(57)【要約】【課題】補強材接合時の樹脂配線基板の反りを防止することにより、信頼性を向上させることができる補強材付き配線基板を提供すること。【解決手段】本発明の補強材付き配線基板１１は、樹脂配線基板４０及び補強材３１を備える。樹脂配線基板４０は、基板主面４１及び基板裏面４２を有するとともに樹脂絶縁層４３〜４６及び導体層５１を積層した構造を有し、チップ部品を接続可能な主面側接続端子５２が基板主面４１上に配設された、コア基板を有しない基板である。補強材３１は、基板主面４１に接合され、主面側接続端子５２を露出させる開口部３５が貫通形成される。補強材３１は、樹脂材料中に無機材料３７を含有させた複合材料によって形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板主面及び基板裏面を有するとともに樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された、コア基板を有しない樹脂配線基板と、
前記基板主面に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成された補強材と
を備える補強材付き配線基板であって、
前記補強材は、樹脂材料中に無機材料を含有させた複合材料によって形成されていることを特徴とする補強材付き配線基板。
【請求項２】
前記無機材料は、無機繊維からなるシート材であることを特徴とする請求項１に記載の補強材付き配線基板。
【請求項３】
前記補強材の熱膨張係数と前記樹脂配線基板の熱膨張係数との差が０ｐｐｍ／℃以上１０．０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の補強材付き配線基板。
【請求項４】
前記補強材は、前記基板主面に接触する接触面と、前記接触面の反対側に位置する非接触面とを有し、
前記接触面及び前記非接触面のうち少なくとも一方に金属箔が貼付されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板。
【請求項５】
前記開口部の内側面が粗化されるとともに、前記開口部内にアンダーフィル材が充填可能となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板。
【請求項６】
前記基板主面において前記開口部から露出する領域が粗化されていることを特徴とする請求項５に記載の補強材付き配線基板。
【請求項７】
前記樹脂配線基板、前記補強材及び前記アンダーフィル材が、実質的に同一組成の樹脂材料によって形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の補強材付き配線基板。
【請求項８】
前記基板裏面上に母基板接続用の裏面側接続端子が配設され、前記樹脂絶縁層に設けられたビアが前記基板裏面側に行くに従って拡径していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂配線基板の反りを防止するための補強材を備えた補強材付き配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される半導体集積回路素子（ＩＣチップ）は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にＩＣチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ＩＣチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ＩＣチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はＩＣチップをＩＣチップ搭載用配線基板上に搭載してなる半導体パッケージを作製し、その半導体パッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
なお、ＩＣチップは、一般に熱膨張係数が２．０ｐｐｍ／℃〜５．０ｐｐｍ／℃程度の半導体材料（例えばシリコン等）を用いて形成される。一方、ＩＣチップ搭載用配線基板は、それよりも熱膨張係数がかなり大きい樹脂材料等を用いて形成された樹脂配線基板であることが多い。この樹脂配線基板の一例としては、コア基板の表面及び裏面にビルドアップ層を形成したものが実用化されている。この樹脂配線基板においては、コア基板として、例えば、補強繊維に樹脂を含浸させた樹脂基板（ガラスエポキシ基板など）が用いられている。そして、そのコア基板の剛性を利用して、コア基板の表面及び裏面に樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層することにより、ビルドアップ層が形成される。つまり、この樹脂配線基板において、コア基板は、補強の役割を果たしており、ビルドアップ層と比べて非常に厚く形成されている。また、コア基板には、表面及び裏面に形成されたビルドアップ層間の導通を図るための配線（具体的には、スルーホール導体など）が貫通形成されている。
【０００４】
ところで近年では、半導体集積回路素子の高速化に伴い、使用される信号周波数が高周波帯域となってきている。この場合、コア基板を貫通する配線が大きなインダクタンスとして寄与し、高周波信号の伝送ロスや回路誤動作の発生につながり、高速化の妨げとなってしまう。この問題を解決するために、樹脂配線基板を、コア基板を有さない基板とすることが提案されている（例えば特許文献２参照）。この基板は、比較的に厚いコア基板を省略することにより全体の配線長を短くしたものであるため、高周波信号の伝送ロスが低減され、半導体集積回路素子を高速で動作させることが可能となる。
【０００５】
しかし、コア基板を省略すると樹脂配線基板が薄肉化されるため、樹脂配線基板の剛性の低下が避けられなくなる。この場合、フリップチップ接続に用いたはんだが冷却される際に、チップ材料と基板材料との熱膨張係数差に起因する熱応力の影響を受けて、樹脂配線基板がチップ搭載面側に反りやすくなる。その結果、チップ接合部分にクラックが起こり、オープン不良などが生じやすくなる。つまり、上記のようなＩＣチップを用いて半導体パッケージを構成した場合、高い歩留まりや信頼性を実現できないという問題が生じる。
【０００６】
上記の問題を解決するために、樹脂配線基板１０１の片面（基板主面１０２または基板裏面１０３）に、環状の金属製スティフナ１０５を貼付した半導体パッケージ１００が提案されている（図１８，図１９参照）。このようにすれば、金属製スティフナ１０５によって樹脂配線基板１０１の反りが抑えられ、樹脂配線基板１０１とＩＣチップ１０６との接合部分にクラックが生じにくくなるため、歩留まりが高くなり、信頼性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６５００号公報（図１など）
【特許文献２】特開２００２−２６１７１号公報（図５など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、金属製スティフナ１０５は、樹脂配線基板１０１の基板主面１０２に対して接着剤１０４を介して接合されている。具体的に言うと、金属製スティフナ１０５は、１５０℃程度で加熱処理（キュア）を行って接着剤１０４を固化することにより、樹脂配線基板１０１の基板主面１０２に接合されるようになっている。このため、加熱処理後の冷却時に、スティフナ材料と基板材料との熱膨張係数差に起因する熱応力の影響を受けて、樹脂配線基板１０１（具体的には、金属製スティフナ１０５の開口部から露出する領域）が反りやすくなるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、補強材接合時の樹脂配線基板の反りを防止することにより、信頼性を向上させることができる補強材付き配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして上記課題を解決するための手段としては、基板主面及び基板裏面を有するとともに樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された、コア基板を有しない樹脂配線基板と、前記基板主面に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成された補強材とを備える補強材付き配線基板であって、前記補強材は、樹脂材料中に無機材料を含有させた複合材料によって形成されていることを特徴とする補強材付き配線基板がある。
【００１１】
従って、上記手段の発明によれば、補強材が樹脂材料中に無機材料を含有させた複合材料によって形成されるため、補強材の熱膨張係数を、補強材と同じく樹脂材料によって形成された樹脂配線基板の熱膨張係数に近付けることができる。よって、補強材を金属によって形成する場合よりも、補強材と樹脂配線基板との熱膨張係数差が小さくなるため、例えば補強材接合時（加熱処理後の冷却時）の樹脂配線基板の反りが抑えられる。特に、前記補強材の熱膨張係数と前記樹脂配線基板の熱膨張係数との差が０ｐｐｍ／℃以上１０．０ｐｐｍ／℃以下であれば、樹脂配線基板の反りがより確実に抑えられる。その結果、樹脂配線基板の反りに起因する不具合が防止されるため、補強材付き配線基板の信頼性が向上する。
【００１２】
ここで、補強材及び樹脂配線基板の「熱膨張係数」とは、厚み方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ方向）の熱膨張係数のことを意味し、０℃〜１００℃の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測定した値のことをいう。「ＴＭＡ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ０１に規定されるものをいう。
【００１３】
上記補強材付き配線基板を構成する前記樹脂配線基板は、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮して適宜選択することができる。樹脂配線基板としては、基板主面及び基板裏面を有するとともに樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された、コア基板を有しない構造のものが使用される。即ち、樹脂配線基板は、同一の前記樹脂絶縁層を主体として形成され、同一方向に拡径したビアのみによりそれぞれの前記導体層を接続するコアレス配線基板である。
【００１４】
樹脂絶縁層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂絶縁層を形成するための高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。
【００１５】
なお、樹脂絶縁層には、層間接続のためのビア導体を形成するために、あらかじめビア穴が形成されていてもよい。例えば、前記基板裏面上に母基板接続用の裏面側接続端子が配設され、前記樹脂絶縁層に設けられたビア（ビア導体及びビア穴）が前記基板裏面側に行くに従って拡径していてもよい。
【００１６】
前記導体層及び前記主面側接続端子は主として銅からなり、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成される。具体的に言うと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっきなどの手法が適用される。なお、スパッタやＣＶＤ等の手法により薄膜を形成した後にエッチングを行うことで導体層や主面側接続端子を形成したり、導電性ペースト等の印刷により導体層や主面側接続端子を形成したりすることも可能である。
【００１７】
好適な前記チップ部品としては、コンデンサ、半導体集積回路素子（ＩＣチップ）、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などを挙げることができる。さらに、ＩＣチップとしては、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory ）などを挙げることができる。ここで、「半導体集積回路素子」とは、主としてコンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される素子をいう。またチップ部品としては、チップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップコイルなどを挙げることができる。
【００１８】
上記補強材付き配線基板を構成する補強材は、前記樹脂配線基板を構成する樹脂材料よりも高剛性であることが好ましく、例えば樹脂配線基板を構成する樹脂材料よりもヤング率が高いことが好ましい。その理由は、補強材自体に高い剛性が付与されていれば、それを面接合することで樹脂配線基板に高い剛性を付与することができ、外部から加わる応力に対していっそう強くなるからである。また、高い剛性を有する補強材であれば、補強材を薄くしても樹脂配線基板に十分高い剛性を付与することができるため、補強材付き配線基板全体の薄肉化を阻害しないからである。
【００１９】
前記補強材を構成する樹脂材料の好適例としては、エポキシ樹脂、ポリブテン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）などが挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料等を使用してもよい。
【００２０】
また、前記補強材を構成する無機材料の好適例としては、セラミック材料、金属材料、ガラス材料などを挙げることができる。セラミック材料としては、例えばアルミナ、ガラスセラミック、結晶化ガラス等の低温焼成材料、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素などがある。また、金属材料としては、鉄、金、銀、銅、銅合金、鉄ニッケル合金、珪素、ガリウム砒素などがある。なお、無機材料が金属材料であれば、静電気やノイズ源からの電磁波を補強材によって遮蔽することができる。また、前記無機材料は、無機粒子であってもよいし無機繊維からなるシート材であってもよいが、無機繊維からなるシート材であることが好ましい。このようにすれば、補強材自体により高い剛性を付与することができる。ここで、無機繊維としては、ガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）、ポリアミド繊維、金属繊維、紙などが挙げられる。
【００２１】
また、前記補強材は、前記基板主面に接合される。補強材の形状等は特に限定されず任意であるが、前記基板主面に接触する接触面と、前記接触面の反対側に位置する非接触面とを有していることがよい。このようにすれば、樹脂配線基板に対する補強材の面接合により、補強材付き配線基板の剛性が高くなるため、補強材付き配線基板のハンドリング性が向上する。
【００２２】
前記補強材は樹脂配線基板の基板主面に接合されるが、接合の手法は特に限定されることはなく、補強材を形成している材料の性質、形状等に合った周知の手法を採用することができる。例えば、補強材の前記接触面を、前記基板主面に対して接着剤を介して接合することが好ましい。このようにすれば、樹脂配線基板に対して補強材を確実かつ容易に接合することができる。なお、接着剤としては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ゴム系接着剤などが挙げられる。
【００２３】
なお、前記補強材が、前記基板主面に接触する接触面と、前記接触面の反対側に位置する非接触面とを有する場合、前記接触面及び前記非接触面のうち少なくとも一方に金属箔が貼付されていてもよい。このようにすれば、金属箔を貼付することで補強材により高い剛性を付与することができる。また、開口部内に溜まっている熱を金属箔を介して放出させることができる。ここで、金属箔としては、例えば、銀、金、白金、銅、チタン、アルミニウム、パラジウム、ニッケル、タングステンのいずれかからなるものを挙げることができる。特に金属箔は、銅からなることが好ましい。このようにすれば、金属箔が他の材料からなる場合よりも、金属箔の低抵抗化が図られるとともに、金属箔の放熱性や導電性が向上する。
【００２４】
また、補強材の前記開口部の内側面が粗化されるとともに、前記開口部内にアンダーフィル材が充填可能となっていることが好ましい。このようにすれば、樹脂配線基板と、開口部内に露出する複数の主面側接続端子に接続されたチップ部品との隙間が、アンダーフィル材によって封止される。しかも、開口部の内側面が粗化されているため、補強材とアンダーフィル材との密着強度が高くなる。このため、チップ部品を樹脂配線基板によって安定的に支持することができる。さらに、樹脂配線基板の前記基板主面において前記開口部から露出する領域が粗化されていることがより好ましい。このようにすれば、補強材とアンダーフィル材との密着強度に加えて、樹脂配線基板とアンダーフィル材との密着強度が高くなる。このため、チップ部品を樹脂配線基板によってより安定的に支持することができる。
【００２５】
なお、補強材とアンダーフィル材との間にクラックが発生すると、応力の開放によって樹脂配線基板に反りが発生することが考えられる。そこで、前記アンダーフィル材を、前記チップ部品と前記樹脂配線基板との隙間、及び、前記チップ部品と前記補強材との隙間に充填するとともに、前記チップ部品の前記非接触面側の端面を前記アンダーフィル材によって覆うようにしてもよい。このようにすれば、補強材とアンダーフィル材との接触面積が大きくなって両者の密着強度が高くなるため、アンダーフィル材−補強材間でのクラックの発生を抑えることができる。その結果、応力の開放による樹脂配線基板の反りが抑えられるため、樹脂配線基板の反りに起因するチップ部品の破損を防ぐことができる。
【００２６】
ここで、アンダーフィル材の形成材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。なお、前記樹脂配線基板、前記補強材及び前記アンダーフィル材が、実質的に同一組成の樹脂材料によって形成されていることが好ましい。このようにすれば、樹脂配線基板、補強材及びアンダーフィル材の間での密着強度が高くなる。また、樹脂配線基板、補強材及びアンダーフィル材の間での熱膨張係数差が小さくなるため、樹脂配線基板の反り等に起因する不具合が防止される。よって、補強材付き配線基板の信頼性がよりいっそう向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態における半導体パッケージの概略構成を示す概略断面図。
【図２】半導体パッケージを示す概略平面図。
【図３】スティフナ付き配線基板を示す要部断面図。
【図４】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図５】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図６】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図７】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図８】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図９】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図１０】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図１１】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図１２】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図１３】多数個取り用基板を示す概略平面図。
【図１４】スティフナ付き配線基板の製造方法を示す説明図。
【図１５】多数個取り用基板に多数個取り用スティフナを接合した構造を示す概略平面図。
【図１６】他の実施形態におけるスティフナ付き配線基板を示す要部断面図。
【図１７】他の実施形態における半導体パッケージの概略構成を示す概略断面図。
【図１８】従来技術における半導体パッケージを示す概略斜視図。
【図１９】同じく、半導体パッケージを示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２９】
図１〜図３に示されるように、本実施形態の半導体パッケージ１０は、スティフナ付き配線基板１１（補強材付き配線基板）と、半導体集積回路素子であるＩＣチップ２１（チップ部品）とからなるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）である。なお、半導体パッケージ１０の形態は、ＢＧＡのみに限定されず、例えばＰＧＡ（ピングリッドアレイ）やＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）等であってもよい。ＩＣチップ２１は、縦１５．０ｍｍ×横１５．０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの矩形平板状であって、熱膨張係数が４．２ｐｐｍ／℃のシリコンからなる。
【００３０】
一方、スティフナ付き配線基板１１は、樹脂配線基板４０と、補強材である配線基板用スティフナ（以下「スティフナ」という）３１とを備えている。本実施形態の樹脂配線基板４０は、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚さ０．４ｍｍの平面視略矩形状である。また、樹脂配線基板４０は、コア基板を有さず、エポキシ樹脂からなる４層の樹脂絶縁層４３，４４，４５，４６と銅からなる導体層５１とを交互に積層した構造を有する配線基板である。本実施形態において、樹脂絶縁層４３〜４６の熱膨張係数は約３０ｐｐｍ／℃となっており、導体層５１の熱膨張係数は約１７ｐｐｍ／℃となっている。そして、樹脂配線基板４０全体の熱膨張係数は約２０ｐｐｍ／℃となっている。なお、熱膨張係数は、０℃〜ガラス転移温度（Ｔｇ）間の測定値の平均値をいう。
【００３１】
図１，図３に示されるように、樹脂配線基板４０の基板主面４１上（第４層の樹脂絶縁層４６の表面上）には、端子パッド５２（主面側接続端子）がアレイ状に配置されている。さらに、端子パッド５２の表面上には、複数の主面側はんだバンプ５４が配設されている。各主面側はんだバンプ５４は、前記ＩＣチップ２１の面接続端子２２に電気的に接続されている。即ち、ＩＣチップ２１は、樹脂配線基板４０の基板主面４１側に搭載されている。なお、各端子パッド５２及び各主面側はんだバンプ５４が形成されている領域は、ＩＣチップ２１を搭載可能なＩＣチップ搭載領域２３である。
【００３２】
一方、樹脂配線基板４０の基板裏面４２上（第１層の樹脂絶縁層４３の下面上）には、ＢＧＡ用パッド５３（裏面側接続端子）がアレイ状に配設されている。また、各ＢＧＡ用パッド５３の表面上には、マザーボード（母基板）接続用の複数の裏面側はんだバンプ５５が配設されており、各裏面側はんだバンプ５５により、樹脂配線基板４０は図示しないマザーボード上に実装される。
【００３３】
図１，図３に示されるように、各樹脂絶縁層４３〜４６には、それぞれビア穴５６及びビア導体５７が設けられている。各ビア穴５６は、円錐台形状をなし、各樹脂絶縁層４３〜４６に対してＹＡＧレーザまたは炭酸ガスレーザを用いた穴あけ加工を施すことで形成される。各ビア導体５７は、基板裏面４２側（図１では下方向）に行くに従って拡径した導体であって、各導体層５１、前記端子パッド５２及びＢＧＡ用パッド５３を相互に電気的に接続している。
【００３４】
図１〜図３に示されるように、前記スティフナ３１は、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚さ２．０ｍｍの平面視矩形枠状である。なお図３に示されるように、スティフナ３１は、樹脂材料（本実施形態ではエポキシ樹脂）中に無機繊維からなるシート材（本実施形態ではガラスクロス３７）を含有させた複合材料によって形成されている。また、スティフナ３１は、樹脂配線基板４０よりも厚く形成されているため、樹脂配線基板４０を構成する樹脂材料（本実施形態ではエポキシ樹脂）よりも高剛性となっている。具体的に言うと、スティフナ３１のヤング率は、樹脂配線基板４０のヤング率（約３０ＧＰａ）よりも大きい値となっており、約５０ＧＰａに設定されている。さらに、スティフナ３１の熱膨張係数は、樹脂配線基板４０の熱膨張係数（約２０ｐｐｍ／℃）よりも小さい値となっており、具体的には約１６ｐｐｍ／℃に設定されている。即ち本実施形態では、スティフナ３１の熱膨張係数と樹脂配線基板４０の熱膨張係数との差が４．０ｐｐｍ／℃程度となっている。
【００３５】
図１〜図３に示されるように、スティフナ３１は、接触面３２と、接触面３２の反対側に位置する非接触面３３とを有している。接触面３２は、基板主面４１の外周部（即ち、基板主面４１において前記ＩＣチップ搭載領域２３を除く領域）に面接触可能となっている。そして、非接触面３３全体には、銅箔３４（金属箔）が貼付されている。本実施形態において、銅箔３４の熱膨張係数は約１７ｐｐｍ／℃となっている。なお、銅箔３４は、前記導体層５１、前記端子パッド５２、前記ＢＧＡ用パッド５３及びビア導体５７に電気的に接続されておらず、いわばダミー導体層と言うべきものである。
【００３６】
また、スティフナ３１には、接触面３２の中央部及び非接触面３３の中央部にて開口する平面視で矩形状の開口部３５が貫通形成されている。開口部３５は、端子パッド５２及び前記主面側はんだバンプ５４を露出させるようになっている。具体的に言うと、開口部３５は、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍで、四隅に半径１．５ｍｍのアールを有する断面略正方形状の孔である。
【００３７】
そして図１，図３に示されるように、スティフナ３１の接触面３２は、基板主面４１の外周部に対して接着剤３０を介して面接合（接合固定）される。なお、本実施形態の接着剤３０は、熱膨張係数が約２０ｐｐｍ／℃となるエポキシ系接着剤である。
【００３８】
また、開口部３５の内側面３６、及び、基板主面４１において開口部３５から露出する領域は、表面粗さＲａが０．４μｍ程度となるように粗化されている。そして、開口部３５内には、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル材６１が充填形成されている。具体的に言うと、アンダーフィル材６１は、前記ＩＣチップ２１と前記樹脂配線基板４０との隙間や、ＩＣチップ２１とスティフナ３１との隙間に充填されている。即ち、樹脂配線基板４０、スティフナ３１及びアンダーフィル材６１は、実質的に同一組成の樹脂材料（エポキシ樹脂）によって形成されている。また本実施形態では、アンダーフィル材６１の熱膨張係数が約２５ｐｐｍ／℃となっている。
【００３９】
次に、スティフナ付き配線基板１１の製造方法について説明する。
【００４０】
基板準備工程では、図１３に示すような多数個取り用基板９１を作製し、あらかじめ準備しておく。多数個取り用基板９１は以下のように作製される。まず、図４に示されるように、ガラスエポキシ基板などの十分な強度を有する支持基板７０を準備する。次に、支持基板７０上に、エポキシ樹脂からなるシート状の絶縁樹脂基材を貼り付けて下地樹脂絶縁層７１を形成することにより、支持基板７０及び下地樹脂絶縁層７１からなる基材６９を得る。そして、図５に示されるように、基材６９の片面（具体的には下地樹脂絶縁層７１の上面）に、積層金属シート体７２を配置する。ここで、下地樹脂絶縁層７１上に積層金属シート体７２を配置することにより、以降の製造工程で積層金属シート体７２が下地樹脂絶縁層７１から剥がれない程度の密着性が確保される。積層金属シート体７２は、２枚の銅箔７３，７４を剥離可能な状態で密着させてなる。具体的には、金属めっき（例えば、クロムめっき）を介して各銅箔７３，７４を積層することで積層金属シート体７２が形成されている。
【００４１】
その後、図６に示されるように、積層金属シート体７２上にシート状の絶縁樹脂基材７５を積層し、真空圧着熱プレス機（図示略）を用いて真空下にて加圧加熱することにより、絶縁樹脂基材７５を硬化させて第４層の樹脂絶縁層４６を形成する（積層工程）。そして、図７に示されるように、レーザ加工を施すことによって樹脂絶縁層４６の所定の位置にビア穴５６を形成し、次いで各ビア穴５６内のスミアを除去するデスミア処理を行う。その後、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことで、各ビア穴５６内にビア導体５７を形成する。さらに、従来公知の手法（例えばセミアディティブ法）によってエッチングを行うことで、樹脂絶縁層４６上に導体層５１をパターン形成する（図８参照）。
【００４２】
また、第１層〜第３層の樹脂絶縁層４３〜４５及び導体層５１についても、上述した第４層の樹脂絶縁層４６及び導体層５１と同様の手法によって形成し、樹脂絶縁層４６上に積層していく。以上の製造工程によって、支持基板７０上に積層金属シート体７２、樹脂絶縁層４３〜４６及び導体層５１を積層した積層体８０を形成する（図９参照）。なお図９に示されるように、積層体８０において積層金属シート体７２上に位置する領域が、多数個取り用基板９１となるべき配線積層部８１となる。
【００４３】
次に、積層体８０から基材６９を除去し、銅箔７３を露出させる（基材除去工程）。具体的に言うと、積層金属シート体７２における２枚の銅箔７３，７４の界面にて剥離して、配線積層部８１（多数個取り用基板９１）を支持基板７０から分離する（図１０参照）。なお図１３に示されるように、多数個取り用基板９１には、基板形成部９３と、基板形成部９３の周囲を取り囲む枠部９４とからなっている。基板形成部９３には、樹脂配線基板４０となるべき正方形状の基板形成領域９２が平面方向に沿って複数（本実施形態では５個）配置されている。また、枠部９４の四隅には、円形状のガイド孔９５が設けられている。
【００４４】
そして図１１に示されるように、配線積層部８１（樹脂絶縁層４６）の下面上にある銅箔７３に対してエッチングによるパターニングを行うことにより、最表層の樹脂絶縁層４６における基板形成領域９２に端子パッド５２を形成する（接続端子形成工程）。また、銅箔７３に対してパターニングを行うことにより、枠部９４の四隅であってガイド孔９５の近傍に円形状のアライメントマーク９６（図１３参照）をそれぞれ形成する。
【００４５】
続くはんだバンプ形成工程では、最表層の樹脂絶縁層４６上に形成された複数の端子パッド５２上に、ＩＣチップ接続用の主面側はんだバンプ５４を形成する（図１２参照）。具体的には、図示しないはんだボール搭載装置を用いて各端子パッド５２上にはんだボールを配置した後、はんだボールを所定の温度に加熱してリフローすることにより、各端子パッド５２上に主面側はんだバンプ５４を形成する。同様に、樹脂絶縁層４３上に形成された複数のＢＧＡ用パッド５３上に、裏面側はんだバンプ５５を形成する。
【００４６】
スティフナ準備工程では、板状の多数個取り用スティフナ１１１を作製し、あらかじめ準備しておく。なお図１４，図１５に示されるように、多数個取り用スティフナ１１１は、接触面３２及び非接触面３３を有し、スティフナ３１となるべき正方形状のスティフナ形成領域１１２が平面方向に沿って複数（本実施形態では５個）配置されている。また、多数個取り用スティフナ１１１には、複数（本実施形態では５個）の開口部３５があらかじめ設けられている。なお開口部３５は、スティフナ３１に対して座繰りカッター、メカニカルドリル、パンチング装置、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等を用いて孔あけ加工を行うことにより、所定位置にあらかじめ形成される。
【００４７】
続く接合工程では、多数個取り用基板９１と多数個取り用スティフナ１１１とを位置決めした状態で、多数個取り用基板９１の基板主面４１に多数個取り用スティフナ１１１を接合する。詳述すると、まず、多数個取り用基板９１を図示しない支持部材によって支持する。このとき、支持部材から突出するガイドピン（図示略）をガイド孔９５に挿通させることにより、多数個取り用基板９１が支持部材上に位置決めされる。また、制御装置（図示略）は、枠部９４の四隅に形成されたアライメントマーク９６をＣＣＤカメラ（図示略）で撮影する制御を行い、撮影したアライメントマーク９６の位置に基づいて、基板主面４１に接合する多数個取り用スティフナ１１１の位置を検出する。次に、多数個取り用スティフナ１１１の接触面３２に接着剤３０を塗布し、検出された多数個取り用スティフナ１１１の位置に基づいて、基板主面４１上に多数個取り用スティフナ１１１を配置し、接触面３２を基板主面４１に接触させる。この状態で、例えば１５０℃程度で加熱処理（キュア）を行って接着剤３０を固化させれば、加熱処理後に接着剤３０が室温まで冷却されるとともに、多数個取り用スティフナ１１１が基板主面４１に対して接着剤３０を介して接合固定される（図１４参照）。なお図１５に示されるように、多数個取り用スティフナ１１１の外形寸法は、多数個取り用基板９１の外形寸法よりも小さく設定されており、ガイド孔９５及びアライメントマーク９６が視認可能な大きさに設定されている。しかし、多数個取り用スティフナ１１１の外形寸法は、本実施形態のものに限定される訳ではなく、例えば多数個取り用基板９１の外形寸法よりも大きく設定されていてもよいし、多数個取り用基板９１の外形寸法と等しく設定されていてもよい。
【００４８】
続く粗化工程では、スティフナ３１の開口部３５の内側面３６と、基板主面４１において開口部３５から露出する領域とを同時に粗化する。具体的に言うと、本実施形態では、従来公知の粗化液を塗布することにより、内側面３６や、基板主面４１において開口部３５から露出する領域を粗化する。なお、粗化液としては、銅やはんだを侵さないものを用いることが好ましい。また、粗化液を塗布する代わりに、サンドブラストによって粗化を行ってもよい。その結果、粗化工程後の表面粗さＲａが０．４μｍ程度となる。
【００４９】
続く基板分割工程では、従来周知の切断装置などを用いて、基板形成部９３から枠部９４を切断除去する。それとともに、多数個取り用基板９１及び多数個取り用スティフナ１１１を、基板形成領域９２の外形線１２０（図１３参照）及びスティフナ形成領域１１２の外形線１２１（図１５参照）に沿って設定された切断予定線１２２に沿って切断する。その結果、樹脂配線基板４０の切断端面とスティフナ３１の切断端面とが揃ったスティフナ付き配線基板１１を複数個得ることができる（図１参照）。なお、各基板形成領域９２同士（各スティフナ形成領域１１２同士）を互いに分割するための切断予定線１２２は、隣接する基板形成領域９２の外形線１２０同士（隣接するスティフナ形成領域１１２の外形線１２１同士）の間に設定されている。また、前記基板形成部９３から枠部９４を分離するための切断予定線１２２は、基板形成部９３と枠部９４との境界部分に設定されている。
【００５０】
その後、樹脂配線基板４０のＩＣチップ搭載領域２３にＩＣチップ２１を載置する。このとき、ＩＣチップ２１側の面接続端子２２と、樹脂配線基板４０側の主面側はんだバンプ５４とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各主面側はんだバンプ５４をリフローすることにより、面接続端子２２と主面側はんだバンプ５４とが接合され、樹脂配線基板４０にＩＣチップ２１が搭載される。この後、開口部３５内にアンダーフィル材６１となる熱硬化性樹脂を充填しかつ熱硬化させる。
【００５１】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５２】
（１）本実施形態のスティフナ付き配線基板１１によれば、スティフナ３１の熱膨張係数（約１６ｐｐｍ／℃）と樹脂配線基板４０の熱膨張係数（約２０ｐｐｍ／℃）とが近い値となる。よって、スティフナ３１と樹脂配線基板４０との熱膨張係数差が小さくなるため、スティフナ３１接合時（加熱処理後の冷却時）の樹脂配線基板４０の反りが確実に抑えられる。その結果、樹脂配線基板４０の反りに起因する不具合が防止されるため、スティフナ付き配線基板１１の信頼性が向上する。さらに、樹脂配線基板４０が反りにくくなることで基板裏面４２が平坦になるため、半導体パッケージ１０を確実にマザーボード上に実装できる。
【００５３】
（２）本実施形態では、スティフナ３１にガラスクロス３７が含有されているため、スティフナ３１が金属材料よりも強度が低いエポキシ樹脂によって形成されているとしても、スティフナ３１の強度向上を図ることができる。ゆえに、樹脂配線基板４０に対するスティフナ３１の接合により、スティフナ付き配線基板１１の剛性が高くなるため、スティフナ付き配線基板１１のハンドリング性が向上する。
【００５４】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
【００５５】
・図１６に示されるように、基板主面４１においてスティフナ３１の接触面３２が接触する領域に金属層１３１を形成したスティフナ付き配線基板１３２としてもよい。このようにすれば、スティフナ３１と樹脂配線基板４０との密着強度が高くなるため、スティフナ付き配線基板１３２の信頼性が向上する。なお、金属層１３１は、接続端子形成工程において銅箔７３に対するパターニングを行うことによって形成される。
【００５６】
・上記実施形態のスティフナ３１は、エポキシ樹脂中にガラスクロス３７を含有させた複合材料によって形成されていた。しかし、エポキシ樹脂中にガラスクロスを含有させてなる基材の片面に銅箔が貼付された銅張積層板を、スティフナとして用いてもよい。
【００５７】
・上記実施形態のスティフナ３１には、非接触面３３のみに銅箔３４が貼付されていたが、接触面３２のみに銅箔３４が貼付されていてもよいし、接触面３２及び非接触面３３の両方に銅箔３４が貼付されていてもよい。また、銅箔３４は、スティフナ３１内に設けられていてもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、銅箔７３に対してエッチングによるパターニングを行うことによって端子パッド５２を形成していた（図１１参照）。しかし、基材除去工程後に銅箔７３をエッチングによって完全に除去する金属箔除去工程を行い、金属箔除去工程後に従来公知の手法（例えばセミアディティブ法）によってエッチングを行うことで、別途端子パッド５２を形成するようにしてもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、粗化工程において、スティフナ３１の開口部３５の内側面３６と、基板主面４１において開口部３５から露出する領域とを同時に粗化していた。しかし、内側面３６の粗化と、基板主面４１において開口部３５から露出する領域の粗化とを、別々のタイミングで行ってもよい。例えば、接続端子形成工程後であってはんだバンプ形成工程前に、基板主面４１において開口部３５から露出する領域を粗化する基板主面粗化工程を行い、スティフナ準備工程後であって接合工程前に、内側面３６を粗化する内側面粗化工程を行ってもよい。なお、基板主面粗化工程では、基板主面４１において開口部３５から露出する領域に加えて、基板主面４１においてスティフナ３１が接合される領域を粗化してもよい。
【００６０】
・上記実施形態の接着剤３０はエポキシ系接着剤であったが、樹脂絶縁層４３〜４６を構成するエポキシ樹脂を接着剤として用いてもよい。
【００６１】
・上記実施形態において、樹脂配線基板４０における基板主面４１上や基板裏面４２上には、ＩＣチップ２１のほかに電子部品が実装されていてもよい。電子部品としては、例えば、裏面または側面に複数の端子を有する部品（例えばトランジスタ、ダイオード、抵抗、チップコンデンサ、コイルなど）などがある。
【００６２】
・上記実施形態の半導体パッケージ１０では、ＩＣチップ２１と樹脂配線基板４０との隙間、及び、ＩＣチップ２１とスティフナ３１との隙間のみにアンダーフィル材６１が充填されていたが、ＩＣチップ２２１の非接触面２３３側の表面２２２は露出していた。しかし、図１７に示される半導体パッケージ２１０のように、ＩＣチップ２２１と樹脂配線基板２４０との隙間、及び、ＩＣチップ２２１とスティフナ２３１との隙間にアンダーフィル材２６１を充填するのに加えて、ＩＣチップ２２１の表面２２２をアンダーフィル材２６１によって完全に覆ってもよい。このようにすれば、表面２２２を覆った分だけアンダーフィル材２６１の容積が大きくなるため、スティフナ２３１がアンダーフィル材２６１によって確実に補強される。しかも、スティフナ２３１とアンダーフィル材２６１との接触面積が大きくなって両者の密着強度が高くなるため、アンダーフィル材２６１−スティフナ２３１間でのクラックの発生を抑えることができる。その結果、応力の開放による樹脂配線基板２４０の反りが抑えられるため、樹脂配線基板２４０の反りに起因するＩＣチップ２２１の破損を防ぐことができる。
【００６３】
なお、図１７に示される半導体パッケージ２１０では、アンダーフィル材２６１において開口部２３５から露出する露出面２６２が、非接触面２３３と同じ高さに位置している。しかし、アンダーフィル材２６１の露出面２６２は、スティフナ２３１の非接触面２３３よりも高い位置にあってもよい。即ち、アンダーフィル材２６１の一部は、非接触面２３３から開口部２３５の外部に突出していてもよい。また、露出面２６２は、非接触面２３３よりも低い位置（かつ、ＩＣチップ２２１の表面２２２よりも高い位置）にあってもよい。
【００６４】
なお、アンダーフィル材２６１の露出面２６２を非接触面２３３と同じ高さに位置させる場合、アンダーフィル材２６１となる熱硬化性樹脂を非接触面２３３と同じ高さまで充填した後で、熱硬化させるようにしてもよい。また、熱硬化性樹脂を開口部２３５から突出するまで充填しかつ熱硬化させた後で、開口部２３５からの突出部分を機械的に除去するようにしてもよい。
【００６５】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６６】
（１）基板主面及び基板裏面を有するとともに樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された、コア基板を有しない樹脂配線基板と、前記基板主面に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成された補強材とを備える補強材付き配線基板であって、前記補強材は、樹脂材料中に無機材料を含有させた複合材料によって形成され、前記基板主面に接触する接触面と、前記接触面の反対側に位置する非接触面とを有し、前記接触面及び前記非接触面のうち少なくとも一方に金属箔が貼付され、前記接触面は、前記基板主面に対して接着剤を介して接合されていることを特徴とする補強材付き配線基板。
【００６７】
（２）基板主面及び基板裏面を有するとともに樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造を有し、チップ部品を接続可能な複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された、コア基板を有しない樹脂配線基板と、前記基板主面に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成された補強材とを備える補強材付き配線基板であって、前記補強材は、樹脂材料中に無機材料を含有させた複合材料によって形成され、前記開口部の内側面が、表面粗さＲａが０．３μｍ以上０．８μｍ以下となるように粗化されるとともに、前記開口部内にアンダーフィル材が充填可能となっていることを特徴とする補強材付き配線基板。
【００６８】
（３）基板主面及び基板裏面を有するとともに樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造を有し、複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された、コア基板を有しない樹脂配線基板と、前記基板主面に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成された補強材と、前記主面側接続端子に接続されたチップ部品とを備え、前記補強材が樹脂材料中に無機材料を含有させた複合材料によって形成されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【００６９】
（４）基板主面及び基板裏面を有するとともに樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造を有し、複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された、コア基板を有しない樹脂配線基板と、前記基板主面に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成された補強材と、前記主面側接続端子に接続されたチップ部品とを備え、前記開口部の内側面が粗化されるとともに、前記開口部内にアンダーフィル材が充填されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【００７０】
（５）技術的思想（４）において、前記基板主面において前記開口部から露出する領域が粗化されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【００７１】
（６）技術的思想（４）または（５）において、前記樹脂配線基板、前記補強材及び前記アンダーフィル材が、実質的に同一組成の樹脂材料によって形成されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【００７２】
（７）技術的思想（４）乃至（６）のいずれか１つにおいて、前記基板裏面上に母基板接続用の裏面側接続端子が配設され、前記樹脂絶縁層に設けられたビアが前記基板裏面側に行くに従って拡径していることを特徴とする半導体パッケージ。
【００７３】
（８）技術的思想（４）乃至（７）のいずれか１つにおいて、前記アンダーフィル材は、前記チップ部品と前記樹脂配線基板との隙間、及び、前記チップ部品と前記補強材との隙間に充填されるとともに、前記チップ部品の表面を覆っていることを特徴とする半導体パッケージ。
【００７４】
（９）技術的思想（４）乃至（８）のいずれか１つにおいて、前記補強材は、前記基板主面に接触する接触面と、前記接触面の反対側に位置する非接触面とを有し、前記アンダーフィル材において前記開口部から露出する露出面は、前記非接触面と同じ高さに位置していることを特徴とする半導体パッケージ。
【符号の説明】
【００７５】
１１，１３２…補強材付き配線基板としてのスティフナ付き配線基板
２１，２２１…チップ部品としてのＩＣチップ
３１，２３１…補強材としてのスティフナ
３２…接触面
３３，２３３…非接触面
３４…金属箔としての銅箔
３５，２３５…開口部
３６…開口部の内側面
３７…無機材料及びシート材としてのガラスクロス
４０，２４０…樹脂配線基板
４１…基板主面
４２…基板裏面
４３，４４，４５，４６…樹脂絶縁層
５１…導体層
５２…主面側接続端子としての端子パッド
５３…裏面側接続端子としてのＢＧＡ用パッド
５６…ビアとしてのビア穴
５７…ビアとしてのビア導体
６１，２６１…アンダーフィル材
【図１】
2010103516.tif 000003
【図２】
2010103516.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010103516.tif 000006
【図５】
2010103516.tif 000007
【図６】
2010103516.tif 000008
【図７】
2010103516.tif 000009
【図８】
2010103516.tif 000010
【図９】
2010103516.tif 000011
【図１０】
2010103516.tif 000012
【図１１】
2010103516.tif 000013
【図１２】
2010103516.tif 000014
【図１３】
2010103516.tif 000015
【図１４】
2010103516.tif 000016
【図１５】
2010103516.tif 000017
【図１６】
2010103516.tif 000018
【図１７】
2010103516.tif 000019
【図１８】
2010103516.tif 000020
【図１９】
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