(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂からなるパッケージ基板と、該パッケージ基板に接続され該パッケージ基板とＩＣチップとの間に介在し、複数の貫通孔を備え、該貫通孔には前記パッケージ基板とＩＣチップとを電気的に接続するスルーホール導体が形成されたインターポーザとから成る半導体装置であって、
前記インターポーザを構成する絶縁性基材のヤング率は５５〜４４０ＧＰａであって、
前記絶縁性基材の厚みは、パッケージ基板厚み×０．０５以上であって、パッケージ基板厚み×１．５以下であり、
ＩＣチップに形成されている外部電極端子の内、電源端子及びグランド端子と接続している前記絶縁性基材の貫通孔の配置は、格子状または、千鳥状であり、
該貫通孔の直径は３０〜１２５μｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁性基材の厚みは、パッケージ基板のコアの厚み×０．０８以上であることを特徴とする請求項１の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁性基材の大きさは、インターポーザに搭載する電子部品の投影面積以上であって、パッケージ基板の投影面積以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２の半導体装置。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記インターポーザを構成する絶縁性基材の硬化後に形成されている請求項１〜請求項３のいずれかかの半導体装置。
【請求項５】
前記パッケージ基板は多層プリント配線板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの半導体装置。
【請求項６】
前記スルーホール導体は、金属めっきからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの半導体装置。
【請求項７】
前記スルーホール導体は、金属ペーストからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの半導体装置。
【請求項８】
絶縁性基材の貫通孔の断面形状は、少なくとも１端面の開口径が、貫通孔中心の穴径以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、インターポーザ及び多層プリント配線板に係り、特に、樹脂からなるパッケージ基板とセラミックからなるＩＣチップとの間に介在するインターポーザ、及び、ＩＣチップを接続するためのインターポーザを備える多層プリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ファインピッチのＩＣチップをドータボード等の外部基板と接続するためにパッケージ基板が用いられている。パッケージ基板の材料としては、セラミック又は樹脂が用いられている。ここで、セラミックパッケージ基板は、焼成してなるメタライズ配線を用いるため、抵抗値が高くなり、更に、セラミックの誘電率は高く、高周波、高性能のＩＣを搭載することが難しい。一方、樹脂製パッケージ基板は、めっきによる銅配線を用い得るため、配線抵抗を下げることができ、樹脂の誘電率は低く、高周波、高性能のＩＣを搭載することが相対的に容易である。
ここで、パッケージ基板とＩＣチップとの間にインターポーザを介在させる技術としては、特許文献１〜特許文献４がある。【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１０２４７９号公報
【特許文献２】特開２００２−３７３９６２号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１２０４号公報
【特許文献４】特開２０００−３３２１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ＩＣの周波数が、３ＧＨｚを越えると、ＩＣの配線層の樹脂を低誘電率化しないと、誤動作が発生する。低誘電化するには、配線層の樹脂に、気泡を含有させることが行われている。気泡を含有すると樹脂が脆くなる。このような脆い樹脂で配線層を形成しているＩＣを搭載すると、基板実装時等における熱応力のため、ＩＣの樹脂層に、亀裂、断線が発生する。【０００５】  本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、熱膨張、熱収縮によるクラックの発生を防止すると共に、ＩＣチップ等の電子部品へ安定して電気を供給できるインターポーザ、及び、インターポーザを備える多層プリント配線板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  発明者らは、上記目的の実現に向け鋭意研究した結果、樹脂からなるパッケージ基板とセラミックからなるＩＣチップとを、電気的に接続するインターポーザを介在させるとの着想を持った。【０００７】  上記インターポーザを構成する絶縁性基材は、ヤング率が５５〜４４０ＧＰａであって、その厚みは、以下の関係が望ましい。
パッケージ基板厚み×０．０５≦絶縁性基材の厚み≦パッケージ基板厚み×１．５、さらには、パッケージ基板厚み×０．１≦絶縁性基材の厚み≦パッケージ基板厚み×１．０が好適である。ここでパッケージ基板とは、後述するコア基板に片面または両面に層間絶縁層と導体回路を積層した樹脂製パッケージ基板をいう。
本発明者が半導体装置の基板実装時における熱応力の解析（３Ｄストリップシミュレーション：インターポーザ、インターポーザのスルーホール導体、ＩＣチップ、パッケージ基板、インターポーザとＩＣチップやインターポーザとパッケージ基板を接合するはんだ等の各構成材料を同一とし、それらのヤング率、ポアソン比、熱膨張係数、厚みを入力して計算を行った）を行なったところ、インターポーザを構成する絶縁性基材のヤング率が、前記した範囲内であると、ＩＣチップ、インターポーザと樹脂製パッケージ基板の温度変化に対する各変形量が、ＩＣ≦インターポーザ＜＜パッケージ基板の関係となる。つまり、ＩＣと樹脂製パッケージ基板間に、上述の範囲のヤング率を有するインターポーザを介在させることで、ＩＣの変形量に対して、樹脂製パッケージの変形量が大きくても、インターポーザは変形しにくいので、ＩＣと樹脂製パッケージの熱膨張差に起因する熱応力は、ＩＣの樹脂層には伝わりにくくなる。従って、ＩＣの樹脂の破壊を防止するのに、ＩＣとパッケージ基板間に高ヤング率なインターポーザを介在することは有効である。
インターポーザを構成する絶縁性基材のヤング率が、５５ＧＰａ未満だと、ヤング率が低いため、パッケージ基板とＩＣチップとの間にインターポーザを介しても、インターポーザの変形量が大きくなり、ＩＣの配線層の樹脂に応力が到達する。一方、４４０ＧＰａを越えると、インターポーザとパッケージ基板間の半田バンプに応力が集中して、そこで亀裂、断線が発生する。
インターポーザは、ＩＣの外部電極と樹脂製パッケージ基板の接続パッドを真っ直ぐスルーホール導体で電気的に接続する構造となっている。スルーホール導体は、インターポーザを構成する絶縁性基材に比べて、低ヤング率の導電性物質で形成されている。このため、インターポーザを構成する絶縁性基材は、ＩＣ直下部とＩＣ直下以外部で、ヤング率や熱膨張係数が異なっている。そのため、ＩＣの周辺直下部を起点として、インターポーザを構成する絶縁性基材が反り易い。その反り量は厚みにも依存するため、インターポーザを構成する絶縁性基材のヤング率が５５〜４４０ＧＰａの範囲内であっても、インターポーザを構成する絶縁性基材の厚みが、樹脂製パッケージ基板厚み×０．０５未満となると、その厚みが薄いため、変形量や反り量が大きくなる。その結果、ＩＣは、外方向に引っ張られる力や曲げられる力を受けることとなり、ＩＣの配線層の樹脂に亀裂、断線が発生する。
インターポーザを構成する絶縁性基材のヤング率が５５〜４４０ＧＰａの範囲内であって、その厚みが、樹脂製パッケージ基板厚み×０．０５以上になると、厚みがあるため、インターポーザを構成する絶縁性基材は、剛性が増す。そのため、インターポーザを構成する絶縁性基材のＩＣ直下部とそれ以外部で物性が異なることにより発生する変形及び反りが少なくなる。それ故、ＩＣがインターポーザと一緒に変形したり反ったりする量が小さくなるので、ＩＣの配線層の樹脂に亀裂、断線が発生することがない。
インターポーザを構成する絶縁材料の厚みは、パッケージ基板のコアの厚み×０．０８以上であることが望ましい。それは、パッケージ基板は、コア基板が主体であるため、パッケージ基板の変形は、コア基板に依存するからである。
一方、インターポーザの厚みが、パッケージ基板厚み×１．５を超えると、インターポーザが反らない。このため、ＩＣとインターポーザ間の熱膨張係数差に起因する応力がＺ方向に緩和することなくＸ−Ｙ方向に集中する（ここで、Ｘ−Ｙ方向はインターポーザ表面と平行な方向を言う）こととなり、ＩＣの配線層の樹脂に亀裂、断線が発生する。また、半導体装置全体が厚くなるので、薄型化の要求に応えられない。他の理由としては、絶縁性基材が厚くなると小径の貫通孔を形成することが難しいので、ファイン化に不向きとなる。【０００８】  インターポーザを構成する絶縁性基材の材料は、ヤング率が、５５〜４４０ＧＰａであれば、特に限定することはないが、例えば、パイレックス（登録商標）ガラス、ＳＦ２ガラス、ＢＫ７ガラス、ＭＧＦ２ガラス等のガラス基板、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、ムライト、コージライト、ステアタイト、ＬＴＣＣ基板（低温焼成セラミック基板）、フォルステライト等のセラッミク基板やオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ＢＴ樹脂等の熱硬化性樹脂をガラスクロス等の心材に含浸させた基板やさらにガラスフィラー、アルミナ、ジルコニア等の無機フィラーを分散させた基板が挙げられる。【０００９】  この内、インターポーザの出発材料としては、焼成済みのセラミック基板やガラス基板を用いるのが好適である。貫通孔形成後、収縮や寸法変化を引き起こす高温処理がないので、貫通孔の位置精度を高めることができる。また、パイレックス（登録商標）ガラス、ムライト、コージライト、ステアタイト、フォルステライト等のガラス成分含有セラミック基板をインターポーザに用いると、誘電率が低いので、高速信号を伝送する際、有利となる。【００１０】  ＩＣ等の電子部品とインターポーザ間、インターポーザとパッケージ間の接合部に使うはんだ材料としては、特に限定することはないが、例えば、Ｓｎ／Ｐｂ，Ｓｎ／Ａｇ，Ｓｎ，Ｓｎ／Ｃｕ，Ｓｎ／Ｓｂ，Ｓｎ／Ｉｎ／Ａｇ，Ｓｎ／Ｂｉ，Ｓｎ／Ｉｎ，銅ペースト，銀ペースト，導電性樹脂等が挙げられる。【００１１】  インターポーザを構成する絶縁性基材の大きさは、以下の関係が好ましい。
インターポーザに搭載する電子部品の投影面積≦インターポーザを構成する絶縁性基材の面積≦パッケージ基板の投影面積×１、さらには、電子部品の投影面積×１．２≦インターポーザを構成する絶縁性基材の面積≦パッケージ基板の投影面積×０．８が好適である。【００１２】  インターポーザを構成する絶縁性基材の面積が、電子部品の投影面積未満だと、電子部品をインターポーザ上に搭載できないからである。インターポーザを構成する絶縁性基材の面積が、電子部品の投影面積×１．２以上になると、インターポーザと電子部品との間に、段差ができるので、その間にモールド樹脂を充填することが可能となる。モールド樹脂も応力を緩和することができるので、さらに、熱衝撃に対する接合部及び電子部品の寿命が延びる。インターポーザを構成する絶縁性基材の面積が、パッケージ基板の投影面積の０．８倍以下だと、インターポーザとパッケージ本体の間にも段差ができるので、その間にも、モールド樹脂を充填することができる。両者の間にモールド樹脂を充填することで、半導体装置全体として、熱衝撃に対する信頼性が向上する。そして、インターポーザを構成する絶縁性基材の大きさが、パッケージ基板の投影面積を越えると、基板全体が大きくなるので、小型化の要求に応えられない。インターポーザが大きくなると、温度変化に対して変形量が多くなるのでＩＣの絶縁層が破壊しやすい。【００１３】  上記インターポーザを構成する絶縁性基材は、そのヤング率が、５５〜４４０ＧＰａであって、その厚みは、パッケージ基板厚みの０．０５倍以上、１．５倍以下であって、表裏を電気的に接続するスルーホール導体が形成されている貫通孔を有しており、ＩＣの電源、グランド端子に接続している貫通孔の配置は、格子状または、千鳥状であることが好ましい。ピッチは、６０〜２５０μｍが好適である。より好ましくは１８０μｍ以下である。
貫通孔は、導電性物質で充填してもよいし、貫通孔をめっき等で覆い、その未充填部に絶縁剤あるいは導電性物質を充填した構造でもよい。貫通孔に充填する導電性物質は、特に限定することはないが、導電性ペースト、金属ペーストよりは、例えば、銅、金、銀、ニッケル等の単一の金属もしくは、二種以上からなる金属で充填されていることが好ましい。それは、導電性ペーストと比較して、抵抗が低いため、ＩＣへの電源の供給がスムーズになったり、発熱量が低くなったりするからである。他の理由としては、貫通孔内が金属で完全に充填されているため、金属の塑性変形により、応力を吸収できるからである。【００１４】  インターポーザを構成する絶縁性基材の貫通孔の配置が、格子状または、千鳥状であり、貫通孔間のピッチが、２５０μｍ以下であると、隣合う貫通孔間の距離が小さくなるので、インダクタンスが減少し、ＩＣへの電源の供給がスムーズになるからである。ＩＣの電源端子と接続しているスルーホール導体は、隣接する位置にＩＣのグランド端子と接続しているスルーホール導体を配置するのが好適である。また、ＩＣのグランド端子と接続しているスルーホール導体は、隣接する位置にＩＣの電源端子と接続するスルーホール導体を配置するのが好適である。貫通孔間のピッチが、２５０μｍ以下であると良い他の理由は、貫通孔のピッチを狭ピッチ化しようとすると貫通孔の径が小さくなるからである。貫通孔の径が、小さくなると、貫通孔に充填されている導電性物質の径が、小さくなる。すると、導電性物質は、発生した応力により変形しやすくなるので、導電性物質にても、応力緩和が可能となるからである。その径としては、３０〜１５０μｍ以下が好ましい。３０μｍを下まわると、貫通孔内の導電性物質の強度が無くなり、導電性物質が疲労破壊してしまう。一方、１５０μｍを越えると、温度変化時における導電性物質と絶縁性基板との膨張、収縮量差が大きくなるので、導電性物質あるいは絶縁性基板が疲労破壊する。貫通孔の径が１２５μｍ以下になると、ＩＣの電源端子、グランド端子と接続している貫通孔の配置を千鳥状または格子状とすることが有効となる。なぜなら、導体抵抗が高くなるので、ＩＣの電源、グランド端子と接続している貫通孔では、発熱量が多くなるからである。貫通孔の配置が格子状、または千鳥状になっていると、それらは均一に配置される。それ故、使用時におけるインターポーザの温度分布が一様になるため、特定の箇所に応力が集中しないので、ＩＣチップの絶縁層が破損しない。また、均一に貫通孔が形成されているため、ＩＣチップ直下の絶縁性基材の物性（熱膨張係数、ヤング率等）が一様となる。【００１５】  絶縁性基材の貫通孔の断面形状としては、少なくとも１端面の開口径が、貫通孔中心の穴径以上であることが好ましい。さらには、１端面の開口径／貫通孔の最小穴径の関係が、１．０２〜５．０が好ましい。１未満であると、貫通孔内に導電性物質を未充填なく、充填するのが難しい。１．０２以上となると、貫通孔端面の開口径が、その他の貫通孔部分より大きくなるので、導電性物質の充填が容易に行なわれる。その結果、導電物質内にボイドが発生しにくい。ボイドが発生しにくいので、導体全体の導通抵抗が��くなるし、ボイド近辺でのジュール熱が発生しなくなるので、ＩＣへの電源の供給が、スムーズになり、３ＧＨｚを越える高周波領域での誤動作がなくなる。また、貫通孔の形状が、テーパー状となっているため、発生した応力は、スルーホールの形状に沿って、接合部に到達する事となる。そのため、応力が、直線的に、接合部に到達せず、分散する効果もある。この点から、インターポーザの少なくとも１端面の開口径が、貫通孔の中心部の穴径より、大きい方が、有利である。さらに、両端面の開口径が、中心部の開口径より大きい方が良い。一方、１端面の開口径／貫通孔の最小径が５を越えると、ランド径が大きくなるか、中心部の開口径が小さくなる。前者の場合は、ファイン化に向かなかったり、インターポーザが大きくなる。サイズが大きくなるとその分応力が大きくなるので、ＩＣの絶縁層が破壊され易くなる。後者の場合は、最小径の部分で導電性物質が断線し易くなる。貫通孔の中心部の穴径より、１端面の方が開口径を大きくするのは、例えば、真っ直ぐ開口するときより、レーザのショット数を少なくすればよい。また、貫通孔の中心部より、両端面の開口径を大きくするには、両面から、例えば、レーザやブラスト等で開口することで可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１６】１．樹脂製パッケージ基板
樹脂製パッケージ基板１０の構成について、実施例１に係る樹脂パッケージ基板１０の断面図を示す図１を参照して説明する。樹脂製パッケージ基板は１０では、多層コア基板３０を用いている。多層コア基板３０の表面側に導体回路３４、導体層３４Ｐ、裏面に導体回路３４、導体層３４Ｅが形成されている。上側の導体層３４Ｐは、電源用のプレーン層として形成され、下側の導体層３４Ｅは、グランド用のプレーン層として形成されている。更に、多層コア基板３０の内部の上面側に内層の導体層１６Ｅ、下面側に導体層１６Ｐが形成されている。上側の導体層１６Ｅはグランド用のプレーン層として形成され、下側の導体層１６Ｐは電源用のプレーン層として形成されている。電源用のプレーン層３４Ｐとプレーン層１６Ｐとは、電源用スルーホール３６Ｐにより接続される。グランド用のプレーン層３４Ｅとプレーン層１６Ｅとは、グランド用スルーホール３６Ｅにより接続される。多層コア基板３０の上下での信号の接続は、信号用スルーホール３６Ｓにより行われる。プレーン層は、片側だけの単層であっても、２層以上に配置したものでもよい。２層〜４層で形成されることが望ましい。４層以上では電気的な特性の向上が確認されていないことからそれ以上多層にしてもその効果は４層と同等程度である。特に、２層で形成されることが、多層コア基板の剛性整合という点において基板の伸び率が揃えられるので反りが出にくいからである。多層コア基板３０の中央には、電気的に隔絶された金属板１２が収容されている（該金属板１２は、インバー、４２合金等の低熱膨張係数金属からなり、心材としての役目を果たしており、スルーホールやバイアホールなどとの電気的な接続がされていない。主として、基板の熱膨張係数を下げたり、反りに対する剛性を向上させているのである。その配置は、基板全体に配しても良いし、搭載するＩＣ周辺下に枠状に配しても良い。）。該金属板１２に、絶縁樹脂層１４を介して上面側に内層の導体層１６Ｅ、下面側に導体層１６Ｐが、更に、絶縁樹脂層１８を介して上面側に導体回路３４、導体層３４Ｐが、下面に導体回路３４、導体層３４Ｅが形成されている。【００１７】  多層コア基板３０の表面の導体層３４Ｐ、３４Ｅの上には、バイアホール４４及び導体回路４２の形成された層間樹脂絶縁層４０と、バイアホール５４及び導体回路５２の形成された層間樹脂絶縁層５０とが配設されている。該バイアホール５４及び導体回路５２の上層にはソルダーレジスト層６０が形成されており、該ソルダーレジスト層６０の開口部６２を介して、上面側のバイアホール５４及び導体回路５２に信号用バンプ６４Ｓ、電源用バンプ６４Ｐ、グランド用バンプ６４Ｅが形成されている。同様に、下面側のバイアホール５４及び導体回路５２に信号用外部端子６６Ｓ、電源用外部端子６６Ｐ、グランド用外部端子６６Ｅが形成されている。【００１８】  スルーホール３６Ｅ、３６Ｐ、３６Ｓは、コア基板３０に形成した通孔の導体層を形成させ、その空隙内に絶縁樹脂１７を充填させて成る。それ以外にも、導電性ペーストもしくはめっきなどにより、スルーホール内を完全に埋めても良い。【００１９】  ここで、コア基板３０表層の導体層３４Ｐ、３４Ｅは、厚さ５〜３５μｍに形成され、内層の導体層１６Ｐ、１６Ｅは、厚さ５〜２５０μｍに形成され、層間樹脂絶縁層４０上の導体回路４２及び層間樹脂絶縁層５０上の導体回路５２は５〜２５μｍに形成されている。【００２０】  本実施例に用いた樹脂製パッケージ基板は、コア基板３０の表層の電源層（導体層）３４Ｐ、導体層３４、内層の電源層（導体層）１６Ｐ、導体層１６Ｅおよび金属板１２を厚くした。これにより、コア基板の強度が増す。従って、コア基板自体を薄くしたとしても、反りや発生した応力を基板自体で緩和することが可能となる。【００２１】  また、導体層３４Ｐ、３４Ｅ、導体層１６Ｐ、１６Ｅを厚くすることにより、導体自体の体積を増やすことができる。その体積を増やすことにより、導体での抵抗を低減することができる。【００２２】  図２は、樹脂製パッケージ基板１０にインターポーザ７０を取り付けた状態を示す断面図であり、図３は、インターポーザ７０にＩＣチップ１１０を取り付け、樹脂製パッケージ基板１０をドータボード１２０に取り付けた状態を示す断面図である。インターポーザ７０は、絶縁性基材８０の貫通孔８１に導電性物質８４を充填してなるバイアホール７２の上面にランド７４を下面に電源用ランド７６Ｐ、信号用ランド７６Ｓ、グランド用ランド７６Ｅを配置することで構成されている。樹脂製パッケージ基板１０とインターポーザ７０との間には樹脂製のアンダーフィル６８が充填されている。インターポーザ７０の上面側のランド７４には半田１１４を介して、ＩＣチップ１１０のランド１１２が接続されている。インターポーザ７０とＩＣチップ１１０との間には樹脂製のアンダーフィル６９が充填されている。【００２３】  樹脂製パッケージ基板１０の上面側の信号用バンプ６４Ｓ、電源用バンプ６４Ｐ、グランド用バンプ６４Ｅには、インターポーザ７０の信号用ランド７６Ｓ、電源用ランド７６Ｐ、グランド用ランド７６Ｅへ接続される。一方、樹脂製パッケージ基板１０の下側の信号用外部端子６６Ｓ、電源用外部端子６６Ｐ、グランド用外部端子６６Ｅには、ドータボード１２０の信号用ランド１２２Ｓ、電源用ランド１２２Ｐ、グランド用ランド１２２Ｅへ接続されている。この場合における外部端子とは、ＰＧＡ、ＢＧＡ，半田バンプ等を指している。【００２４】  実施例１の樹脂製パッケージ基板１０では、導体層３４Ｐ、１６Ｐを電源層として用いることで、ＩＣチップ１１０への電源の供給能力が向上させることができる。そのため、該パッケージ基板１０上にＩＣチップ１１０を実装したときに、ＩＣチップ１１０〜基板１０〜ドータボード１２０側電源までのループインダクタンスを低減することができる。そのために、初期動作における電源不足が小さくなるため、電源不足が起き難くなり、そのためにより高周波領域のＩＣチップを実装したとしても、初期起動における誤動作やエラーなどを引き起こすことがない。更に、導体層３４Ｅ、１６Ｅをグランド層として用いることで、ＩＣチップの信号、電力供給にノイズが重畳しなくなり、誤動作やエラーを防ぐことができる。更に図示しないコンデンサを実装することにより、コンデンサ内の蓄積されている電源を補助的に用いることができるので、電源不足を起しにくくなる。��００２５】  図４に図３中のＩＣチップ１１０、インターポーザ７０、樹脂製パッケージ基板１０の平面図を示す。樹脂製パッケージ基板の外形サイズは４０ｍｍ×４０ｍｍで、厚みは１．０ｍｍである。なお、コア基板の厚みは０．８ｍｍである。インターポーザを構成する絶縁性基材７０の外形サイズは２８ｍ×２８ｍで、厚みは１００μｍ、ＩＣチップ１１０の外形サイズは２０ｍｍ×２０ｍｍである。【００２６】  図５（Ａ）にインターポーザ７０の一部平面例を示す。ここでは、ＩＣの電源端子、グランド端子と接続している一部の貫通孔を示している。インターポーザのランド７４（貫通孔８１）は、格子状に配置され、ピッチＰ１は、例えば１７５μｍに設定されている。図５（Ｂ）は、別例に係るインターポーザの平面図を示す。インターポーザのランド７４（貫通孔８１）は、千鳥状に配置され、ピッチＰ２は、例えば１２０μｍに設定されている。＋はＩＣの電源端子と接続している貫通孔、−はＩＣのグランド端子と接続している貫通孔である。【００２７】  実施例１では、ＩＣチップ１１０とパッケージ基板１０を接合するのにインターポーザ７０を介在しているため、応力がＩＣチップ１１０とインターポーザ７０間の接合部（半田１１４）とインターポーザ１１０とパッケージ基板１０間の接合部（信号用バンプ６４Ｓ、電源用バンプ６４Ｐ、グランド用バンプ６４Ｅ）の２箇所に分散する。そして、さらに、ヤング率＝５５ＧＰａであって、パッケージ基板厚み×０．０５のインターポーザ７０を介在することで、セラッミック製ＩＣチップ１１０と樹脂製パッケージ基板１０間の熱膨張差による応力をインターポーザ７０が受けとめて、ＩＣチップ１１０の配線層の樹脂に、応力を伝達しない。その結果、ＩＣチップの配線層の樹脂に亀裂、断線が発生しない。【００２８】２．インターポーザの作成
［実施例１］ヤング率＝５５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝５０μｍ
実施例１のインターポーザの製造工程について図６を参照して説明する。
（１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００重量部とイミダゾール型硬化剤５重量部とアルミナフィラー６０重量部を混合し、該樹脂をガラスクロスに含浸後、乾燥して、Ｂステージとしたプリプレグ８０と、銅箔７８とを積層して加熱加圧プレスすることにより得られる硬化済みの片面銅張積層板８０Ａを出発材料として用いる（図６（Ａ））。この絶縁性基材８０の厚さは５０μｍ、銅箔７８の厚さは１２μｍである。このインターポーザを構成する絶縁性基板のヤング率は、ＪＩＳに従い、３点曲げ法にて、測定したところ、５５ＧＰａであった。なお、ヤング率測定には、１ｍｍ厚の絶縁性基材を用いた。【００２９】（２）ついで、絶縁材側から、表１の条件にて、炭酸ガスレーザ照射を行って、絶縁性基材８０を貫通して銅箔７８に至るバイアホール形成用開口８１を形成し、さらにその開口８１内を紫外線レーザ照射によってデスミア処理した（図６（Ｂ））。この実施例１においては、バイアホール形成用の開口の形成には、三菱電機製の高ピーク短パルス発振型炭酸ガスレーザ加工機を使用し、基材厚５０μｍのガラス布エポキシ樹脂基材に、マスクイメージ法で絶縁材側からレーザビーム照射して１００穴／秒のスピードで、１２５μｍのバイアホール形成用の開口を形成した。その配置は、ＩＣの外部電極に１：１で対応した位置に１８０μｍピッチに形成した。なお、ＩＣの電源、グランド用端子は格子状である。バイアホール形成後、デスミア処理を行なった。デスミア処理用のＹＡＧ第３高調波を用いた紫外線レーザ照射装置は、三菱電機社製のＧＴ６０５ＬＤＸを使用し、そのデスミア処理のためのレーザ照射条件は、発信周波数が５ＫＨｚ、パルスエネルギーが０．８ｍＪ、ショット数が１０であった。
【表１】
0004771808.tif 000002
【００３０】（３）デスミア処理を終えた基板に対して、銅箔をＰＥＴフィルム８５で保護してから、銅箔７８をめっきリードとして、以下のめっき液と条件にて、電解銅めっき処理を施して、開口８１の上部にわずかの隙間を残して、その開口８１内に電解銅めっき８４を充填してバイアホール７２を形成する（図６（Ｃ））。
〔電解めっき液〕
硫酸  ２．２４ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅  ０．２６ｍｏｌ／ｌ
添加剤  １９．５ｍｌ／ｌ（アトテックジャパン社製、カパラシドＧＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度  ６．５Ａ／ｄｍ２
時間  ３０分
温度  ２２±２℃【００３１】（４）さらに、銅めっき上８４に、塩化ニッケル３０ｇ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム１０ｇ／ｌ、クエン酸ナトリウム１０ｇ／ｌからなるｐＨ＝５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、５μｍのニッケルめっき層８６を形成した。さらに、その基板を、シアン化金カリウム２ｇ／ｌ、塩化アンモニウム７５ｇ／ｌクエン酸ナトリウム５０ｇ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム１０ｇ／ｌからなる無電解金めっき液に９３℃の条件で２３秒間浸漬して、ニッケルめっき層上に厚さ０．０３μｍの金めっき層８７を形成した。金めっき８７を施した後、以下のめっき液と条件で、金めっき層８７上に、すずめっき８８を３０μｍ析出させ、ランド７４を形成した（図６（Ｄ））。すずめっき８８はなしでもよい。
〔電解めっき液〕
硫酸  １０５ｍｌ／ｌ
硫酸すず  ３０ｇ／ｌ
添加剤  ４０ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度  ５Ａ／ｄｍ２
時間  ４５分
温度  ２２±２℃【００３２】（５）その後、銅箔７８上のＰＥＴフィルム８５を剥離し、銅箔７８にドライフィルムを貼り付け、露光現像後、銅箔７８をアルカリエッチング液にてエッチング処理を施して、ランド７６Ｐ、７６Ｓ、７６Ｅを形成した。
（６）最後に、３２ｍｍ×３２ｍｍに外形加工を行い、インターポーザとした。【００３３】［実施例２］ヤング率＝５５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝６４μｍ
実施例２のインターポーザは、実施例１において、出発材料の基板厚みを６４μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するレーザ条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例１と同じである。
【表２】
0004771808.tif 000003
【００３４】［実施例３］ヤング率＝５５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１００μｍ
実施例３のインターポーザは、実施例１において、出発材料の基板厚みを１００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するレーザ条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例１と同じである。
【表３】
0004771808.tif 000004
【００３５】［実施例４］ヤング率＝５５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝４００μｍ
実施例４のインターポーザは、実施例１において、出発材料の基板厚みを４００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するレーザ条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例１と同じである。
【表４】
0004771808.tif 000005
【００３６】［実施例５］ヤング率＝５５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１０００μｍ
実施例５のインターポーザは、実施例１において、出発材料の基板厚みを１０００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するレーザ条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例１と同じである。
【表５】
0004771808.tif 000006
【００３７】［実施例６］ヤング率＝５５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１５００μｍ
実施例６のインターポーザは、実施例１において、出発材料の基板厚みを１５００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するレーザ条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例１と同じである。
【表６】
0004771808.tif 000007
【００３８】［実施例７］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝５０μｍ
実施例７のインターポーザの製造方法を図７及び図８を参照して説明する。
（１）３２ｍｍ×３２ｍｍ×厚さ５０μｍの焼成済みのジルコニア基板（日本ファインセラミック社製）８０Ｂを出発材料（図７（Ａ））とした。この絶縁性基板のヤング率は、ＪＩＳに従い、３点曲げ法にて、測定したところ、２００ＧＰａであった。なお、ヤング率測定には、１ｍｍ厚の絶縁性基材を用いた。この基板８０Ｂの一面にウレタン系のレジスト７９を貼り付け、通常の写真法により、ＩＣの外部電極に対応する位置に、１２５μｍ径の開口部８１ａを形成した（図７（Ｂ））。【００３９】（２）ついで、レジスト７９を形成してある側から、新東ブレーター社製のサンドブラスト装置で、下記の条件にて、サンドブラスト処理を行なって、１２５μｍのバイアホール形成用の開口８１を形成した。その配置は、ＩＣの外部電極に１：１で対応した位置に１８０μｍピッチに形成した（図７（Ｃ））。なお、ＩＣの電源とグランド端子は格子状配置であった。その後レジスト７９を剥離した。
【表７】
0004771808.tif 000008
【００４０】（３）バイアホール形成用の開口８１を形成した基板全表面に、先ず、スパッタにより０．１μｍのクロム被膜を形成し、続いてそのクロム被膜上に０．１４μｍのニッケル被膜（クロム被膜及びニッケル被膜を被膜８２として表す）を蒸着した（図７（Ｄ））。【００４１】（４）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に、基板を浸漬し、ニッケル被膜上に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜８３を形成した（図７（Ｅ））。
〔無電解めっき水溶液〕
２００ｍｏｌ／ｌ硫酸銅
０．８００ｍｏｌ／ｌＥＤＴＡ
０．０３０ｍｏｌ／ｌＨＣＨＯ
０５０ｍｏｌ／ｌＮａＯＨ
１００ｍｏｌ／ｌα、α′−ビピリジル
１００ｍｇ／ｌポリエチレングリコール（ＰＥＧ）０．１０ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３４℃の液温度で４０分【００４２】（４）次に、無電解銅めっき膜８３上に、貫通孔８１内に優先的に析出するめっき液とめっき条件を用いて、貫通孔８１内の充填と基材８０Ｂの表面に、電解銅めっき８４を形成した（図８（Ａ））。
〔電解めっき液〕
硫酸  １５０ｇ／ｌ
硫酸銅  １６０ｇ／ｌ
添加剤  １９．５ｍｌ／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度  ６．５Ａ／ｄｍ２
時間  ８０分
温度  ２２±２℃
攪拌  噴流攪拌【００４３】（５）その後、基板８０Ｂの一面は、ＰＥＴフィルム８５で保護し、他面のみを、基材８０Ｂの表面が露出するまで研磨を行なった（図８（Ｂ））。【００４４】（６）さらに、貫通孔８１の銅めっき８４上に、ニッケル８６（５μｍ）、金めっき８７（０．０３μｍ）を施した後、他面の銅をリードとして、すずめっき（実施例１と同条件）８８を３０μｍ析出させ、ランド７４を形成した（図８（Ｃ））。すずめっき８８はなしでもよい。【００４５】（７）その後、ＰＥＴフィルム８５を剥離し、ＰＥＴフィルム８５下にあった電気銅８４にドライフィルムを貼り付け、露光現像後、電気銅めっき層と無電解銅めっき層をアルカリエッチング液にてエッチング処理を施して、ランド７６Ｐ、７６Ｓ、７６Ｅを形成した（図８（Ｄ））。【００４６】［実施例８］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝６４μｍ
実施例８のインターポーザは、実施例７において、出発材料の基板厚みを６４μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例７と同じである。
【表８】
0004771808.tif 000009
【００４７】［実施例９］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１００μｍ
実施例９のインターポーザは、実施例７において、出発材料の基板厚みを１００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例７と同じである。
【表９】
0004771808.tif 000010
【００４８】［実施例１０］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝４００μｍ
実施例１０のインターポーザは、実施例７において、出発材料の基板厚みを４００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例７と同じである。
【表１０】
0004771808.tif 000011
【００４９】［実施例１１］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１０００μｍ
実施例１１のインターポーザは、実施例７において、出発材料の基板厚みを１０００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例７と同じである。
【表１１】
0004771808.tif 000012
【００５０】［実施例１２］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１５００μｍ
実施例１２のインターポーザは、実施例７において、出発材料の基板厚みを１５００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下表の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例７と同じである。
【表１２】
0004771808.tif 000013
【００５１】［実施例１３］ヤング率＝４４０ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝５０μｍ
実施例１３の出発材料の製法について先ず説明する。
（ａ）平均粒径が０．３μｍのＳｉＣ粉末１Ｋｇに、アクリル系バインダ２２０ｇ、焼結助剤としてのＢ４Ｃを４０ｇ及びアルコール系溶剤を４００ｍｌ混合した。この混合物をボールミルで均一に混合することにより、高粘度の原料スラリーを作成した。
（ｂ）次に、ドクターブレード法に従って、原料スラリーからグリーンシート（５２〜５７μｍ）を成形した。
（ｃ）次に、グリーンシートを脱脂した後、２１００℃、圧力１８ＭＰａでホットプレスし、本焼成した。これにより、インターポーザの出発材料を得た。この絶縁性基材は、厚さが５０μｍで、サイズが３２×３２ｍｍであった。焼成後、研磨により絶縁性基板の厚みを調整してもよい。別途、（ｂ）で１．０５〜１．１５ｍｍ厚のグリーンシートを作成し、（ｃ）の処理を施して、ヤング率測定用サンプルとした。このサンプルをＪＩＳに従い、３点曲げ法にて、ヤング率を測定したところ４４０ＧＰａであった。
（１）実施例１３のインターポーザは、実施例７において、出発材料を、先の（ｃ）で得られた外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍで、厚さが５０μｍの焼成済みのＳＩＣ基板に変更した。それ以外は、実施例７と同じである。【００５２】［実施例１４］ヤング率＝４４０ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝６４μｍ
（１）出発材料の作成
実施例１３（ｂ）のグリーンシート厚を６７〜７２μｍに変更し、その後（ｃ）工程を施し６４μｍ厚のＳｉＣ基板を得た。
（２）インターポーザの作成
実施例８において、出発材料を先の（１）で作成したものに変更した。それ以外は実施例８と同様である。【００５３】［実施例１５］ヤング率＝４４０ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１００μｍ
（１）出発材料の作成
実施例１３（ｂ）のグリーンシート厚を１０３〜１１３μｍに変更し、その後（ｃ）工程を施し１００μｍ厚のＳｉＣ基板を得た。
（２）インターポーザの作成
実施例９において、出発材料を先の（１）で作成したものに変更した。それ以外は実施例９と同様である。【００５４】［実施例１６］ヤング率＝４４０ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝４００μｍ
（１）出発材料の作成
実施例１３（ｂ）のグリーンシート厚を４１５〜４５０μｍに変更し、その後（ｃ）工程を施し４００μｍ厚のＳｉＣ基板を得た。
（２）インターポーザの作成
実施例１０において、出発材料を先の（１）で作成したものに変更した。それ以外は実施例１０と同様である。【００５５】［実施例１７］ヤング率＝４４０ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１０００μｍ
（１）出発材料の作成
実施例１３（ｂ）のグリーンシート厚を１０３０〜１１５０μｍに変更し、その後（ｃ）工程を施し１０００μｍ厚のＳｉＣ基板を得た。
（２）インターポーザの作成
実施例１１において、出発材料を先の（１）で作成したものに変更した。それ以外は実施例１１と同様である。【００５６】［実施例１８］ヤング率＝４４０ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１５００μｍ
（１）出発材料の作成
実施例１３（ｂ）のグリーンシート厚を１５５０〜１７００μｍに変更し、その後（ｃ）工程を施し１５００μｍ厚のＳｉＣ基板を得た。
（２）インターポーザの作成
実施例１２において、出発材料を先の（１）で作成したものに変更した。それ以外は実施例１２と同様である。【００５７】［実施例１９］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝２４ｍｍ×２４ｍｍ、インターポーザの厚み＝１００μｍ
実施例１９のインターポーザは、実施例９において、外形のサイズを２４ｍｍ×２４ｍｍにした以外は、実施例９と同じである。【００５８】［実施例２０］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝２０ｍｍ×２０ｍｍ、インターポーザの厚み＝１００μｍ
実施例２０のインターポーザは、実施例９において、外形のサイズを２０ｍｍ×２０ｍｍにした以外は、実施例９と同じである。【００５９】［実施例２１］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝４０ｍｍ×４０ｍｍ、インターポーザの厚み＝１００μｍ
実施例２１のインターポーザは、実施例９において、外形のサイズを４０ｍｍ×４０ｍｍにした以外は、実施例９と同じである。【００６０】「実施例２２」ヤング率＝３１０ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝４００μｍ
（１）平均粒径が１．４μｍのＡＬＮ粉末（トクヤマ社製）１ｋｇに、アクリル系バインダ２２０ｇ、焼結助剤としてのＹ２Ｏ３を５０ｇ及びアルコール系溶剤を４００ｍＬ混合した。この混合物をボールミルで均一に混練することにより、高粘度の原料スラリーを作成した。【００６１】（２）次に、ドクターブレード法に従って、原料スラリーからグリーンシート８０γ（４１０〜４６０μｍ）を成形した（図９（Ａ）参照）。【００６２】（３）グリーンシート８０γに、パンチング加工かレーザ加工かドリル加工により、ＩＣの外部電極に対応する位置に１：１で貫通孔８１（φ１２５μｍ）を形成した（図９（Ｂ）参照）。なお、ＩＣの電源、グランド用端子は格子状配置であった。【００６３】（４）次に、平均粒径が３μｍのタングステン粉末１００ｇに、アクリル系バインダ２ｇ、エーテル系溶剤３ｍｌ、及びエーテル系分散剤０．１ｇを混合した。この混合物を三本ロール混合機で均一に混練して、導体回路形成用のタングステンペーストＰとした。【００６４】（５）そして、スクリーン印刷機を用いて、グリーンシート８０γの貫通孔８１γにペーストＰを印刷した。これにより、図９（Ｃ）に示すように、貫通孔８１γ内がペーストＰで充填されると共に、貫通孔８１γの上下面にペーストＰで円盤部分が形成された。【００６５】（６）次に、グリーンシート８０γを乾燥機内に装入し、そのグリーンシート８０γを５．０℃／分の昇温速度で加熱した。そして、乾燥機内の温度が１５０℃に達してから約２４時間その温度を保持して、グリーンシート８０γを十部に乾燥させ、その後、室温まで放冷した。【００６６】（７）続いて、グリーンシート８０γを不活性雰囲気下にて１，６００℃、５時間の脱脂・仮焼成を施した。さらに、仮焼成されたグリーンシートを同雰囲気下にて１，８５０℃、３時間本焼成した。これにより、ＡＬＮ製のインターポーザ７０を得た（図９（Ｄ）参照）。このインターポーザ７０は、厚みが４００μｍで、サイズが３２×３２ｍｍであった。【００６７】（ヤング率測定）
上記、（１）、（２）、（６）、（７）の工程により、１ｍｍ厚のＡＬＮ基板を作製し、ＪＩＳに従い、３点曲げ法にて測定した。その結果は、３１０Ｇｐａであった。なお、（２）のグリーンシートの厚みは、１．０２〜１．１５ｍｍで作製した。【００６８】「実施例２３」ヤング率＝３１０ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝５０μｍ
（１）実施例２３のインターポーザは、実施例７において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが５０μｍの焼結済のＡＬＮ基板に変更した。このＡＬＮ基板は、実施例２２中の（１）、（２）、（６）、（７）の工程により作製した。なお、（２）中のグリーンシートの厚みは、５２〜５７μｍとした。燒結後、研磨により絶縁性基材の厚みを調整してもよい。それ以外は、実施例７と同じである。【００６９】「実施例２４」ヤング率＝３１０ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝６４μｍ
（１）実施例２４のインターポーザは、実施例８において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが６４μｍの焼結済のＡＬＮ基板に変更した。このＡＬＮ基板は、実施例２２中の（１）、（２）、（６）、（７）の工程により作製した。なお、（２）中のグリーンシートの厚みは、６７〜７２μｍとした。燒結後、研磨により絶縁性基材の厚みを調整してもよい。それ以外は、実施例８と同じである。【００７０】「実施例２５」ヤング率＝３１０ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝１００μｍ
（１）実施例２５のインターポーザは、実施例９において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが１００μｍの焼結済のＡＬＮ基板に変更した。このＡＬＮ基板は、実施例２２中の（１）、（２）、（６）、（７）の工程により作製した。なお、（２）中のグリーンシートの厚みは、１０３〜１１３μｍとした。燒結後、研磨により絶縁性基材の厚みを調整してもよい。それ以外は、実施例９と同じである。【００７１】「実施例２６」ヤング率＝３１０ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝４００μｍ
（１）実施例２６のインターポーザは、実施例１０において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが４００μｍの焼結済のＡＬＮ基板に変更した。このＡＬＮ基板は、実施例２２中の（１）、（２）、（６）、（７）の工程により作製した。なお、（２）中のグリーンシートの厚みは、４１５〜４５０μｍとした。燒結後、研磨により絶縁性基材の厚みを調整してもよい。それ以外は、実施例１０と同じである。【００７２】「実施例２７」ヤング率＝３１０ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝１０００μｍ
（１）実施例２７のインターポーザは、実施例１１において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが１０００μｍの焼結済のＡＬＮ基板に変更した。このＡＬＮ基板は、実施例２２中の（１）、（２）、（６）、（７）の工程により作製した。なお、（２）中のグリーンシートの厚みは、１０３０〜１１５０μｍとした。燒結後、研磨により絶縁性基材の厚みを調整してもよい。それ以外は、実施例１１と同じである。【００７３】「実施例２８」ヤング率＝３１０ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝１５００μｍ
（１）実施例２８のインターポーザは、実施例１２において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが１５００μｍの焼結済のＡＬＮ基板に変更した。このＡＬＮ基板は、実施例２２中の（１）、（２）、（６）、（７）の工程により作製した。なお、（２）中のグリーンシートの厚みは、１５５０〜１７００μｍとした。燒結後、研磨により絶縁性基材の厚みを調整してもよい。それ以外は、実施例１２と同じである。【００７４】「実施例２９」ヤング率＝５５ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝５０μｍ
（１）実施例２９のインターポーザは、実施例７において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが５０μｍのＳＦ２ガラス基板（Ｓｃｈｏｔｔ社製、ガラスコード；６４８３３９）に変更した。厚みは、研磨により調整した。この絶縁性基板のヤング率は、３点曲げ法にて、測定したところ、５５ＧＰａであった。なお、ヤング率の測定には、１ｍｍ厚の絶縁性基材を用いた。それ以外は、実施例７と同じである。【００７５】「実施例３０」ヤング率＝５５ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝６４μｍ
（１）実施例３０のインターポーザは、実施例８において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが６４μｍのＳＦ２ガラス基板（Ｓｃｈｏｔｔ社製、ガラスコード；６４８３３９）に変更した。厚みは、研磨により調整した。それ以外は、実施例８と同じである。【００７６】「実施例３１」ヤング率＝５５ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝１００μｍ
（１）実施例３１のインターポーザは、実施例９において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが１００μｍのＳＦ２ガラス基板（Ｓｃｈｏｔｔ社製、ガラスコード；６４８３３９）に変更した。厚みは、研磨により調整した。それ以外は、実施例９と同じである。【００７７】「実施例３２」ヤング率＝５５ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝４００μｍ
（１）実施例３２のインターポーザは、実施例１０において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが４００μｍＳＦ２ガラス基板（Ｓｃｈｏｔｔ社製、ガラスコード；６４８３３９）に変更した。厚みは、研磨により調整した。それ以外は、実施例１０と同じである。【００７８】「実施例３３」ヤング率＝５５ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝１０００μｍ
（１）実施例３３のインターポーザは、実施例１１において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが１０００μｍのＳＦ２ガラス基板（Ｓｃｈｏｔｔ社製、ガラスコード；６４８３３９）に変更した。厚みは、研磨により調整した。それ以外は、実施例１１と同じである。【００７９】「実施例３４」ヤング率＝５５ＧＰａ、外形サイズ３２×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝１５００μｍ
（１）実施例３４のインターポーザは、実施例１２において、出発材料を、外形サイズ＝３２×３２ｍｍで、厚さが１５００μｍのＳＦ２ガラス基板（Ｓｃｈｏｔｔ社製、ガラスコード；６４８３３９）に変更した。厚みは、研磨により調整した。それ以外は、実施例１２と同じである。【００８０】「実施例３５〜４０」
実施例７〜１２の出発材料をパイッレクスガラス基板（コーニング社製）に変更した。この絶縁性基材のヤング率は、ＪＩＳに従い、３点曲げ法にて測定したところ６５．５ＧＰａであった。【００８１】「実験例１」
インターポーザの貫通孔形成エリアと貫通孔の数を実施例９と同じとし、ＩＣの電源、グランド端子と接続する貫通孔の位置をランダム配置とした。この結果、貫通孔が密に存在するエリアと疎に存在するエリアができた。貫通孔の配置位置以外は、実施例９と同様である。【００８２】「実験例２」
インターポーザの貫通孔形成エリアと貫通孔の数を実施例９と同じとし、ＩＣの電源、グランド端子と接続する貫通孔の位置を千鳥配置とした。貫通孔の配置位置以外は、実施例９と同様である。実験例１、２のインターポーザにＩＣを搭載する時は、インターポーザの貫通孔の配置に合わせたＩＣを用いた。【００８３】［実施例４１］ヤング率＝６５．５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝５０μｍで、貫通孔の端面の開口径／中心の開口径＝１．０２
実施例２２のインターポーザの製造方法について図１０及び図１１を参照して説明する。
（１）出発材料にパイレックガラス基板（コーニング社製）８０Ｚを用いた（図１０（Ａ））。この基板８０の両面にウレタン系のレジスト７９を貼付し（図１０（Ｂ））、通常の写真法によりＩＣの外部電極に対応する位置に１２５μｍの開口部７９ａを形成した（図１０（Ｃ））。【００８４】（２）ついで、一面側から、表１３の条件にて、サンドブラスト処理を行って、絶縁性基材８０のほぼ中央まで開口８１ａを形成し（図１０（Ｄ））、その後、他面側から、表１４の条件にて、サンドブラスト処理を行って、貫通孔８１とした（図１１（Ａ））。そして、レジスト７９を剥離した（図１１（Ｂ））。貫通孔の基板両端面部と最小部の開口径をキーエンス社製デジタルマイクロスコープ（ＶＨ−Ｚ２５０）で測定した。両端部の開口径が、１２５．０μｍ、最小部の開口径が１２２．５μｍであった。以降の工程は、図７（Ｄ）〜図８を参照して上述した実施例７と同様であるため、説明を省略する。
【表１３】
0004771808.tif 000014
【表１４】
0004771808.tif 000015
【００８５】［実施例４２］ヤング率＝６５．５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝５０μｍで、貫通孔の端面の開口径／中心の開口径＝５
（１）実施例４２のインターポーザは、実施例４１において、インターポーザに貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下表１５、表１６に変更した以外は、実施例４１と同じである。
【表１５】
0004771808.tif 000016
【表１６】
0004771808.tif 000017
【００８６】［実施例４３］
実施例４３のインターポーザは、実施例４２と同様である。実施例４２では、バイアホールをめっき充填により製造した。これに対して、実施例４３では、基板８０の貫通孔８１に半田等の低融点金属のペーストを充填することによりバイアホールを製造した。実施例４２では、バイアホールが、実施例１〜４３と比較して柔らかく、応力吸収能力が高い。【００８７】［比較例１］ヤング率＝５０ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ  インターポーザの厚み＝１００μｍ
比較例１の製造方法は、実施例１と同様であるため省略する。
（１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００重量部とイミダゾール型硬化剤５重量部とアルミナフィラー５０重量部を混合し、該樹脂をガラスクロスに含浸後、乾燥して、Ｂステージとしたプリプレグ８０と、銅箔７８とを積層して加熱プレスすることにより得られる片面銅張積層板８０Ａを出発材料として用いる。この絶縁性基材８０の厚さは１００μｍ、銅箔７８の厚さは１２μｍである。この絶縁性基板のヤング率は、ＪＩＳに従い、３点曲げ法により、測定したところ、５０ＧＰａであった。なお、ヤング率測定は、１ｍｍ厚の絶縁性基材を用いた。以降の工程は、実施例１と同様である。【００８８】［比較例２］ヤング率＝４７０ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザ厚み＝１００μｍ
（１）３２ｍｍ×３２ｍｍ×厚さ１００μｍのサファイア基板（京セラ社製）を出発材料とした。この絶縁性基板のヤング率は、３点曲げ法にて、測定したところ、４７０ＧＰａであった。なお、ヤング率測定には、１ｍｍ厚の絶縁性基材を用いた。それ以外は実施例９に準じて作成した。【００８９】［比較例３］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝４５μｍ
比較例３のインターポーザは、実施例７において、出発材料の基板厚みを４５μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下表１７の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例７と同じである。
【表１７】
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【００９０】［比較例４］ヤング率＝２００ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝１６００μｍ
比較例４のインターポーザは、実施例７において、出発材料の基板厚みを１６００μｍとした。それに伴い、貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下記表１８の条件に変更した。また、貫通孔に導電剤を充填するめっき時間は、基板厚みに合わせて変更した。それ以外は、実施例７と同じである。
【表１８】
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【００９１】［比較例５］ヤング率＝５５ＧＰａ，外形サイズ＝１５ｍｍ×１５ｍｍ、インターポーザの厚み＝５０μｍ
比較例５のインターポーザは、実施例１において、外形加工のサイズを１５ｍｍ×１５ｍｍにした以外は、実施例１と同じである【００９２】［比較例６］ヤング率＝５５ＧＰａ，外形サイズ＝４５ｍｍ×４５ｍｍ、インターポーザの厚み＝５０μｍ
比較例６のインターポーザは、実施例１において、外形加工のサイズを４５ｍｍ×４５ｍｍにした以外は、実施例１と同じである【００９３】［比較例７］ヤング率＝６５．５ＧＰａ，外形サイズ＝３２ｍｍ×３２ｍｍ、インターポーザの厚み＝５０μｍで、貫通孔の端面の開口径／中心の開口径＝５．５
（１）比較７のインターポーザは、実施例４１において、インターポーザに貫通孔を形成するサンドブラスト条件を下記表１９、表２０に変更した以外は、実施例４１と同じである。
【表１９】
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【表２０】
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【００９４】［実験例３］
実施例９において、端子数は同じでＩＣの電源、グランド端子と接続する貫通孔のピッチを１２０μｍとした。（貫通孔の径はφ６０μｍ）これに合わせて後の工程で接続するＩＣチップの電極ピッチも１２０μｍのものを使用した。【００９５】［実験例４］
実験例４は実験例３の貫通孔の配置を千鳥状配置にしたものである。【００９６】３．半導体装置の作製
図１に示すパッケージ基板１０へのインターポーザ及びＩＣチップの取り付けについて図２及び図３を参照して説明する。
（１）例えば図８（Ｄ）に示すインターポーザ７０（実施例１〜４３、実験例１、２、比較例１〜７）を、図１に示すパッケージ基板１０に位置合わせして搭載した後、リフローを行って、接続した。【００９７】（２）インターポーザ７０と樹脂製パッケージ基板１０間に市販の封止剤（アンダーフィル）６８を充填した後、８０度で１５分、続いて、１５０度で２時間硬化した（図２）。【００９８】（３）次に、２０ｍｍ×２０ｍｍのＩＣチップ１１０を、インターポーザ７０に位置合わせして搭載した後、リフローを行って、実装した。
最後に、インターポーザ７０とＩＣチップ１１０間に封止剤（アンダーフィル）６９を充填して、８０度で１５分、続いて、１５０度で２時間硬化した（図３）。【００９９】４．ヒートサイクル試験
３で作製した各種半導体装置を、ヒートサイクル試験（−５５℃＊３０分⇔１２０℃＊３０分）に投入し、パッケージ裏面の測定端子からパッケージ基板内のビアホール、スルーホールを含む配線→インターポーザのスルーホール導体→ＩＣチップの配線→インターポーザのスルーホール導体→パッケージ基板内のビアホール、スルーホールを含む配線→パッケージ裏面の測定端子に至る配線の抵抗値を、ヒートサイクル試験前（初期値）５００、１０００、１５００、２０００サイクル後に測定した。この結果を図１２、図１３、図１４の図表に示す。合格は、抵抗のシフト量が±１０％以内である。インターポーザを構成する絶縁性基材のヤング率は、５５〜４４０ＧＰａであることが望ましい。本発明者が半導体装置の基板実装時における熱応力の解析を行なったところ、インターポーザのヤング率が、前記した範囲内であると、ＩＣチップ、インターポーザと樹脂製パッケージの熱応力等による各変形量が、ＩＣ≒インターポーザ＜パッケージ基板の関係となる。このような関係となると、セラッミック製ＩＣと樹脂製パッケージ基板間の熱膨張差による応力をインターポーザが受けとめて、ＩＣの配線層の樹脂に、応力を伝達しない。その結果、ＩＣの配線層の樹脂に亀裂、断線が発生しないことが分った。インターポーザのヤング率が、小さくなると、応力によるインターポーザの変形量が大きくなる。インターポーザのヤング率が５５ＧＰａ未満となると、ＩＣとインターポーザの変形量の差が大きくなる。そして、その違いにより発生した応力に、ＩＣの配線層の樹脂が耐えきれなくなり、ＩＣの配線層の樹脂に亀裂、断線が発生することが分った。４４０ＧＰａを越えると、インターポーザの剛性が高すぎてＩＣの絶縁層の樹脂に亀裂、断線することが分かった。【０１００】  ヒートサイクル５００サイクル後の実施例１〜４３と比較例１〜４を比較すると、実施例１〜４３では、いずれも○以上であるのに対し、比較例１〜４は、いずれも×である。これより、インターポーザの絶縁性基材のヤング率が５５〜４４０ＧＰａであって、その厚みがパッケージ基板の０．０５倍から１．５倍の範囲であと、ＩＣ搭載基板の耐ヒートサイクル性が向上することがわかる。
また、実施例９、１９、２０、２１の比較から、絶縁性基材の大きさは、ＩＣチップより大きくパッケージ基板より小さいことが好ましいことが分る。
また、実施例９と実験例１の比較から、貫通孔の配置により、ＩＣ実装基板の耐ヒートサイクル性が異なることがわかる。格子状や千鳥状に配置した方が好ましい。【０１０１】５．封止剤中のボイド確認
ヒートサイクル試験後、実施例９、１９、２０、２１の半導体装置（１００個）を、ＩＣ側から封止剤の約１／２の厚さのところまで、平面研磨して封止剤中のボイドの発生率を測定した（ボイドがあった半導体装置数／１００×１００）。
【表２１】
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【０１０２】  この結果より、インターポーザの大きさにより、封止剤の充填性が変化し、それが、接続信頼性に影響していることがわかる。即ち、インターポーザに搭載する電子部品の投影面積≦インターポーザを構成する絶縁性基材の面積≦パッケージ基板の投影面積×１、さらには、電子部品の投影面積×１．２≦インターポーザを構成する絶縁性基材の面積≦パッケージ基板の投影面積×０．８が好適であることが確認できた。【０１０３】６．導電性物質中のボイド確認
実施例３５、４１、４２と比較例７の絶縁性基材の貫通孔部を１００個断面研磨して、ボイドの発生率を測定した（ボイドがあった貫通孔数／１００×１００）。
【表２２】
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【０１０４】この結果より、貫通孔の断面形状は、導電物質の充填性に影響していることがわかる。このように、インターポーザの貫通孔の断面形状としては、少なくとも１端面の開口径が、貫通孔中心の穴径以上であることが好ましい。さらには、１端面の開口径／貫通孔の最小穴径の関係が、１．０２〜５．０が好ましい。１未満であると、貫通孔内に導電性物質を未充填なく、充填するのが難しい。１．０２以上となると、貫通孔端面の開口径が、その他の貫通孔部分より大きくなるので、導電性物質の充填が容易に行なわれる。その結果、ボイドが無くなる。【０１０５】７．クラックの進行方向の確認
実施例３５と比較例７のヒートサイクル２０００サイクル後の半導体パッケージを断面研磨して、接合部分のクラックの方向を確認した。
【表２３】
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【０１０６】  この断面観察より、比較例７では、最小ビア径の部分を起点として、クラックが発生し、それが貫通孔内壁に沿って接合部に到達していることが分った。このことから、応力は、貫通孔の内壁に沿って接合部に伝わることが実証された。つまり、貫通孔の断面形状がテーパーになっていることは、応力が、真っ直ぐ接合部に伝わらないので、応力緩和に有効である。【０１０７】  評価試験１：図１６（Ａ）に示す絶縁性基材（インターポーザ）７０を対象としてシミュレーション（３Ｄストリップシミュレーション）により計算したＢ−Ｂ線上（図１６−１）のヤング率を図１６（Ｂ）に示す。なお、図１６（Ａ）中で、ＩＣチップ直下部７５中の貫通孔７４は、７７×７７列配置されている。
図１６（Ｂ）から分るように、絶縁性基材（インターポーザ）の物性がＩＣ周辺直下部を境界にしてヤング率が変化していることが分る。
今回、図表には示さないが、絶縁性基材（インターポーザ）の熱膨張係数も同様な傾向がある。【０１０８】  評価試験２：インターポーザ、導体、ＩＣチップ、パッケージ基板半田等の材質を全て同一とし、それらのヤング率、ポアソン比、熱膨張長係数を入力し３Ｄストリップシミュレーションにより計算した絶縁性基材（インターポーザ）厚みとＩＣの配線層の樹脂にかかる応力との関係を図１５に示す。絶縁性基材のヤング率は２００ＧＰａとした。
この図から分かるように、絶縁性基材（インターポーザ）の厚みが、パッケージ基板の厚みの０．０５倍〜１．５倍になると、ＩＣの配線層の樹脂にかかる応力が減少している。従って、絶縁性基材（インターポーザ）の厚みが、パッケージ基板の厚みの０．０５倍〜１．５倍になるとＩＣの配線層の樹脂が破壊しにくい。【０１０９】  ヒートサイクル試験の結果から、絶縁性基板のヤング率が５５〜４４０ＧＰａであって、その厚みがパッケージ基板の０．０５倍〜１．５倍であっても、絶縁性基板の種類によってヒートサイクル試験の寿命が異なることが分かる。
実施例２２と実施例２６の１５００サイクル後の試験結果を比較すると、出発材料に焼成済みの基板を用いた実施例２６では◎なのに対して、実施例２２では×である。実施例２６は、焼成済みの基板に貫通孔を形成しているので、スルーホール導体とＩＣチップの端子およびパッケージ基板の端子との位置合わせ精度が良好であると推察している。
それに対して、実施例２２では、スルーホール導体形成後、高温での焼成工程が施されるため、収縮や反りにより、ＩＣチップの端子やパッケージ基板の端子位置に対してスルーホール導体の位置がずれ、ＩＣチップの端子やパッケージ基板の端子との接合面積が減ると推測している。この違いにより両者に差が生じていると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施例１に係る樹脂製パッケージ基板の断面図である。
【図２】図１に示す樹脂製パッケージ基板にインターポーザを取り付けた状態の断面図である。
【図３】図２に示す樹脂製パッケージ基板にＩＣチップを搭載し、ドータボードに取り付けた状態の断面図である。
【図４】図３に示すＩＣチップ、インターポーザ、樹脂製パッケージ基板の平面図である。
【図５】図５（Ａ）は実施例１のインターポーザの平面図であり、図５（Ｂ）は実施例１の別例に係るインターポーザの平面図である。
【図６】実施例１に係るインターポーザの製造工程図である。
【図７】実施例７に係るインターポーザの製造工程図である。
【図８】実施例７に係るインターポーザの製造工程図である。
【図９】実施例２２に係るインターポーザの製造工程図である。
【図１０】実施例４１に係るインターポーザの製造工程図である。
【図１１】実施例４１に係るインターポーザの製造工程図である。
【図１２】ヒートサイクル試験の結果を示す図表である。
【図１３】ヒートサイクル試験の結果を示す図表である。
【図１４】ヒートサイクル試験の結果を示す図表である。
【図１５】ＩＣの配線層の樹脂にかかる応力を示す図表である。
【図１６】図１６（Ａ）は絶縁性基材（インターポーザ）の模式図であり、図１６（Ｂ）は絶縁性基材（インターポーザ）のＩＣ直下部とそれ以外部のヤング率を示す図表である。
【符号の説明】
【０１１１】  １０  樹脂製パッケージ基板
３０  多層コア基板
６４Ｅ  グランド用バンプ
６４Ｐ  電源用バンプ
６４Ｓ  信号用バンプ
６８、６９  アンダーフィル
７０  インターポーザ
７２  バイアホール
７４  ランド
７６Ｅ  グランド用ランド
７６Ｐ  電源用ランド
７６Ｓ  信号用ランド
８０  基材
８０Ｂ  基材
８１  貫通孔
１１０  ＩＣチップ
１２０  ドータボード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004771808.tif 000029
【図６】
0004771808.tif 000030
【図７】
0004771808.tif 000031
【図８】
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【図９】
0004771808.tif 000033
【図１０】
0004771808.tif 000034
【図１１】
0004771808.tif 000035
【図１２】
0004771808.tif 000036
【図１３】
0004771808.tif 000037
【図１４】
0004771808.tif 000038
【図１５】
0004771808.tif 000039
【図１６】
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