、ＦｅおよびＮｉの他に、残部（Ｍ）として、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１３１】
より具体的には、Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、例えば、Ｆｅ−３６Ｎｉ合金（インバー）等のＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−３２Ｎｉ−５Ｃｏ合金（スーパーインバー）、Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ合金（コバール）、Ｆｅ−３６Ｎｉ−１２Ｃｏ合金（エリンバー）等のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金、Ｎｉ−２８Ｍｏ−２Ｆｅ合金等のＮｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金等が挙げられる。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金は、例えば、ＫＶ−２、ＫＶ−４、ＫＶ−６、ＫＶ−１５、ＫＶ−２５等のＫＶシリーズ（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）、Ｎｉｖａｒｏｘ等の商品名で市販されている。また、Ｆｅ−Ｎｉ合金は、例えば、ＮＳ−５、Ｄ−１（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）等の商品名で市販されている。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金は、例えば、Ｎｉ−Ｓｐａｎ  Ｃ−９０２(大同スペシャルメタル社製)、ＥＬ−３(ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製)等の商品名で市販されている。
【０１３２】
また、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金としては、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒを含むものであれは、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ−５４Ｃｏ−９．５Ｃｒ（ステンレスインバー）等のＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金が挙げられる。なお、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金は、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒの他に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１３３】
また、Ｆｅ−Ｃｏ系合金としては、ＦｅおよびＣｏを含むものであれは、特に限定されず、ＦｅおよびＣｏの他に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１３４】
また、Ｆｅ−Ｐｔ系合金としては、ＦｅおよびＰｔを含むものであれは、特に限定されず、ＦｅおよびＰｔの他に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１３５】
また、Ｆｅ−Ｐｄ系合金としては、ＦｅおよびＰｄを含むものであれは、特に限定されず、ＦｅおよびＰｄの他に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１３６】
特に、第１補強部材４の熱膨張係数は、０．５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第１補強部材４との熱膨張係数差を小さくし、これらが一体として配線基板２を補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１３７】
また、第１補強部材４と半導体素子３との熱膨張係数差の絶対値は、７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、５ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、２ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第１補強部材４との熱膨張係数差を小さくし、これらが一体として配線基板２を補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１３８】
上述したような熱膨張係数の観点から、第１補強部材４を構成する金属材料がＦｅ−Ｎｉ系合金である場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、Ｎｉの含有量が３０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であるのが好ましく、Ｎｉの含有量が３５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、第１補強部材４の熱膨張係数を半導体素子３の熱膨張係数に近づけることができる。この場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、Ｆｅの含有量が５０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であるのが好ましく、Ｆｅの含有量が５５ｗｔ％以上６５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。
【０１３９】
また、第１補強部材４を構成する金属材料がＦｅ−Ｎｉ系合金である場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、ＦｅおよびＮｉの合計含有量が８５ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下であるのが好ましく、ＦｅおよびＮｉの合計含有量が９０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下であるのがより好ましい。すなわち、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、残部（Ｍ）の含有量が０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であるのが好ましく、残部（Ｍ）の含有量が０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、第１補強部材４の熱膨張係数を半導体素子３の熱膨張係数に近づけることができる。
【０１４０】
また、第１補強部材４の平均厚さは、配線基板２の熱膨張係数、配線基板２の第１補強部材４および第２補強部材５の形状、大きさ、構成材料等に応じて決められるものであり、特に限定されないが、例えば、０．０２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度である。なお、本実施形態では第１補強部材４の厚さは均一であるが、厚さの異なる部分を有していてもよい。例えば、第１補強部材４の内側から外側に向けて厚さが連続的または段階的に減少または増加していてもよい。
【０１４１】
また、本実施形態では、図１および図２に示すように、第１補強部材４と半導体素子３との間に、熱伝導性材料６が充填されている。これにより、半導体素子３から熱伝導性材料６を介して第１補強部材４へ効率的に熱を伝達することができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
【０１４２】
このような熱伝導性材料６としては、特に限定されないが、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物が挙げられる。
【０１４３】
熱伝導性材料６（樹脂組成物）に用いる無機フィラー（無機充填材）としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。なお、無機フィラーとして導電性を有するものを用いた場合、必要に応じて、熱伝導性材料６の接する部位に絶縁処理を施す。
【０１４４】
中でも、前記無機フィラーとしては、絶縁性および熱伝導性に優れるという観点から、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物が好ましい。
【０１４５】
また、熱伝導性材料６（樹脂組成物）に用いる樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂が挙げられる。
【０１４６】
熱伝導性材料６（樹脂組成物）に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１４７】
また、熱伝導性材料６（樹脂組成物）に用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１４８】
中でも、熱伝導性材料６（樹脂組成物）に用いる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂（特に硬化前に液状をなすもの）を用いるのが好ましく、フェノール樹脂、エポキシ樹脂を用いるのがより好ましく、フェノール樹脂を用いるのが特に好ましい。これにより、熱伝導性材料６を第１補強部材４と半導体素子３との間に隙間なく充填できるとともに、熱伝導性材料６の熱膨張係数を効果的に抑えることができる。
【０１４９】
かかるフェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂等が挙げられる。
【０１５０】
また、この熱伝導性材料６は、前述した接着層３２（アンダーフィル材）と同様のものを用いてもよく、また、熱伝導性材料６および接着層３２を一括して形成することもできる。
【０１５１】
［第２補強部材］
第２補強部材（スティフナー）５は、配線基板２の基板２１の下面（他方の面）に接合されている。
【０１５２】
この第２補強部材５と基板２１とは、接着剤を介して接合することができる。これにより、第２補強部材５の設置が簡単となる。
【０１５３】
かかる接着剤としては、接着機能を有するものであれば、特に限定されず、各種接着剤を用いることができるが、熱伝導性に優れたものが好ましく、後述する熱伝導性材料６と同様のものを用いることができる。
【０１５４】
この第２補強部材５は、前述した第１補強部材４と同様、基板２１よりも熱膨張係数が小さい。
【０１５５】
第２補強部材５は、板状をなしている。これにより、第２補強部材５の構成を簡単かつ小型なものとすることができる。
【０１５６】
また、図３に示すように、第２補強部材５は、配線基板２（基板２１）の外周部（導体パターン２２４よりも外側）に沿って設けられた部分（枠部）５２と、金属バンプ７１同士の間に設けられた部分５３とを有している。第２補強部材５の部分５２と配線基板２（基板２１）との接合により、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。また、第２補強部材５の部分５３と配線基板２との接合により、第２補強部材５の剛性が高められる。
【０１５７】
より具体的に説明すると、第２補強部材５は、前述した各金属バンプ７１に非接触で各金属バンプ７１を囲むように形成された複数の開口部５１を有する。これにより、第２補強部材５が配線基板２の下面に占める面積の割合を大きくすることができる。その結果、第２補強部材５による配線基板２の剛性を高める効果を優れたものとすることができる。
【０１５８】
本実施形態では、各開口部５１は、平面視にて、円形をなしている。なお、各開口部５１の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、多角形等であってもよい。
【０１５９】
また、各開口部５１は、各金属バンプ７１に対応して（一対一で対応して）設けられている。これにより、第２補強部材５の剛性の均一化を図ることができる。また、第２補強部材５の放熱性も向上させることができる。
【０１６０】
また、第２補強部材５は、各金属バンプ７１との間の距離（平面視における開口部５１の壁面と金属バンプ７１の外周面との間の距離）が金属バンプ７１の全周に亘って一定となるように形成されている。これにより、第２補強部材５および各金属バンプ７１の一体性が増し、これらによる配線基板２の補強効果が好適に発揮される。
【０１６１】
本実施形態では、第２補強部材５の下面に、伝熱バンプ９１が設けられている。
この伝熱バンプ９１は、配線基板２の基板２１よりも高い熱伝導性を有し、例えば、後述する半導体装置１００において、マザーボード２００に接合される。これにより、第２補強部材５の熱を外部（例えばマザーボード２００）に逃がすことができる。
【０１６２】
伝熱バンプ９１の構成材料としては、前述したような伝熱性を有するものであれば、特に限定されず、金属材料、樹脂材料を用いることができるが、特に、前述した金属バンプ７１と同様の構成材料、無機フィラーおよび樹脂材料を含有する伝熱性接着剤等を用いるのが好ましい。
【０１６３】
また、前述した第１補強部材４と同様、第２補強部材５は、半導体素子３との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、第２補強部材５が効果的に配線基板２を補強し、半導体パッケージ１全体の熱膨張を抑えることができる。
【０１６４】
また、第２補強部材５は、金属材料で構成されているのが好ましい。これにより、第２補強部材５の放熱性を高めることができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
【０１６５】
かかる金属材料としては、特に限定されないが、放熱性および低熱膨張を実現する観点から、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが好ましい。
【０１６６】
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、前述した第１補強部材４と同様のものを用いることができる。
【０１６７】
特に、第２補強部材５の熱膨張係数は、０．５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１６８】
また、第２補強部材５と半導体素子３との熱膨張係数差の絶対値は、７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、５ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、２ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１６９】
また、第２補強部材５と第１補強部材４との熱膨張係数差の絶対値は、２ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、０ｐｐｍ／℃であるのがさらに好ましい。これにより、第１補強部材４と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、これらの熱膨張差に起因する配線基板２の反りを防止することができる。
【０１７０】
このような観点から、第２補強部材５の構成材料は、第１補強部材４の構成材料と同種または同じであるのが好ましい。
【０１７１】
また、第２補強部材５の平均厚さは、配線基板２の熱膨張係数、配線基板２の第１補強部材４および第２補強部材５の形状、大きさ、構成材料等に応じて決められるものであり、特に限定されないが、例えば、０．０２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度である。
【０１７２】
また、第２補強部材５と各金属バンプ７１との間には、絶縁材８１が設けられている（充填されている）。これにより、第２補強部材５と各金属バンプ７１との接触を防止することができる。そのため、半導体パッケージ１の信頼性を優れたものとしつつ、第２補強部材５の剛性および放熱性を高めることができる。
【０１７３】
また、絶縁材８１は、金属バンプ７１の基板２１側の部分（上部）の周囲を囲むような形状をなし、かつ、各金属バンプ７１に接合されている。これにより、絶縁材８１は、金属バンプ７１を補強している。
【０１７４】
また、絶縁材８１は、前述した配線基板２の基板２１よりも高い熱伝導性を有するのが好ましい。これにより、金属バンプ７１と第２補強部材５の間の熱伝導性を優れたものとし、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
このような絶縁材８１は、絶縁性を有し、樹脂材料を含んで構成されている。
【０１７５】
このような絶縁材８１は、特に限定されないが、例えば、熱硬化性を有する半田接合用樹脂により形成されるのが好ましい。
【０１７６】
このような半田接合用樹脂（以下、「硬化性フラックス」とも言う）は、半田接合時にフラックスとして作用し、次いで加熱することにより、硬化して半田接合部の補強材として作用する。なお、フラックスとは半田接合時に半田より先に溶けて金属や半田表面の酸化物や汚れを除去する材料である。また、かかる半田接合用樹脂は、半田接合の際に、半田接合面および半田材料の酸化物などの有害物を除去し、半田接合面を保護するとともに、半田材料の精錬を行って、強度の大きい良好な接合を可能にする。さらに、半田接合用樹脂は、半田接合後に洗浄などにより除去する必要がなく、そのまま加熱することにより、三次元架橋した樹脂となり、半田接合部の補強材として作用する。
【０１７７】
かかる半田接合用樹脂は、例えば、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）および前記樹脂の硬化剤（Ｂ）を含んで構成することができる。
【０１７８】
フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）としては、特に制限はないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多価フェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などを挙げることができる。
【０１７９】
また、硬化性フラックスにおいて、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）の含有量は、硬化性フラックス全体の２０〜８０重量％であることが好ましく、２５〜６０重量％であることがより好ましい。樹脂（Ａ）の含有量が２０重量％未満であると、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去する作用が低下し、半田接合性が不良となるおそれがある。樹脂（Ａ）の含有量が８０重量％を超えると、十分な物性を有する硬化物が得られず、接合強度と信頼性が低下するおそれがある。
【０１８０】
また、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）のフェノール性ヒドロキシル基は、その還元作用により、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去するので、半田接合のフラックスとして効果的に作用する。
【０１８１】
また、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）の硬化剤（Ｂ）としては、例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物などを挙げることができる。エポキシ化合物およびイソシアネート化合物としては、例えば、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースのエポキシ化合物、イソシアネート化合物や、飽和脂肪族、環状脂肪族、不飽和脂肪族などの骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物、イソシアネート化合物などを挙げることができる。
【０１８２】
また、硬化剤（Ｂ）の配合量は、硬化剤のエポキシ基、イソシアネート基などの反応性の官能基が、樹脂（Ａ）のフェノール性ヒドロキシル基の０．５〜１．５当量倍であることが好ましく、０．８〜１．２当量倍であることがより好ましい。硬化剤の反応性の官能基がヒドロキシル基の０．５当量倍未満であると、十分な物性を有する硬化物が得られず、補強効果が小さくなって、接合強度と信頼性が低下するおそれがある。硬化剤の反応性の官能基がヒドロキシル基の１．５当量倍を超えると、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去する作用が低下し、半田接合性が不良となるおそれがある。
【０１８３】
このような半田接合用樹脂（硬化性フラックス）においては、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）と前記樹脂の硬化剤（Ｂ）の反応により、良好な物性を有する硬化物が形成される。そのため、半田接合後に洗浄によりフラックスを除去する必要がなく、硬化物により半田接合部が保護されて、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度と信頼性の高い半田接合が可能となる。
【０１８４】
なお、前述したような半田接合用樹脂は、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）と前記樹脂の硬化剤（Ｂ）の他に、硬化性酸化防止剤（Ｃ）、微結晶状態で分散するフェノール性ヒドロキシル基を有する化合物（Ｄ）および前記化合物の硬化剤（Ｅ）、溶剤（Ｆ）、硬化触媒、密着性や耐湿性を向上させるためのシランカップリング剤、ボイドを防止するための消泡剤、あるいは液状または粉末の難燃剤等を含んでいてもよい。
【０１８５】
（トップパッケージ）
トップパッケージ（第２パッケージ）３００は、配線基板３０１、半導体素子３０５とを有し、配線基板３０１の半導体素子３０５側の面上には、半導体素子３０５を覆う封止部３０７が設けられている。なお、図示のトップパッケージ３００の構成は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１８６】
［配線基板］
配線基板３０１は、半導体素子３０５を支持する基板（第２配線基板）であり、例えば、その搭載した半導体素子３０５と前述したボトムパッケージ５００との電気的接続を中継する中継基板（インターポーザ）である。また、配線基板３０１は、その平面視形状は、通常、正方形、長方形等の四角形とされる。
【０１８７】
配線基板３０１は、基板３０２を有する。この基板３０２は、絶縁性を有する材料で構成され、例えば、基材（繊維基材）と、その基材に含浸された樹脂組成物とで構成されている。この基材および樹脂組成物としては、前述したボトムパッケージ５００の配線基板２の絶縁層と同様のものを用いることができる。なお、図示の例では、基板３０２は、一層の絶縁層で構成されているが、複数の絶縁層で構成されていてもよい。
【０１８８】
このような基板３０２の下面上には、導体パターン３０８が設けられている。この導体パターン３０８は、前述した各金属バンプ４００を介してボトムパッケージ５００の導体パターン２２５に接合されている。また、基板３０２の上面上には、図示しないが、基板３０２を貫通する導体ポストを介して導体パターン３０８に電気的に接続されるとともに、半導体素子３０５と電気的に接続される導体パターンが設けられている。
【０１８９】
これらの導体パターンおよび導体ポストは、前述した配線基板２の導体パターンおよび導体ポストと同様に構成することができる。
【０１９０】
また、基板３０２の下面上には、導体パターン３０８を覆うように、絶縁層３０４が設けられている。同様に、基板３０２の上面上には、絶縁層３０３が設けられている。この絶縁層３０３、３０４は、それぞれ、例えば、公知のソルダーレジストにより形成することができる。
このような配線基板３０１の上面上には、半導体素子３０５が接合されている。
【０１９１】
［半導体素子］
半導体素子（第２半導体素子）３０５は、例えば、集積回路素子（ＩＣ）であり、より具体的には、例えば、ロジックＩＣ、メモリおよび受発光素子等である。なお、半導体素子３０５の構成および機能は、それぞれ、前述した半導体素子３の構成および機能を同じであっても異なっていてもよい。
【０１９２】
この半導体素子３０５は、前述した配線基板３０１の上面側に設けられた導体パターン（図示せず）に複数の金属ワイヤー３０６を介して電気的に接続されている。
【０１９３】
この各金属ワイヤー３０６は、例えば、公知のワイヤーボンディング技術により形成される。なお、この電気的な接続は、金属ワイヤーに代えて、前述したボトムパッケージ５００と同様、フェイスダウンボンディングにより行ってもよい。
このような半導体素子３０５は、封止部３０７により封止されている。
【０１９４】
この封止部３０７は、配線基板３０１の上面上に半導体素子３０５を覆うように設けられているので、トップパッケージ３００の剛性を高めることができる。そのため、トップパッケージ３００の反りを防止または抑制することができる。
【０１９５】
この封止部３０７の構成材料としては、特に限定されないが、公知の封止樹脂を用いることができる。
【０１９６】
このようなトップパッケージ３００の配線基板３０１の下面は、前述したボトムパッケージ５００の半導体素子３と非接触となっている（離間している）。本実施形態では、半導体素子３の上面の全域が配線基板３０１の下面に対して離間している。これにより、半導体素子３と配線基板３０１との間に形成された隙間Ｓ１を通じて通気を行い、半導体素子３の熱を外方へ効率的に逃すことができる。
【０１９７】
半導体素子３の上面と配線基板３０１の下面との間の距離（すなわち隙間Ｓ１の厚さ方向での長さ）Ｌは、前述したような通気を確保する観点から、０．０１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であるのが好ましい。Ｌは、より好ましくは、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【０１９８】
また、本実施形態では、前述したように半導体素子３の上面と第１補強部材４の上面とが同一面上に位置しているので、配線基板３０１の下面は、前述したボトムパッケージ５００の第１補強部材４の上面に対して離間している（非接触である）。本実施形態では、第１補強部材４の上面の全域が配線基板３０１の下面に対して非接触である。第１補強部材４と配線基板３０１との間に形成された隙間Ｓ２を通じて通気を行い、半導体素子３の熱を外方へ効率的に逃すことができる。そのため、半導体パッケージ１の放熱性を優れたものとすることができる。なお、第１補強部材４の上面のうちの一部が配線基板３０１の下面に接触していてもよい。
【０１９９】
以上説明したように構成された半導体パッケージ１によれば、半導体素子３と接合された部分以外の部分においても、配線基板２が第１補強部材４により補強されるため、ボトムパッケージ５００全体の剛性が増す。特に、第１補強部材４の熱膨張係数が配線基板２（具体的には基板２１）よりも小さいため、半導体素子３が配線基板２の全面に亘って設けられているのと同様に、配線基板２と半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２の反りを抑制または防止することができる。
【０２００】
また、半導体素子３と配線基板３０１とが非接触であるため、半導体素子３と配線基板３０１との間に形成された隙間を通じて通気を行い、半導体素子３の熱を外方へ効率的に逃すことができる。また、配線基板２自体の剛性を高める必要がなく、配線基板２の厚さを薄くすることができるので、配線基板２の厚さ方向での熱伝導性を高め、半導体素子３からの熱を配線基板２を介して逃すことができる。このようなことから、半導体パッケージ１は、放熱性に優れる。また、第１補強部材４および第２補強部材５の構成材料を適宜選択することにより、半導体パッケージ１の放熱性を高めることもできる。
【０２０１】
このような半導体パッケージ１の優れた放熱性も相俟って、配線基板２と半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２の反りを効果的に抑制または防止することができる。その結果、トップパッケージ３００とボトムパッケージ５００との間の電気的な接続信頼性を優れたものとすることができる。
【０２０２】
また、半導体パッケージ１では、第２補強部材５を配線基板２の半導体素子３と反対側の面（下面）に接合することにより、配線基板２は半導体素子３と第２補強部材５とに挟持された状態となるため、配線基板２がより強固に補強されるとともに、配線基板２の両面の熱膨張差を抑制することができる。特に、第２補強部材５は、後述する金属バンプ７１間にも及ぶように設けられているので、配線基板２を強固に補強することができる。
【０２０３】
（半導体パッケージの製造方法）
以上説明したような半導体パッケージ１は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【０２０４】
以下、図４に基づき、半導体パッケージ１の製造方法の一例を簡単に説明する。なお、半導体パッケージ１の製造方法は、これに限定されるものではない。
【０２０５】
［１］
まず、図４（ａ）に示すように、金属層２２１Ａとプリプレグ２１１Ａとの積層体を用意し、その積層体のプリプレグ２１１Ａ側の面に、第１補強部材４を貼り付ける。
【０２０６】
ここで、プリプレグ２１１Ａは、前述した絶縁層２１１の樹脂組成物の未硬化物（半硬化物）が基材に含浸してなり、前述した配線基板２の絶縁層２１１を形成する。
【０２０７】
また、金属層２２１Ａは、前述した配線基板２の導体パターン２２１を形成するためのものであり、導体パターン２２１の構成材料と同様の材料で構成されている。
【０２０８】
［２］
次に、図４（ｂ）に示すように、プリプレグ２１１Ａに貫通孔２１１１（ビアホール）を形成する。
【０２０９】
貫通孔２１１１の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、レーザーを照射することにより形成することができる。
【０２１０】
ここで、レーザーとしては、例えばＣＯ２レーザー、ＵＶ−ＹＡＧレーザー等を用いることができる。
【０２１１】
なお、貫通孔２１１１は、例えば、ドリル等の機械加工によって形成することもできる。
【０２１２】
［３］
次に、図４（ｃ）に示すように、貫通孔２１１１内に導体ポスト２３１および導体パターン２２５を形成する。
【０２１３】
導体ポスト２３１の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、導電性ペーストを充填する方法、無電解めっきにより埋め込む方法、電解めっきにより埋め込む方法等を用いることができる。
【０２１４】
また、導体パターン２２５の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、導電性ペーストを塗布する方法、無電解めっきにより成膜する方法等を用いることができる。
【０２１５】
［４］
次に、図４（ｄ）に示すように、金属層２２１Ａをパターンニングすることにより、導体パターン２２１を形成する。
【０２１６】
かかるパターンニングの方法としては、特に限定されないが、エッチングが好適に用いられる。
【０２１７】
以上のようにして、絶縁層２１１、導体パターン２２１および導体ポスト２３１が形成される。
【０２１８】
［５］
次に、上記工程［１］〜［４］と同様にして、絶縁層２１２、２１３、２１４、２１５および導体パターン２２２、２２３、２２４を形成するためのプリプレグおよび金属層からなる積層体をそれぞれ用意し、導体パターン２２２、２２３、２２４および導体ポスト２３２、２３３、２３４、２３５を形成する。
【０２１９】
また、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５のためのプリプレグを積層した後、導体ポスト２３１、２３２、２３３、２３４、２３５と同様の方法を用いて、伝熱ポスト２４を形成する。
【０２２０】
その後、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５のためのプリプレグを硬化（完全硬化）させて、図４（ｅ）に示すように、配線基板２を得る。
【０２２１】
絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５のためのプリプレグを積層する方法としては、例えば、真空プレス、ラミネート等が挙げられる。これらの中でも真空プレスによる接合方法が好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５のためのプリプレグの密着強度を向上することができる。
【０２２２】
絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５のためのプリプレグを硬化させる方法としては、特に限定されないが、例えば、熱処理が好適に用いられる。
【０２２３】
なお、伝熱ポスト２４の形成は、各導体ポスト２３１、２３２、２３３、２３４、２３５と同時に、各絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５のためのプリプレグに伝熱ポストを形成しておき、これらのプリプレグを積層することにより、これらの伝熱ポストを接続して形成してもよい。
【０２２４】
［６］
次に、配線基板２の下面に、絶縁材８１Ａを塗布した後、金属ボール（半田ボール）７１Ａを半田リフローにより半田接合する。これにより、金属バンプ７１および絶縁材８１が形成される。
【０２２５】
かかる半田接合は、特に限定されないが、配線基板２の下面に各金属バンプ７１が当接するように配置し、その状態で、例えば２００〜２８０℃×１０〜６０秒間加熱することにより行うことができる。
【０２２６】
また、絶縁材８１Ａは、前述した絶縁材８１を形成し、例えば、加熱により硬化する。
【０２２７】
絶縁材８１を形成するに際しては、例えば、図４（ｆ）に示すように、絶縁材８１Ａを配線基板２の下面に塗布し、前述したような半田接合の後、加熱により絶縁材８１Ａを硬化させることにより、絶縁材８１を得る。
【０２２８】
このようにして得られた絶縁材８１は、前述したように金属バンプ７１の周囲を囲むように形成される。
【０２２９】
このとき、絶縁材８１Ａは、半田接合時にフラックスとして機能し、且つ、金属ボール７１Ａとの界面張力により半田接合部周辺をリング状に補強する形状で硬化する。
【０２３０】
［７］
次に、図４（ｇ）に示すように、配線基板２の下面に、第２補強部材５を接合する。また、配線基板２の上面に、アンダーフィル材を塗布した後、半導体素子３を金属バンプ３１を介して半田リフローにより接合する。なお、この場合、アンダーフィル材として前述した絶縁材８１と同じようなフラックス活性のある樹脂を用いる。また、半導体素子３を搭載し、フラックスあるいは半田ペースト等を用いてリフローにより半導体素子３を配線基板２に接合させた後、通常のキャピラリーアンダーフィル材を配線基板２と半導体素子３との間に充填・硬化させることもできる。
【０２３１】
また、配線基板２の上面上に、前述した金属バンプ７１および絶縁材８１の形成と同様にして、金属バンプ４００Ａおよび絶縁材４０１を形成する。
【０２３２】
その後、半導体素子３と第１補強部材４との間に、熱伝導性材料６を充填する。
以上のようにしてボトムパッケージ５００が得られる。
【０２３３】
［８］
次に、図４（ｈ）に示すように、トップパッケージ３００を用意し、金属バンプ４００Ａ（金属バンプ４００）を介してトップパッケージ３００とボトムパッケージ５００とを半田接合により接合する。その際、無加圧状態で接合を行うと、接合後の金属バンプ４００の冷却に伴って、金属バンプ４００が厚さ方向に膨張し、前記接合後において、トップパッケージ３００の配線基板３０１の下面とボトムパッケージ５００の半導体素子３の上面とが離間した状態とすることができる。なお、接合時に、トップパッケージ３００とボトムパッケージ５００との間にスペーサを配置し、接合後に、そのスペーサを取り除くことによって、接合後において、トップパッケージ３００の配線基板３０１の下面とボトムパッケージ５００の半導体素子３の上面とが離間した状態とすることもできる。この場合、前述したようにスペーサを配置した状態で２つのパッケージが互いに近づく方向にこれらを加圧してもよい。
以上のようにして、半導体パッケージ１が得られる。
【０２３４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【０２３５】
図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図５では、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【０２３６】
以下、第２実施形態の半導体パッケージについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０２３７】
第２実施形態の半導体パッケージは、補強部材（第１補強部材）の構成が異なる以外は、第１実施形態と同様である。
【０２３８】
図５に示すように、半導体パッケージ１Ａは、トップパッケージ３００とボトムパッケージ５００Ａとが複数の金属バンプ４００を介して接合されている。
【０２３９】
ボトムパッケージ５００Ａは、配線基板２の上面に第１補強部材４Ａが接合されている。
【０２４０】
この第１補強部材４Ａの基板２１と反対側の面（すなわち上面）は、半導体素子３の基板２１と反対側の面（すなわち上面）よりも基板２１側（すなわち下側）に位置している。これにより、半導体パッケージ１の製造に際し、第１補強部材４Ａの設置後に半導体素子３を設置する場合、半導体素子３の設置が容易となる。
【０２４１】
本実施形態では、第１補強部材４Ａの上面と配線基板３０１の下面との間の距離（すなわち隙間Ｓ２の厚さ方向での長さ）Ｌ２は、半導体素子３の上面と配線基板３０１の下面との間の距離（すなわち隙間Ｓ１の厚さ方向での長さ）Ｌ１よりも大きい。これにより、第１補強部材４Ａと配線基板３０１との間に形成された隙間Ｓ２を通じて、効率的に通気を行うことができる。
【０２４２】
このような第１補強部材４Ａの厚さと金属バンプ３１の厚さとの合計厚さは、半導体素子３の厚さよりも薄い。これにより、前述したような隙間Ｓ２を簡単かつ確実に形成することができる。
【０２４３】
また、半導体素子３の厚さと金属バンプ３１の厚さとの合計厚さをＴ１とし、第１補強部材４Ａの厚さＴ２としたときに、Ｔ２／Ｔ１は、０．０４以上０．９６以下であるのが好ましく、０．１以上０．９以下であるのがより好ましい。半導体パッケージ１を製造する際に、配線基板２上に第１補強部材４Ａを接合した状態で半導体素子３を設置する場合、その半導体素子３の設置（マウント作業）の作業性が優れたものとなる。また、第１補強部材４Ａに必要な補強機能を確保することができる。
【０２４４】
また、第１補強部材４Ａと配線基板３０１との間の距離（すなわち隙間Ｓ２の厚さ方向での長さ）Ｌ２は、前述したような通気を確保する観点から、０．０１５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であるのが好ましい。Ｌ２は、より好ましくは、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
【０２４５】
以上説明したような第２実施形態の半導体パッケージ１Ａによっても、配線基板２の反りを防止するとともに、放熱性を高めることができる。
【０２４６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
【０２４７】
図６は、本発明の第３実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図６では、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【０２４８】
以下、第３実施形態の半導体パッケージについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０２４９】
第３実施形態の半導体パッケージは、第１補強部材、伝熱ポスト、熱伝導性材料および伝熱バンプを省略した以外は、第１実施形態と同様である。
【０２５０】
図６に示すように、半導体パッケージ１Ｂは、トップパッケージ３００とボトムパッケージ５００Ｂとが複数の金属バンプ４００を介して接合されている。
【０２５１】
ボトムパッケージ５００Ｂは、伝熱ポスト２４を省略した以外は前述した第１実施形態の配線基板２と同様に構成された配線基板２Ｂを有している。その配線基板２Ｂの下面上には、前述した第１実施形態の第２補強部材５と同様に構成された補強部材５Ｂが接合されている。一方、配線基板２Ｂの上面上には、配線基板２Ｂの補強を目的とする補強部材は接合されていない。
【０２５２】
このようなボトムパッケージ５００Ｂを有する半導体パッケージ１Ｂでは、配線基板２Ｂ上の半導体素子３の周囲において配線基板３０１と配線基板２Ｂとの間に形成される隙間を大きくすることができる。そのため、その隙間を通じた通気により半導体素子３を効率的に放熱するという効果をもたらす。
【０２５３】
以上説明したような第３実施形態の半導体パッケージ１Ｂによっても、配線基板２Ｂの反りを防止するとともに、放熱性を高めることができる。
【０２５４】
（半導体装置）
次に、半導体装置の製造方法および半導体装置について好適な実施形態に基づいて説明する。
【０２５５】
図７は、本発明の半導体装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
図７に示すように、半導体装置１００は、マザーボード（基板）２００と、このマザーボード２００に搭載された半導体パッケージ１とを有している。
【０２５６】
このような半導体装置１００においては、半導体パッケージ１の金属バンプ７１がマザーボード２００の端子２０１に接合されている。これにより、半導体パッケージ１とマザーボード２００とが電気的に接続され、これらの間で電気的信号の伝送が行われる。また、この接合部を介して、半導体パッケージ１の熱をマザーボード２００へ逃すことができる。
【０２５７】
また、半導体パッケージ１の伝熱バンプ９１がマザーボード２００の放熱用の端子２０２に接合されている。この接合部を介して、半導体パッケージ１の熱をマザーボード２００へ効率的に逃すことができる。このような伝熱バンプ９１は、前述した金属バンプ７１と同様の構成材料で構成されている場合、金属バンプ７１の接合と同時に一括してマザーボード２００に対して接合を行うことができる。
【０２５８】
以上説明したような半導体装置１００によれば、前述したような放熱性および信頼性に優れた半導体パッケージ１を備えるので、信頼性に優れる。
【０２５９】
以上、本発明の半導体パッケージおよび半導体装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【０２６０】
例えば、前述した実施形態では、第１補強部材４が半導体素子３の全周に亘って囲むように設けられていたが、これに限定されず、例えば、半導体素子３の周囲の一部に欠損した部分（切り欠き）が形成されていてもよい。
【０２６１】
また、第１補強部材４の剛性や配線基板２の厚さ等によっては、第２補強部材５を省略してもよい。
【０２６２】
また、前述した実施形態では、第１補強部材４と第２補強部材５とを接続する熱伝導部として、基板２１を貫通する伝熱ポスト２４を用いたが、例えば、基板２１の外側に設けた熱伝導部材（金属部材）を用いてもよい。この場合、伝熱性接着剤を用いて熱伝導部材を基板２１、第１補強部材４および第２補強部材５に接着（接合）してもよいし、基板２１の側面側から基板２１、第１補強部材４および第２補強部材５を上下から銜えこむような形態としてもよい。
【０２６３】
また、第１補強部材４に形成される開口部は、各金属バンプ４００と一対一で対応していなくてもよい。すなわち、第１補強部材４には、複数の金属バンプ４００に対して１つが対応するように、開口部が形成されていてもよい。
【０２６４】
また、第２補強部材５に形成される開口部は、各金属バンプ７１と一対一で対応していなくてもよい。すなわち、第２補強部材５には、複数の金属バンプ７１に対して１つが対応するように、開口部が形成されていてもよい。
【０２６５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
【０２６６】
図８は、本発明の第４実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図８中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図８では、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【０２６７】
以下、第４実施形態の半導体パッケージについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
第４実施形態の半導体パッケージは、第１半導体素子と第２配線基板とが接触する以外は、第１実施形態と同様である。
【０２６８】
（半導体パッケージ）
図８に示すように、半導体素子３と配線基板３０１とが接触しているため、半導体素子３の熱を配線基板３０１を通じて外方へ効率的に逃すことができる。
【０２６９】
また、各金属バンプ４００の大きさ（直径）は、半導体素子３と配線基板３０１とが接触する程度に設定される。
【０２７０】
［半導体素子］
トップパッケージ３００の配線基板３０１の下面は、前述したボトムパッケージ５００の半導体素子３と接触している。本実施形態では、半導体素子３の上面のほぼ全域が配線基板３０１の下面に接触している。これにより、半導体素子３の熱を配線基板３０１を通じて外方へ効率的に逃すことができる。なお、半導体素子３の上面のうちの一部が配線基板３０１の下面に接触していなくてもよい。
【０２７１】
半導体素子３と配線基板３０１との間に隙間が形成される場合、その隙間には、前述した熱伝導性材料６と同様の熱伝導性材料（熱伝導性接着剤）を充填するのが好ましい。この場合、例えば、半導体素子３と配線基板３０１とを熱伝導性材料を介して接着するのが好ましい。これにより、簡単かつ確実に、半導体素子３と配線基板３０１との間の熱伝導性を優れたものとすることができる。また、半導体素子３と配線基板３０１とを接着することにより、配線基板３０１が補強され、半導体パッケージ１全体の剛性が増す。
【０２７２】
また、本実施形態では、前述したように半導体素子３の上面と第１補強部材４の上面とが同一面上に位置しているので、配線基板３０１の下面は、前述したボトムパッケージ５００の第１補強部材４の上面に接触（面接触）している。本実施形態では、第１補強部材４の上面のほぼ全域が配線基板３０１の下面に接触している。このように第１補強部材４が配線基板３０１に対して接触していることにより、配線基板２と配線基板３０１との間の伝熱を第１補強部材４を介して行うことができる。そのため、半導体パッケージ１の放熱性を優れたものとすることができる。なお、第１補強部材４の上面のうちの一部が配線基板３０１の下面に接触していなくてもよい。
【０２７３】
第１補強部材４と配線基板３０１との間に隙間が形成される場合、その隙間には、前述した熱伝導性材料６と同様の熱伝導性材料（熱伝導性接着剤）を充填するのが好ましい。この場合、例えば、第１補強部材４と配線基板３０１とを熱伝導性材料を介して接着するのが好ましい。これにより、簡単かつ確実に、第１補強部材４と配線基板３０１との間の熱伝導性を優れたものとすることができる。また、第１補強部材４と配線基板３０１とを接着することにより、配線基板３０１も第１補強部材４により補強され、半導体パッケージ１全体の剛性が増す。
【０２７４】
また、半導体素子３と配線基板３０１とが接触しているため、半導体素子３の熱を配線基板３０１を通じて外方へ効率的に逃すことができる。
【０２７５】
（半導体パッケージの製造方法）
図１１（ｈ）に示すように、トップパッケージ３００を用意し、金属バンプ４００Ａ（金属バンプ４００）を介してトップパッケージ３００とボトムパッケージ５００とを半田接合により接合する。その際、トップパッケージ３００とボトムパッケージ５００とが互いに近づく方向にこれらを加圧する。これにより前記接合後において、トップパッケージ３００の配線基板３０１の下面とボトムパッケージ５００の半導体素子３の上面とが接触した状態とすることができる。
以上のようにして、半導体パッケージ１が得られる。
【０２７６】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
【０２７７】
図１２は、本発明の第５実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。また、図１２では、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【０２７８】
以下、第５実施形態の半導体パッケージについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
第５実施形態の半導体パッケージは、第１半導体素子と第２配線基板とが接触する以外は、第２実施形態と同様である。
【０２７９】
図１２に示すように、第１補強部材４Ａは、配線基板３０１に対して非接触である。これにより、第１補強部材４Ａと配線基板３０１との間に形成された隙間Ｓを通じて、通気を行うことができる。そのため、半導体パッケージ１Ａの放熱性を優れたものとすることができる。なお第１補強部材４Ａは、配線基板３０１に対して接触した部分を部分的に有していてもよい。このような場合においても、第１補強部材４Ａと配線基板３０１との間に通気のための隙間を形成することができる。
【０２８０】
このような第１補強部材４Ａの厚さは、半導体素子３の厚さと金属バンプ３１の厚さとの合計厚さよりも薄い。これにより、前述したような隙間Ｓを簡単かつ確実に形成することができる。
【０２８１】
また、第１補強部材４Ａと配線基板３０１との間の距離（すなわち隙間Ｓの厚さ方向での長さ）Ｌは、前述したような通気を確保する観点から、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度であるのが好ましい。
【０２８２】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態を説明する。
【０２８３】
図１３は、本発明の第６実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。また、図１３では、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【０２８４】
以下、第６実施形態の半導体パッケージについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１３において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
第６実施形態の半導体パッケージは、第１半導体素子と第２配線基板とが接触する以外は、第３実施形態と同様である。
【０２８５】
（半導体装置）
図１４は、本発明の半導体装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
図１４に示すように、半導体装置１００は、マザーボード（基板）２００と、このマザーボード２００に搭載された半導体パーケージ１とを有している。
【産業上の利用可能性】
【０２８６】
熱による不具合の発生を防止することができる半導体パッケージおよび半導体装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０２８７】
１        半導体パッケージ
１Ａ      半導体パッケージ
１Ｂ      半導体パッケージ
２        配線基板
３        半導体素子
４Ａ      第１補強部材
４        第１補強部材
５        第２補強部材
５Ｂ      補強部材
６        熱伝導性材料
２１        基板
２４        伝熱ポスト
３１        金属バンプ
３２        接着層
３３        外周面
４１        内周面
４２        開口部
５１        開口部
５２        部分
５３        部分
７１        金属バンプ
７１Ａ        金属ボール
８１        絶縁材
８１Ａ        絶縁材
９１        伝熱バンプ
１００        半導体装置
２００        マザーボード
２０１        端子
２０２        端子
２１１        絶縁層
２１１Ａ        プリプレグ
２１２        絶縁層
２１３        絶縁層
２１４        絶縁層
２１５        絶縁層
２２１        導体パターン
２２１Ａ        金属層
２２２        導体パターン
２２２Ａ        金属層
２２３        導体パターン
２２４        導体パターン
２２５        導体パターン
２３１        導体ポスト
２３２        導体ポスト
２３３        導体ポスト
２３４        導体ポスト
３００        トップパッケージ
３０１        配線基板
３０２        基板
３０３        絶縁層
３０４        絶縁層
３０５        半導体素子
３０６        金属ワイヤー
３０７        封止部
３０８        導体パターン
４００        金属バンプ
４００Ａ      金属バンプ
５００        ボトムパッケージ
５００Ａ      ボトムパッケージ
５００Ｂ      ボトムパッケージ
６００        トップパッケージ
４０１        絶縁材
２１１１      貫通孔
Ｓ            隙間
Ｓ１          隙間
Ｓ２          隙間
Ｔ２          厚さ
【図１】
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【図２】
2012035972.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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