(57)【要約】  本発明の半導体パッケージ（１）は、基板（２１）と、基板（２１）の一方の面側に設けられた導体パターン（２２１）と、基板（２１）の他方の面側に設けられ、導体パターン（２２１）と電気的に接続された導体パターン（２２４）とを備える配線基板（２）と、基板（２１）の一方の面に接合され、導体パターン（２２１）に電気的に接続される半導体素子（３）と、基板（２１）の他方の面に接合され、基板（２１）よりも熱膨張係数の小さい第２補強部材（５）とを有し、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、第２補強部材（５）は、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。
2012029579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい補強部材とを有し、
前記第２導体パターンの前記基板と反対側の面には、複数の金属バンプが接合され、
前記補強部材は、前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する部分を有することを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記補強部材は、複数の開口部を有し、
前記補強部材の前記開口部同士の間の部分が前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記補強部材は、前記半導体素子との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下である請求項１または２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記補強部材は、金属材料で構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金である請求項４に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい第２補強部材と、
前記第２補強部材の前記基板と反対側の面に設けられ、前記基板よりも高い熱伝導性を有する伝熱バンプとを有することを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項７】
前記伝熱バンプは、金属材料で構成されている請求項６に記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記伝熱バンプは、その表面にメッキ処理が施されている請求項６または７に記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記伝熱バンプは、複数設けられている請求項６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】
前記複数の伝熱バンプは、前記第２補強部材の縁部に沿って互いに離間して設けられている請求項９に記載の半導体パッケージ。
【請求項１１】
前記第２導体パターンの前記基板と反対側の面には、複数の金属バンプが接合され、
前記第２補強部材は、前記各金属バンプに非接触で前記各金属バンプを囲むように形成された複数の開口部を有する請求項６ないし１０のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１２】
前記基板の前記一方の面の、前記半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい第１補強部材を更に有している請求項６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補強部材と前記第２補強部材とを接続し、前記基板よりも熱伝導性の高い熱伝導部を更に有する請求項１２に記載の半導体パッケージ。
【請求項１４】
前記熱伝導部は、前記基板をその厚さ方向に貫通するものである請求項１３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、板状をなしている請求項１３または１４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、前記半導体素子との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下である請求項１２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１２ないし１６のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１８】
基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい補強部材とを有し、
前記半導体素子の平面視での面積をＳ１とし、前記補強部材の平面視での外周縁で囲まれた領域内の面積をＳ２としたときに、
Ｓ２／Ｓ１が０．６４以上２．２５以下であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項１９】
平面視にて、前記補強部材の外周縁は、前記半導体素子の外周縁と一致またはそれよりも外側に位置している請求項１８に記載の半導体パッケージ。
【請求項２０】
前記第２導体パターンの前記基板と反対側の面には、複数の金属バンプが接合され、
前記補強部材は、前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する部分を有する請求項１８または１９に記載の半導体パッケージ。
【請求項２１】
前記補強部材は、複数の開口部を有し、
前記補強部材の前記開口部同士の間の部分が前記金属バンプ同士の間に位置する請求項２０に記載の半導体パッケージ。
【請求項２２】
前記補強部材は、前記基板よりも熱膨張係数が小さい請求項１８ないし２１のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項２３】
前記補強部材の熱膨張係数は、３ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下である請求項２２に記載の半導体パッケージ。
【請求項２４】
前記補強部材は、前記半導体素子との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下である請求項１８ないし２３のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項２５】
前記補強部材は、板状をなしている請求項１８ないし２４のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項２６】
請求項１ないし２５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。
【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。
本願は、２０１０年８月３０日に日本に出願された特願２０１０−１９２９０４号および特願２０１０−１９２９０５号と、２０１０年９月１７日に日本に出願された特願２０１０−２１０１５８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【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く、電気的接続の信頼性を低下させるという問題があった。
また、チップは発熱するため、インターポーザには優れた放熱性が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７０７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。【０００８】
また、本発明の目的は、薄型化し得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】
【０００９】
このような目的は、下記（１）〜（２６）の本発明により達成される。
（１）  基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい補強部材とを有し、
前記第２導体パターンの前記基板と反対側の面には、複数の金属バンプが接合され、
前記補強部材は、前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する部分を有することを特徴とする半導体パッケージ。【００１０】
（２）  前記補強部材は、複数の開口部を有し、
前記補強部材の前記開口部同士の間の部分が前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する上記（１）に記載の半導体パッケージ。【００１１】
（３）  前記補強部材は、前記半導体素子との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下である上記（１）または（２）に記載の半導体パッケージ。【００１２】
（４）  前記補強部材は、金属材料で構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００１３】
（５）  前記金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金である上記（４）に記載の半導体パッケージ。【００１４】
（６）  基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい第２補強部材と、
前記第２補強部材の前記基板と反対側の面に設けられ、前記基板よりも高い熱伝導性を有する伝熱バンプとを有することを特徴とする半導体パッケージ。【００１５】
（７）  前記伝熱バンプは、金属材料で構成されている上記（６）に記載の半導体パッケージ。【００１６】
（８）  前記伝熱バンプは、その表面にメッキ処理が施されている上記（６）または（７）に記載の半導体パッケージ。【００１７】
（９）  前記伝熱バンプは、複数設けられている上記（６）ないし（８）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００１８】
（１０）  前記複数の伝熱バンプは、前記第２補強部材の縁部に沿って互いに離間して設けられている上記（９）に記載の半導体パッケージ。【００１９】
（１１）  前記第２導体パターンの前記基板と反対側の面には、複数の金属バンプが接合され、
前記第２補強部材は、前記各金属バンプに非接触で前記各金属バンプを囲むように形成された複数の開口部を有する上記（６）ないし（１０）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２０】
（１２）  前記基板の前記一方の面の、前記半導体素子が接合されていない部分に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい第１補強部材を更に有している上記（６）ないし（１１）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２１】
（１３）  前記第１補強部材と前記第２補強部材とを接続し、前記基板よりも熱伝導性の高い熱伝導部を更に有する上記（１２）に記載の半導体パッケージ。【００２２】
（１４）  前記熱伝導部は、前記基板をその厚さ方向に貫通するものである上記（１３）に記載の半導体パッケージ。【００２３】
（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、板状をなしている上記（１３）または（１４）に記載の半導体パッケージ。【００２４】
（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、前記半導体素子との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下である上記（１２）ないし（１５）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２５】
（１７）  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（１２）ないし（１６）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００２６】
（１８）  基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい補強部材とを有し、
前記半導体素子の平面視での面積をＳ１とし、前記補強部材の平面視での外周縁で囲まれた領域内の面積をＳ２としたときに、
Ｓ２／Ｓ１が０．６４以上２．２５以下であることを特徴とする半導体パッケージ。【００２７】
（１９）  平面視にて、前記補強部材の外周縁は、前記半導体素子の外周縁と一致またはそれよりも外側に位置している上記（１８）に記載の半導体パッケージ。【００２８】
（２０）  前記第２導体パターンの前記基板と反対側の面には、複数の金属バンプが接合され、前記補強部材は、前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する部分を有する上記（１８）または（１９）に記載の半導体パッケージ。【００２９】
（２１）  前記補強部材は、複数の開口部を有し、前記補強部材の前記開口部同士の間の部分が前記金属バンプ同士の間に位置する上記（２０）に記載の半導体パッケージ。【００３０】
（２２）  前記補強部材は、前記基板よりも熱膨張係数が小さい上記（１８）ないし（２１）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００３１】
（２３）  前記補強部材の熱膨張係数は、３ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下である上記（２２）に記載の半導体パッケージ。【００３２】
（２４）  前記補強部材は、前記半導体素子との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下である上記（１８）ないし（２３）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００３３】
（２５）  前記補強部材は、板状をなしている上記（１８）ないし（２４）のいずれかに記載の半導体パッケージ。【００３４】
（２６）  上記（１）ないし（２５）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。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の半導体パッケージによれば、熱膨張係数が基板よりも小さい補強部材を配線基板の半導体素子と反対側の面に接合することにより、配線基板は半導体素子と補強部材とに挟持された状態となるため、半導体パッケージ全体の剛性を高めることができ、配線基板の両面の熱膨張差を防止または抑制することができる。特に、補強部材は、金属バンプ間にも及ぶように設けられているので、配線基板を強固に補強することができる。【００３６】
このようなことから、配線基板と半導体素子との熱膨張係数差に起因する配線基板の反りを抑制または防止することができる。その結果、半導体素子と基板を接続する金属バンプの接続信頼性、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を向上させることができる。【００３７】
また、配線基板自体の剛性を高める必要がなく、配線基板の厚さを薄くすることができるので、配線基板の厚さ方向での熱伝導性を高めることができる。そのため、本発明の半導体パッケージは、半導体素子からの熱を配線基板を介して逃すことができ、放熱性に優れる。
また、伝熱バンプを備えた半導体パッケージにあっては、半導体素子からの熱を伝熱バンプを介して逃すことができ、放熱性がより優れたものとなる。
このように放熱性に優れていることにより、半導体素子および配線基板の昇温を抑えることができるので、この点でも、配線基板と半導体素子との熱膨張係数差に起因する配線基板の反りを抑制または防止することができる。【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を示す上面図である。
【図３】図１に示す半導体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４実施形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図６】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７】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８】図７に示す半導体パッケージを示す上面図である。
【図９】図７に示す半導体パッケージを示す下面図である。
【図１０】図７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１１】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１２】図１１に示す半導体パッケージを示す下面図である。
【図１３】図１１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１４】本発明の第６実施形態に係る半導体装置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。
【００４１】
（半導体パッケージ）
まず、本発明の第１実施形態〜第３実施形態の半導体パッケージを説明する。
【００４２】
＜第１実施形態＞
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とを有する。
【００４４】
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の両面が第１補強部材４および第２補強部材５により補強されるため、半導体パッケージ１全体の剛性が増す。特に、第１補強部材４および第２補強部材５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。
【００４５】
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ることができる。そのため、半導体パッケージ１は、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、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。
【００４６】
このようなことから、半導体素子３および配線基板２の昇温を抑えることができるので、この点でも、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。
【００４７】
特に、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の両面の熱膨張差を防止または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。
【００４８】
以下、半導体パッケージ１の各部を順次詳細に説明する。
［配線基板］
配線基板２は、半導体素子３を支持する基板であり、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。電気的に接続されていることにより、第１導体パターンと第２導体パターンとの間で電気信号の伝送が可能となる。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
基材は、各絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５の芯材として用いられるものである。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。
【００５５】
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２１の熱膨張係数も小さくすることができる。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
この導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４は、それぞれ、複数の配線を有する回路として機能するものである。
【００７５】
導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４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ものである。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。
【００７６】
また、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４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。
【００７７】
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。
【００７８】
同様に、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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
導体ポスト２３１、２３２、２３３、２３４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ものである。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。
【００８２】
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。そして、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。
【００８３】
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ためのものである。電気的に接続されることにより、半導体パッケージ１とマザーボードとの間で電気信号の伝送が可能となる。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
また、基板２１には、その厚さ方向に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。
【００８７】
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。そして、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。
【００８８】
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。
【００８９】
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ものであるため、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。
【００９０】
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。
【００９１】
各伝熱ポスト２４は、電気信号の伝送に寄与しないものである。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へ熱をより効率的に伝達することができる。
【００９２】
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。
【００９３】
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と導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４との短絡を防止することができる。
【００９４】
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。
【００９５】
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。銅および銅系合金は、熱伝導性に優れるので、配線基板２の放熱性を向上させることもできる。
【００９６】
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。
【００９７】
［半導体素子］
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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、半導体素子３と導体パターン２２１との間で電気信号の伝送が可能となっている。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
［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。
【０１０５】
この第１補強部材４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１補強部材４の設置が簡単となる。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
このような第１補強部材４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）と同一面上またはそれよりも基板２１側（すなわち下側）に位置しているのが好ましい。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。
【０１１０】
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の上面上に他の構造体（例えば、基板、半導体素子、ヒートシンク等）を設ける場合、その構造体の設置を安定的に行うことができる。
なお、第１補強部材４および半導体素子３を封止樹脂でモールドしてもよい。
【０１１１】
また、第１補強部材４は、半導体素子３の周囲を囲むように設けられている。本実施形態では、図２に示すように、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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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、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。
【０１１４】
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、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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、ＦｅおよびＮｉを含むものであれば、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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
また、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金としては、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒを含むものであれば、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。
【０１２１】
また、Ｆｅ−Ｃｏ系合金としては、ＦｅおよびＣｏを含むものであれば、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。
【０１２２】
また、Ｆｅ−Ｐｔ系合金としては、ＦｅおよびＰｔを含むものであれば、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。
【０１２３】
また、Ｆｅ−Ｐｄ系合金としては、ＦｅおよびＰｄを含むものであれば、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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また、熱放散性の観点から、第１補強部材４の表面が粗化されていてもよい。第１補強部材４表面が粗化されていれば、表面積が増大し熱放散の効率が上がる。第１補強部材４表面の粗化方法は、特に限定されず、例えば化学的な薬液処理、機械的なサンドブラスト処理などにより実施することができる。
【０１３０】
第１補強部材４の表面粗度の大きさは、半導体素子３の発熱量、樹脂材料の構成、基板２１の構成、第１補強部材４の形状、大きさ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、算術平均で表される表面粗度が０．１μｍ以上１００μｍ以下程度である。前記算術平均で表される表面粗度は、例えばＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準じて測定することができる。
【０１３１】
また、樹脂材料との密着性向上の観点から、第１補強部材４表面に銅皮膜が形成されていてもよい。銅については、樹脂材料との密着強度を向上させるための表面処理技術が数多く知られているため、第１補強部材４の形状、大きさ、樹脂材料の種類等に応じてその表面処理を適宜選択し、実施することができる。
【０１３２】
銅皮膜の形成方法は、特に限定されないが、例えば、電解めっき、無電解めっき等のめっき処理、スパッタ処理等により実施することができる。
【０１３３】
また、銅皮膜の平均厚さは、第１補強部材４の熱膨張係数に影響を及ぼさず、密着性向上の表面処理が可能な範囲で薄い方が好ましい。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
［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。
【０１４５】
この第２補強部材５は、例えば、接着剤を介して基板２１の下面に接合されている。これにより、第２補強部材５の設置が簡単となる。
【０１４６】
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、前述した熱伝導性材料６と同様のものを用いることができる。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
また、第２補強部材５は、図１および３に示されるように、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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
また、各開口部５１は、第２補強部材５の形成領域（外周縁で囲まれた領域）内において、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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
本実施形態では、第２補強部材５の下面に、伝熱バンプ９１が設けられていてもよい。
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に接合されるものである。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。
【０１５５】
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。これにより、伝熱バンプ９１が優れた伝熱性を発揮することができるとともに、伝熱バンプ９１を配線基板２をマザーボード２００に固定する接着剤としても有効活用することができる。
【０１５６】
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。
【０１５７】
また、第２補強部材５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、前述した第１補強部材４の構成材料と同様のものを用いることができ、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、金属材料で構成されているのが好ましい。第２補強部材５が金属材料で構成されていると、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。
【０１５８】
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、前述した第１補強部材４と同様に、Ｆｅを含む合金、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合金等を用いるのが好ましく、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いるのがより好ましい。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
また、熱放散性の観点から、第２補強部材５の表面が粗化されていてもよい。第２補強部材５表面が粗化されていれば、表面積が増大し熱放散の効率が上がる。第２補強部材５表面の粗化方法は、特に限定されず、例えば化学的な薬液処理、機械的なサンドブラスト処理などにより実施することができる。
【０１６６】
第２補強部材５の表面粗度の大きさは、半導体素子３の発熱量、樹脂材料の構成、基板２１の構成、第２補強部材５の形状、大きさ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、算術平均で表される表面粗度が０．１μｍ以上１００μｍ以下程度である。前記算術平均で表される表面粗度は、例えばＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準じて測定することができる。
【０１６７】
また、樹脂材料との密着性向上の観点から、第２補強部材５表面に銅皮膜が形成されていてもよい。銅については、樹脂材料との密着強度を向上させるための表面処理技術が数多く知られているため、補強部材の形状、大きさ、樹脂材料の種類等に応じてその表面処理を適宜選択し、実施することができる。
【０１６８】
銅皮膜の形成方法は、特に限定されないが、例えば、電解めっき、無電解めっき等のめっき処理、スパッタ処理等により実施することができる。
【０１６９】
また、銅皮膜の平均厚さは、第２補強部材５の熱膨張係数に影響を及ぼさず、密着性向上の表面処理が可能な範囲で薄い方が好ましい。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
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。
【０１７４】
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。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。
【０１７５】
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）および該樹脂の硬化剤（Ｂ）を含んで構成することができる。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
このような半田接合用樹脂（硬化性フラックス）は、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）と該樹脂の硬化剤（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ために、半田接合後に洗浄によりフラックスを除去するが必要なく、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。
【０１８２】
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）と該樹脂の硬化剤（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）および該化合物の硬化剤（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。
【０１８３】
また、半田接合用樹脂は、放熱性を向上させるために、絶縁性を損なわない範囲で熱伝導性フィラーを含んでいてもよい。熱伝導性フィラーとしては、特に制限はないが、例えば、酸化チタン、アルミナ、無水炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、ベリリア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの中でも分散性、絶縁性、熱伝導性の観点から窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、および窒化ホウ素より選ばれる１種以上が好ましい。
【０１８４】
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の両面が第１補強部材４および第２補強部材５により補強されるため、半導体パッケージ１全体の剛性が増す。特に、第１補強部材４および第２補強部材５の熱膨張係数が配線基板２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。
【０１８５】
また、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ることができる。そのため、半導体パッケージ１は、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、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。
【０１８６】
このようなことから、半導体素子３および配線基板２の昇温を抑えることができるので、この点でも、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。
【０１８７】
（半導体パッケージ１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。
【０１８８】
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。
［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。
【０１８９】
ここで、プリプレグ２１１Ａは、前述した配線基板２の絶縁層２１１を形成するためのものであり、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るものである。
【０１９０】
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。
【０１９１】
［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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
［３］
次に、図４（ｃ）に示すように、貫通孔２１１１内に導体ポスト２３１を形成する。
【０１９６】
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。
【０１９７】
［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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
［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を形成する。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と同様の方法を用いて、伝熱ポスト２４を形成する。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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
なお、伝熱ポスト２４の形成は、各導体ポスト２３１、２３２、２３３、２３４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。
【０２０４】
［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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
また、絶縁材８１Ａは、前述した絶縁材８１を形成するためのものであり、例えば、加熱により硬化するものである。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
［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て接着層３２を形成させる。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。
【０２１１】
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、半導体パッケージ１が得られる。
【０２１２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態の半導体パッケージは、
基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい補強部材とを有し、
前記第２導体パターンの前記基板と反対側の面には、複数の金属バンプが接合され、
前記補強部材は、前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する部分を有することを特徴とする。
【０２１３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージ１Ａ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。
【０２１４】
以下、第２実施形態の半導体パッケージ１Ａについて、前述した第１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。
【０２１５】
図６に示す半導体パッケージ１Ａは、第１補強部材、伝熱ポスト、熱伝導性材料を省略した以外は、第１実施形態とほぼ同様である。
図６に示すように、半導体パッケージ１Ａは、配線基板２Ａと、この配線基板２Ａ上に搭載された半導体素子３Ａと、配線基板２Ａの基板２１Ａの下面（他方の面）に接合されている補強部材５Ａとを有する。
【０２１６】
半導体パッケージ１Ａ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２Ａを有している。そして、その配線基板２Ａ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５Ａが接合されている。一方、配線基板２Ａの上面上には、配線基板２Ａの補強を目的とする補強部材は接合されていない。
【０２１７】
補強部材５Ａが、半導体素子３Ａの搭載面と他方面上に接合されていることにより、半導体パッケージ１Ａの構造の対称性が増し、その結果、配線基板２Ａと半導体素子３Ａとの熱膨張係数差に起因する配線基板２Ａの反りを抑制または防止することができる。
【０２１８】
また、補強部材５Ａの大きさは、半導体素子３Ａの大きさ・厚さ、配線基板２Ａの構成・厚さ、補強部材５Ａの材料種、厚さ、開口状態等に応じて決められるものであり、配線基板２Ａと同等以下の大きさであれば特に限定されない。
【０２１９】
また、第２実施形態では第１実施形態における伝熱ポスト２４が省略されているが、半導体素子３Ａが発生した熱は、金属バンプ３１、配線基板２Ａの導体パターンおよび導体ポスト、金属バンプ７１、絶縁材８１、補強部材５Ａの順で伝えられ放散されるため、半導体パッケージ１Ａは、高い放熱性を有する。
【０２２０】
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２Ａ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。
【０２２１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
第３実施形態の半導体パッケージは、
基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい第２補強部材と、
前記第２補強部材の前記基板と反対側の面に設けられ、前記基板よりも高い熱伝導性を有する伝熱バンプとを有することを特徴とする。
【０２２２】
以下、第３実施形態の半導体パッケージ１Ｂについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０２２３】
図７は、本発明の第３実施形態に係る半導体パッケージ１Ｂを模式的に示す断面図、図８は図７に示す半導体パッケージ１Ｂを示す上面図、図９は図７に示す半導体パッケージ１Ｂを示す下面図、図１０は図７に示す半導体パッケージ１Ｂの製造方法の一例を示す図である。
以下の説明においても、図７中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０２２４】
図９に示す半導体パッケージ１Ｂにおいて、複数の伝熱バンプ９１は、第２補強部材５の枠部５２に設けられている。すなわち、複数の伝熱バンプ９１は、配線基板２を平面視したときに、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４に重ならないように設けられている。これにより、伝熱バンプ９１の形成が簡単となるとともに、伝熱バンプ９１と導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４との短絡を防止することができる。
【０２２５】
本実施形態では、複数の伝熱バンプ９１は、配線基板２を平面視したときに、枠部５２に沿って、すなわち配線基板２（第２補強部材５）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、複数の伝熱バンプ９１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。
【０２２６】
さらには、各伝熱バンプ９１は、第２補強部材５を介して１つの伝熱ポスト２４と対向するように設けられているのが好ましい。すなわち、１つの伝熱ポスト２４に対応して１つの伝熱バンプ９１が設けられているのが好ましい。これにより、より効果的に、配線基板２の温度分布を均一化することができる。なお、金属バンプ９１の配置は、これに限定されず、例えば、配線基板２を平面視したときに、隣り合う１つの伝熱ポスト２４の間に位置するように複数の伝熱バンプ９１が設けられてもよい。また、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４との短絡を防止することができれば、伝熱バンプ９１を第２補強部材５の部分５３に設けてもよい。
【０２２７】
また、各伝熱バンプ９１の図７中最下点（第２補強部材５から最も離間した点）Ｐ１と各金属バンプ７１の図７中最下点（第２補強部材５から最も離間した点）Ｐ２とが同一面上に位置している。これにより、金属バンプ７１をマザーボード２００の端子に接合した際に、より確実に、伝熱バンプ９１をマザーボード２００に接触させることができる。さらに、金属バンプ７１をマザーボード２００の端子に接合した状態での、伝熱バンプ９１の過度な変形を防止することができ、伝熱バンプ７１と導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４との短絡をより確実に防止することができる。
【０２２８】
さらに、各伝熱バンプ９１は、その表面にメッキ処理が施されているのが好ましい。すなわち、伝熱バンプ９１の表面に金属被膜が形成されているのが好ましい。これにより、伝熱バンプ９１の伝熱性をより高めることができる。前記メッキ処理に用いる金属材料としては、特に限定されず、金、銀、銅等の各種金属材料を用いることができるが、これらの中でも、金を用いることが好ましい。金を用いることにより、すなわち伝熱バンプ９１に金メッキを施すことにより、上記効果がより顕著となる。
【０２２９】
伝熱バンプ９１は、図１０（ｆ）〜（ｇ）に示されるように、金属ボール９１Ａを半田リフローにより第２補強部材５の下面に半田接合することにより、形成することができる。
なお、伝熱バンプ９１は、配線基板２の上面に金属バンプ３１を介して半導体素子３を接合した後に形成されることが好ましい。また、伝熱バンプ９１が形成された後に、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が充填されることが好ましい。
なお、図１０（ａ）〜（ｇ）に示される第３の実施形態の半導体パッケージ１Ｂのその他の構成の製造工程は、図４（ａ）〜（ｇ）に示される第１の実施形態の半導体パッケージ１の製造工程と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【０２３０】
以上説明したような第３実施形態の半導体パッケージによれば、半導体素子からの熱を伝熱バンプを介しても逃すことができるため、放熱性をより高めることができる。
【０２３１】
（半導体装置１００）
次に、半導体装置１００の製造方法および半導体装置１００について好適な実施形態に基づいて説明する。
【０２３２】
図５は、本発明の第４実施形態に係る半導体装置１００を模式的に示す断面図である。
図５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。
【０２３３】
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（図示せず）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。
【０２３４】
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（図示せず）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。
【０２３５】
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。
なお、半導体装置１００に搭載される半導体パッケージ１は、半導体パッケージ１Ａまたは１Ｂに変えることができる。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
（半導体パッケージ）
次に、本発明の第５実施形態の半導体パッケージ１Ｃを説明する。
第５実施形態の半導体パッケージ１Ｃは、
基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板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導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記他方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい補強部材とを有し、
前記半導体素子の平面視での面積をＳ１とし、前記補強部材の平面視での外周縁で囲まれた領域内の面積をＳ２としたときに、
Ｓ２／Ｓ１が０．６４以上２．２５以下であることを特徴とする。
【０２４１】
図１１は、半導体パッケージ１Ｃを模式的に示す断面図、図１２は半導体パッケージ１Ｃを示す下面図、図１３は半導体パッケージ１Ｃ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１１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１１および１２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。また、上述した第１実施態様~第３実施態様における半導体パッケージと同様の構成については、その詳細な説明を一部省略する。
【０２４２】
図１１に示す半導体パッケージ１Ｃは、配線基板２Ｃと、この配線基板２Ｃ上に搭載された半導体素子３と、補強部材５Ｃとを有する。
【０２４３】
このような半導体パッケージ１Ｃ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２Ｃが補強部材５Ｃにより補強されるため、半導体パッケージ１Ｃ全体の剛性が増す。特に、補強部材５Ｃの熱膨張係数が配線基板２Ｃ（具体的には基板２１Ｃ）よりも小さいため、半導体素子３が配線基板２Ｃの全面に亘って設けられているのと同様に、配線基板２Ｃと半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２Ｃの反りを抑制または防止することができる。
【０２４４】
また、半導体パッケージ１Ｃでは、配線基板２Ｃは半導体素子３と補強部材５Ｃとに挟持された状態となるため、配線基板２Ｃがより強固に補強されるとともに、配線基板２Ｃの両面の熱膨張差を抑制することができる。特に、後述するように補強部材５Ｃの面積が最適化されているので、配線基板２Ａの半導体素子３側の面上に補強部材（スティフナー）をさらに設けなくても、配線基板２Ａの反りを効果的に防止することができる。そのため、半導体パッケージ１Ｃの構成がより簡単となる。
【０２４５】
また、配線基板２Ｃ自体の剛性を高める必要がなく、配線基板２Ｃの厚さを薄くすることができるので、配線基板２Ｃの厚さ方向での熱伝導性を高めることができる。そのため、半導体パッケージ１Ｃは、半導体素子３からの熱を配線基板２Ｃを介して逃すことができ、放熱性に優れる。また、補強部材５Ｃ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１Ｃの放熱性を高めることもできる。
【０２４６】
このような半導体パッケージ１Ｃの優れた放熱性も相俟って、配線基板２Ｃと半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２Ｃ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、半導体パッケージ１Ｃ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。
【０２４７】
以下、半導体パッケージ１Ｃの各部を順次詳細に説明する。
［配線基板］
配線基板２Ｃは、半導体素子３を支持する基板であり、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２Ｃ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。
【０２４８】
配線基板２Ｃは、基板２１Ｃと、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４と、導体ポスト２３１、２３２、２３３、２３４とを有している。
【０２４９】
なお、本実施形態では、導体パターン２２１は、基板２１Ｃ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２１Ｃ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。
【０２５０】
基板２１Ｃ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２１Ｃ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２１Ｃ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。
【０２５１】
各絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５は、上述した第２実施態様における絶縁層２１１、２１２、２１３、２１４、２１５と同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。
【０２５２】
上述したような複数の層で構成された基板２１Ｃ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。
【０２５３】
このような基板２１Ｃ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。
この導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４は、上述した第２実施態様における導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４と同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。
【０２５４】
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。
【０２５５】
同様に、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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
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。そして、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２１Ｃ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。
【０２５９】
金属バンプ７１は、半導体パッケージ１Ｃ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ためのものである。
この金属バンプ７１は、上述した第２実施態様における金属バンプ７１と同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。
【０２６０】
［半導体素子］
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。
この半導体素子３は、前述した配線基板２Ｃの基板２１Ｃ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。
【０２６１】
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２Ｃ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２Ｃの導体パターン２２１とが電気的に接続されている。
金属バンプ３１の構成は、上述した第２実施態様における金属バンプ３１と同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。
【０２６２】
また、半導体素子３は、接着層３２を介して、配線基板２Ｃの上面に接着（接合）されている。
この接着層３２は、上述した第２実施態様における接着層３２と同様に構成されており、その詳細な説明を省略する。
【０２６３】
［補強部材］
補強部材（スティフナー）５Ｃは、配線基板２Ｃの基板２１Ｃの下面（他方の面）に接合されている。
この補強部材５Ｃと基板２１Ｃとは、接着剤を介して接合することができる。これにより、補強部材５Ｃの設置が簡単となる。
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、前述した第１実施態様における熱伝導性材料６と同様のものを用いることができる。
この補強部材５Ｃは、基板２１Ｃよりも熱膨張係数が小さい。
【０２６４】
補強部材５Ｃは、板状をなしている。これにより、補強部材５Ｃの構成を簡単かつ小型なものとすることができる。
【０２６５】
また、図１３に示すように、補強部材５Ｃは、配線基板２Ｃ（基板２１Ｃ）の外周部に沿って設けられた部分（枠部）５２Ｃと、金属バンプ７１同士の間に設けられた部分５３Ｃとを有している。補強部材５Ｃの部分５２Ｃと配線基板２Ｃ（基板２１Ｃ）との接合により、補強部材５Ｃが配線基板２Ｃを効果的に補強することができる。また、補強部材５Ｃの部分５３Ｃと配線基板２Ｃとの接合により、補強部材５Ｃの剛性が高められる。
【０２６６】
より具体的に説明すると、補強部材５Ｃ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５１Ｃを有する。これにより、補強部材５Ｃが配線基板２Ｃ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、補強部材５Ｃによる配線基板２Ｃの剛性を高める効果を優れたものとすることができる。
【０２６７】
本実施形態では、各開口部５１Ｃは、平面視にて、円形をなしている。なお、各開口部５１Ｃ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。
【０２６８】
また、各開口部５１Ｃは、補強部材５Ｃの形成領域（外周縁５ｃで囲まれた領域）内において、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、補強部材５Ｃの剛性の均一化を図ることができる。また、補強部材５Ｃの放熱性も向上させることができる。
【０２６９】
また、補強部材５Ｃは、各金属バンプ７１との間の距離（平面視における開口部５１Ｃ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、補強部材５Ｃ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２Ｃの補強効果が好適に発揮される。
【０２７０】
このような補強部材５Ｃは、半導体素子３の平面視での面積（外周縁３ｃで囲まれた領域内の面積）をＳ１とし、補強部材５Ｃの平面視での外周縁５ｃで囲まれた領域内の面積をＳ２としたときに、Ｓ２／Ｓ１が０．６４以上２．２５以下となるように構成されている。これにより、配線基板２Ｃの半導体素子３側の面上に補強部材（スティフナー）をさらに設けなくても、配線基板２Ｃの反りを効果的に防止することができる。そのため、半導体パッケージ１Ｃの構成が簡単となる。また、配線基板２Ｃの上面上に補強部材を設けなくてよいため、半導体パッケージ１Ｃの製造の際に、半導体素子３の設置が容易となる。なお、ここで、面積Ｓ２は、平面視において、前述した部分（枠部）５２Ｃと部分５３Ｃの面積と複数の開口部５１Ｃとの合計面積である。
【０２７１】
また、配線基板２Ｃの反りをより効果的に防止する観点から、上記面積比Ｓ２／Ｓ１は、Ｓ２／Ｓ１が０．８１以上１．４４以下であるのが好ましい。
【０２７２】
また、図１２に示すように、平面視にて、補強部材５Ｃの外周縁５ｃは、半導体素子の外周縁３ｃよりも外側に位置している。これにより、簡単かつ確実に、配線基板２Ｃの反りを効果的に防止することができる。なお、平面視にて、補強部材５Ｃの外周縁５ｃは、半導体素子の外周縁３ｃに一致していても同様の効果を奏することができる。また、平面視にて、補強部材５Ｃの外周縁５ｃの一部が半導体素子の外周縁３ｃよりも内側に位置していてもよい。また、補強部材５Ｃの構成材料、厚さ、形状等によっては、平面視にて、補強部材５Ｃの外周縁５ｃの全周が半導体素子の外周縁３ｃよりも内側に位置していてもよい。
【０２７３】
また、補強部材５Ｃ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、補強部材５Ｃが効果的に配線基板２Ｃを補強し、半導体パッケージ１Ｃ全体の熱膨張を抑えることができる。
【０２７４】
また、補強部材５Ｃ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。補強部材５Ｃが金属材料で構成されていると、補強部材５Ｃ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１Ｃの放熱性を向上させることができる。
【０２７５】
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。
【０２７６】
かかるＦｅを含む合金としては、例えば、上述した第１実施形態で用いられる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。
【０２７７】
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、配線基板２Ｃの両面の熱膨張差を抑えることができる。
【０２７８】
補強部材５Ｃ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と補強部材５Ｃとの熱膨張係数差を小さくし、配線基板２Ｃの反りを効果的に防止することができる。
【０２７９】
また、補強部材５Ｃ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と補強部材５Ｃとの熱膨張係数差を小さくし、配線基板２Ｃの反りを効果的に防止することができる。
【０２８０】
上述したような熱膨張係数の観点から、補強部材５Ｃ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、補強部材５Ｃ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。
【０２８１】
また、補強部材５Ｃ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、補強部材５Ｃ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。
【０２８２】
また、補強部材５Ｃの平均厚さは、配線基板２Ｃの熱膨張係数、補強部材５Ｃ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。
【０２８３】
また、熱放散性の観点から、補強部材５Ｃの表面が粗化されていてもよい。補強部材５Ｃ表面が粗化されていれば、表面積が増大し熱放散の効率が上がる。補強部材５Ｃ表面の粗化方法は、特に限定されず、例えば化学的な薬液処理、機械的なサンドブラスト処理などにより実施することができる。
【０２８４】
補強部材５Ｃの表面粗度の大きさは、半導体素子３の発熱量、樹脂材料の構成、配線基板２１Ｃの構成、補強部材５Ｃの形状、大きさ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、算術平均で表される表面粗度が０．１μｍ以上１００μｍ以下程度である。前記算術平均で表される表面粗度は、例えばＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準じて測定することができる。
【０２８５】
また、樹脂材料との密着性向上の観点から、補強部材５Ｃ表面に銅皮膜が形成されていてもよい。銅については、樹脂材料との密着強度を向上させるための表面処理技術が数多く知られているため、補強部材５Ｃの形状、大きさ、樹脂材料の種類等に応じてその表面処理を適宜選択し、実施することができる。
【０２８６】
銅皮膜の形成方法は、特に限定されないが、例えば、電解めっき、無電解めっき等のめっき処理、スパッタ処理等により実施することができる。
【０２８７】
また、銅皮膜の平均厚さは、補強部材５Ｃの熱膨張係数に影響を及ぼさず、密着性向上の表面処理が可能な範囲で薄い方が好ましい。
【０２８８】
また、補強部材５Ｃ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、補強部材５Ｃ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１Ｃの信頼性を優れたものとしつつ、補強部材５Ｃの剛性および放熱性を高めることができる。
【０２８９】
また、絶縁材８１は、金属バンプ７１の周囲を囲むように形成され、かつ、各半田バンプに接合されている。これにより、絶縁材８１は、金属バンプ７１を補強している。
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。
【０２９０】
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く、上述した第１実施形態における絶縁材８１と同様の構成とすることができる。
【０２９１】
以上説明したように構成された半導体パッケージ１Ｃ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２Ｃが補強部材５Ｃにより補強されるため、半導体パッケージ１Ｃ全体の剛性が増す。
【０２９２】
また、半導体パッケージ１Ｃでは、配線基板２Ｃは半導体素子３と補強部材５Ｃとに挟持された状態となるため、配線基板２Ｃがより強固に補強されるとともに、配線基板２Ｃの両面の熱膨張差を抑制することができる。特に、補強部材５Ｃの面積が最適化されているので、配線基板２Ｃの半導体素子３側の面上に補強部材（スティフナー）をさらに設けなくても、配線基板２Ｃの反りを効果的に防止することができる。そのため、半導体パッケージ１Ｃの構成が簡単となる。
【０２９３】
また、配線基板２Ｃ自体の剛性を高める必要がなく、配線基板２Ｃの厚さを薄くすることができるので、配線基板２Ｃの厚さ方向での熱伝導性を高めることができる。そのため、半導体パッケージ１Ｃは、半導体素子３からの熱を配線基板２Ｃを介して逃すことができ、放熱性に優れる。また、補強部材５Ｃ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１Ｃの放熱性を高めることもできる。
【０２９４】
このような半導体パッケージ１Ｃの優れた放熱性も相俟って、配線基板２Ｃと半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２Ｃ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、半導体パッケージ１Ｃ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。
【０２９５】
（半導体パッケージ１Ｃの製造方法）
以上説明したような半導体パッケージ１Ｃは、例えば、以下のようにして製造することができる。
【０２９６】
以下、図１３に基づき、半導体パッケージ１Ｃの製造方法の一例を簡単に説明する。
［１］
まず、図１３（ａ）に示すように、金属層２２１Ａとプリプレグ２１１Ａとの積層体を用意する。
【０２９７】
ここで、プリプレグ２１１Ａは、前述した配線基板２Ｃの絶縁層２１１を形成するためのものであり、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るものである。
【０２９８】
また、金属層２２１Ａは、前述した配線基板２Ｃ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。
【０２９９】
［２］
次に、図１３（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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
［３］
次に、図１３（ｃ）に示すように、貫通孔２１１１内に導体ポスト２３１を形成する。
【０３０４】
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。
【０３０５】
［４］
次に、図１３（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。
【０３０６】
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。
【０３０７】
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。
【０３０８】
［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を形成する。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１４（ｅ）に示すように、配線基板２Ｃを得る。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
［６］
次に、配線基板２Ｃ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。
【０３１２】
かかる半田接合は、特に限定されないが、配線基板２Ｃ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。
【０３１３】
また、絶縁材８１Ａは、前述した絶縁材８１を形成するためのものであり、例えば、加熱により硬化するものである。
【０３１４】
絶縁材８１を形成するに際しては、例えば、図１３（ｆ）に示すように、絶縁材８１Ａを配線基板２Ｃ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。
【０３１５】
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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
［７］
次に、図１３（ｇ）に示すように、配線基板２Ｃの下面に、補強部材５Ｃを接合する。また、配線基板２Ｃ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２Ｃ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２Ｃと半導体素子３との間に充填・硬化させることもできる。
以上のようにして、半導体パッケージ１Ｃが得られる。
【０３１８】
（半導体装置）
図１４は、本発明の第５実施形態に係る半導体装置１００Ｃ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１００Ｃ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１Ｃとを有している。
【０３１９】
このような半導体装置１００Ｃにおいては、半導体パッケージ１Ｃの金属バンプ７１がマザーボード２００の端子（図示せず）に接合されている。これにより、半導体パッケージ１Ｃ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１Ｃの熱をマザーボード２００へ逃すことができる。
【０３２０】
以上説明したような半導体装置１００Ｃ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１Ｃを備えるので、信頼性に優れる。
【０３２１】
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。
【０３２２】
また、補強部材５Ｃ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、補強部材５Ｃ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。
【０３２３】
また、前述した実施形態では平面視での補強部材５Ｃの外周縁５ｃの形状が四角状をなしていたが、これに限定されず、例えば、補強部材５Ｃよりも外側に位置する金属バンプ７１の形状や配置等に沿った形状をなしていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０３２４】
本発明の半導体パッケージによれば、補強部材を配線基板の半導体素子と反対側の面に接合することにより、配線基板は半導体素子と補強部材とに挟持された状態となるため、配線基板の両面の熱膨張差を防止または抑制することができる。特に、補強部材は、金属バンプ間にも及ぶように設けられているので、配線基板を強固に補強することができる。【０３２５】
このようなことから、配線基板と半導体素子との熱膨張係数差に起因する配線基板の反りを抑制または防止することができる。【０３２６】
また、配線基板自体の剛性を高める必要がなく、配線基板の厚さを薄くすることができるので、配線基板の厚さ方向での熱伝導性を高めることができる。そのため、本発明の半導体パッケージは、半導体素子からの熱を配線基板を介して逃すことができ、放熱性に優れる。これにより、半導体素子および配線基板の昇温を抑えることができるので、この点でも、配線基板と半導体素子との熱膨張係数差に起因する配線基板の反りを抑制または防止することができる。【０３２７】
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。
【符号の説明】
【０３２８】
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
１Ｃ      半導体パッケージ
２        配線基板
２Ａ      配線基板
２Ｃ      配線基板
３        半導体素子
３Ａ      半導体素子
３ｃ      半導体素子の外周縁
４        第１補強部材
５        第２補強部材
５Ａ      補強部材
５Ｃ      補強部材
５ｃ      補強部材の外周縁
６        熱伝導性材料
２１        基板
２１Ａ      基板
２１Ｃ      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
５１        開口部
５１Ｃ      開口部
５２        部分（枠部）
５２Ｃ      部分（枠部）
５３        部分
５３Ｃ      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
９１Ａ      金属ボール
１００        半導体装置
１００Ｃ      半導体装置
２００        マザーボード
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
２２３        導体パターン
２２４        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
２１１１        貫通孔
Ｐ１、Ｐ２      最下点
Ｓ１            半導体素子の平面視での面積
Ｓ２            補強部材の平面視での外周縁で囲まれた領域内の面積
【図１】
2012029579.tif 000003
【図２】
2012029579.tif 000004
【図３】
2012029579.tif 000005
【図４】
2012029579.tif 000006
【図５】
2012029579.tif 000007
【図６】
2012029579.tif 000008
【図７】
2012029579.tif 000009
【図８】
2012029579.tif 000010
【図９】
2012029579.tif 000011
【図１０】
2012029579.tif 000012
【図１１】
2012029579.tif 000013
【図１２】
2012029579.tif 000014
【図１３】
2012029579.tif 000015
【図１４】
2012029579.tif 000016
【国際調査報告】
2012029579.tif 000017
2012029579.tif 000018
2012029579.tif 000019
2012029579.tif 000020
2012029579.tif 000021
2012029579.tif 000022
2012029579.tif 000023
2012029579.tif 000024