(57)【要約】      （修正有）【課題】外部接続端子となるリードピンの位置精度を向上可能な配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】本配線基板の製造方法は、配線層１１，１３，１５，１７と絶縁層１２，１４，１６，１８を積層し、半導体チップ搭載領域が設けられた第１主面及び前記第１主面の反対面である第２主面を備えた基板本体１０を作製する第１工程と、前記第１主面に、前記半導体チップ搭載領域を露出する開口部２２ｙを備えた補強部材２２を固着する第２工程と、前記第２工程の後、前記第２主面に設けられた接続パッドに導電材１９を介してリードピン２０を接合する第３工程と、を有する。【選択図】図４
2012069739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線層と絶縁層を積層し、半導体チップ搭載領域が設けられた第１主面及び前記第１主面の反対面である第２主面を備えた基板本体を作製する第１工程と、
前記第１主面に、前記半導体チップ搭載領域を露出する開口部を備えた補強部材を固着する第２工程と、
前記第２工程の後、前記第２主面に設けられた接続パッドに導電材を介してリードピンを接合する第３工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記半導体チップ搭載領域に設けられた接続パッド上に導電材を形成する第４工程を更に有することを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１工程では、支持体上に複数の前記基板本体を一体的に構成した基板を作製して、その後前記支持体を除去し、
前記第１工程と前記第４工程との間に、前記基板を、それぞれが複数の前記基板本体を含む複数の集合体に分割し、
前記第４工程では、前記集合体毎に、前記半導体チップ搭載領域に設けられた前記接続パッド上に前記導電材を形成することを特徴とする請求項２記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２工程では、前記集合体に含まれる各前記基板本体の前記第１主面に、それぞれ前記半導体チップ搭載領域を露出する開口部を備えた前記補強部材を固着し、
前記第２工程と前記第３工程との間に、前記補強部材が固着された各前記基板本体を、隣接する前記補強部材間で切断して個片化することを特徴とする請求項３記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記第２工程より前に、前記集合体に含まれる各前記基板本体を個片化し、
前記第２工程では、個片化された各前記基板本体の前記第１主面に、それぞれ前記半導体チップ搭載領域を露出する開口部を備えた前記補強部材を固着することを特徴とする請求項３記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２工程において、前記第１主面にシリコーン系の接着剤を介して前記補強部材を固着することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第２工程よりも後に、前記シリコーン系の接着剤から発生するガスにより前記第１主面に付着したシリコーンを除去するプラズマ洗浄工程を更に有することを特徴とする請求項６記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記補強部材の厚さは、前記基板本体の厚さの２倍以上であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項記載の配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記補強部材は、ＣｒとＮｉを主成分とするステンレス鋼であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項記載の配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記補強部材は、電子部品を露出する他の開口部を更に備え、
前記第１主面の前記他の開口部に対応する位置に前記電子部品を実装する工程を更に有する請求項１乃至９の何れか一項記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強部材を有する配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、補強部材（スティフナー）を有する配線基板が知られている。補強部材は、特にコアレス基板等の反りが生じやすい配線基板の反りを低減するために配線基板上に設けられる。
【０００３】
図１は、従来の補強部材を有する配線基板を例示する断面図である。図１を参照するに、配線基板１００は、コアレスの樹脂基板１１０と、補強部材１２０と、リードピン１３０とを有する所謂ＰＧＡ（ピングリッドアレイ）である。補強部材１２０は、例えば平面形状が額縁状の金属からなる部材であり、樹脂基板１１０の第１主面１１０ａの外縁部に接着剤等により固着されている。リードピン１３０は、外部接続端子であり、樹脂基板１１０の第２主面１１０ｂ側の接続パッド上に設けられている。配線基板１００には、半導体チップ２００が搭載されている。
【０００４】
このように、配線基板１００は、樹脂基板１１０の外縁部に補強部材１２０が固着されているため、樹脂基板１１０の反りを比較的小さくすることができる。
【０００５】
次に、半導体チップ２００を搭載した配線基板１００の製造方法について説明する。図２及び図３は、従来の補強部材を有する配線基板の製造工程を例示する図である。まず、図２に示す工程では、周知の方法で作製した樹脂基板１１０の第１主面１１０ａの外縁部に、接着剤等により補強部材１２０を固着する。次に、図３に示す工程では、樹脂基板１１０の第１主面１１０ａの補強部材１２０に囲まれた領域に、はんだを介して半導体チップ２００を搭載する。そして、図３に示す工程の後、樹脂基板１１０の第２主面１１０ｂ側の接続パッド上にリードピン１３０を設けることにより、図１に示す半導体チップ２００を搭載した配線基板１００が完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１１５９８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３８６９号公報
【特許文献３】特開２００９−１１７７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図３に示す工程では、半導体チップ２００は、リフロー炉により、はんだの融点（例えば、２３０℃）以上の温度に加熱され、その後冷却されて樹脂基板１１０の補強部材１２０に囲まれた領域に搭載される。一般に、エポキシ系樹脂等を含む樹脂基板１１０と、金属からなる補強部材１２０と、シリコンを含む半導体チップ２００とは、それぞれ異なる線膨張係数を有する。このような線膨張係数の異なる３つの部材が加熱され、その後冷却されて接合されるため、補強部材１２０が設けられていたとしても、樹脂基板１１０の反りを十分に抑制することはできない。
【０００８】
樹脂基板１１０の反りを十分に抑制できないと、図３に示す工程の後、樹脂基板１１０にリードピン１３０を搭載する際に、リードピン１３０が本来搭載すべき位置からずれた位置に搭載される（リードピン１３０の位置精度が低下する）問題が発生する。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、外部接続端子となるリードピンの位置精度を向上可能な配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本配線基板の製造方法は、配線層と絶縁層を積層し、半導体チップ搭載領域が設けられた第１主面及び前記第１主面の反対面である第２主面を備えた基板本体を作製する第１工程と、前記第１主面に、前記半導体チップ搭載領域を露出する開口部を備えた補強部材を固着する第２工程と、前記第２工程の後、前記第２主面に設けられた接続パッドに導電材を介してリードピンを接合する第３工程と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術によれば、外部接続端子となるリードピンの位置精度を向上可能な配線基板の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の補強部材を有する配線基板を例示する断面図である。
【図２】従来の補強部材を有する配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。
【図３】従来の補強部材を有する配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。
【図４】本実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。
【図５】本実施の形態に係る配線基板を例示する底面図である。
【図６】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。
【図７】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。
【図８】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その３）である。
【図９】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その４）である。
【図１０】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その５）である。
【図１１】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その６）である。
【図１２】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その７）である。
【図１３】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その８）である。
【図１４】本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その９）である。
【図１５】本実施の形態に係る配線基板を用いた半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図１６】本実施の形態に係る配線基板を用いた半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図１７】本実施の形態の変形例に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。
【図１８】本実施の形態の変形例に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１４】
［配線基板の構造］
始めに、本実施の形態に係る配線基板の構造について説明する。図４は、本実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。図５は、本実施の形態に係る配線基板を例示する底面図である。なお、図４は、図５のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。
【００１５】
図４及び図５を参照するに、本実施の形態に係る配線基板１は、基板本体１０と、導電材１９と、リードピン２０と、接着層２１と、補強部材２２と、導電材２３と、電子部品２４と、バンプ２５とを有する。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、リードピン２０側を上面、バンプ２５側（半導体チップ搭載領域側）を下面（底面）として以下の説明を行う。
【００１６】
基板本体１０は、第１配線層１１、第１絶縁層１２、第２配線層１３、第２絶縁層１４、第３配線層１５、第３絶縁層１６、第４配線層１７、第４絶縁層１８が順次積層されたコアレスの多層配線基板である。基板本体１０は、一例として、特許第３６３５２１９号に示されたような配線基板である。基板本体１０の外形は、例えば、縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ×高さ（厚さ）３５０μｍ程度とすることができる。
【００１７】
基板本体１０において、第１配線層１１は、第１層１１ａ及び第２層１１ｂから構成されている。第１配線層１１を構成する第１層１１ａの一部は第１絶縁層１２から露出している。第１層１１ａとしては、例えば金（Ａｕ）膜、パラジウム（Ｐｄ）膜、ニッケル（Ｎｉ）膜を、金（Ａｕ）膜が基板本体１０の外部に露出するように、この順番で順次積層した導電層を用いることができる。又、第１層１１ａとして、金（Ａｕ）膜とニッケル（Ｎｉ）膜を、金（Ａｕ）膜が基板本体１０の外部に露出するように、この順番で順次積層した導電層を用いても良い。第２層１１ｂとしては、例えば銅（Ｃｕ）層等を含む導電層を用いることができる。
【００１８】
第１配線層１１の厚さは、例えば１０〜３０μｍ程度とすることができる。後述する半導体チップ搭載領域に設けられた第１配線層１１の第１絶縁層１２から露出する部分は、バンプ２５を形成するための接続パッドとして機能する。なお、基板本体１０の第１配線層１１側の面を第１主面と称する場合がある。
【００１９】
第１絶縁層１２は、第１配線層１１の上面（第２配線層１３のビア配線と接続される面）と側面とを覆い、下面（第２配線層１３のビア配線と接続される面の反対面）を露出するように形成されている。第１絶縁層１２の材料としては、例えばエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の絶縁性樹脂を用いることができる。第１絶縁層１２の厚さは、例えば５０μｍ程度とすることができる。
【００２０】
第２配線層１３は、第１絶縁層１２上に形成されている。第２配線層１３は、第１絶縁層１２を貫通し第１配線層１１の上面を露出する第１ビアホール１２ｘ内に充填されたビア配線、及び第１絶縁層１２上に形成された配線パターンを含んで構成されている。第２配線層１３は、第１ビアホール１２ｘ内に露出した第１配線層１１と電気的に接続されている。第２配線層１３の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）等を用いることができる。第２配線層１３を構成する配線パターンの厚さは、例えば１５〜２０μｍ程度とすることができる。
【００２１】
第２絶縁層１４は、第１絶縁層１２上に、第２配線層１３を覆うように形成されている。第２絶縁層１４の材料や厚さは、第１絶縁層１２と同様とすることができる。
【００２２】
第３配線層１５は、第２絶縁層１４上に形成されている。第３配線層１５は、第２絶縁層１４を貫通し第２配線層１３の上面を露出する第２ビアホール１４ｘ内に充填されたビア配線、及び第２絶縁層１４上に形成された配線パターンを含んで構成されている。第３配線層１５は、第２ビアホール１４ｘ内に露出した第２配線層１３と電気的に接続されている。第３配線層１５の材料や第３配線層１５を構成する配線パターンの厚さは、第２配線層１３と同様とすることができる。
【００２３】
第３絶縁層１６は、第２絶縁層１４上に、第３配線層１５を覆うように形成されている。第３絶縁層１６の材料や厚さは、第１絶縁層１２と同様とすることができる。
【００２４】
第４配線層１７は、第３絶縁層１６上に形成されている。第４配線層１７は、第３絶縁層１６を貫通し第３配線層１５の上面を露出する第３ビアホール１６ｘ内に充填されたビア配線、及び第３絶縁層１６上に形成された配線パターンを含んで構成されている。第４配線層１７は、第３ビアホール１６ｘ内に露出した第３配線層１５と電気的に接続されている。第４配線層１７の材料や第４配線層１７を構成する配線パターンの厚さは、第２配線層１３と同様とすることができる。なお、基板本体１０の第４配線層１７側の面を第２主面と称する場合がある。
【００２５】
第４絶縁層１８は、第３絶縁層１６上に、第４配線層１７を覆うように形成されている。第４絶縁層１８は、所謂ソルダーレジスト層としての機能を有する。第４絶縁層１８の厚さは、例えば５０μｍ程度とすることができる。第４絶縁層１８は開口部１８ｘを有し、第４配線層１７の一部は第４絶縁層１８の開口部１８ｘ内に露出している。
【００２６】
必要に応じ、開口部１８ｘ内に露出する第４配線層１７上に、金属層を形成してもよい。金属層の例としては、Ａｕ層や、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。開口部１８ｘ内に露出する第４配線層１７（第４配線層１７上に金属層を形成した場合は金属層）は、リードピン２０を接合するための接続パッドとして機能する。
【００２７】
なお、配線基板１において、各絶縁層に形成されたビアホール１２ｘ、１４ｘ、及び１６ｘは、第４絶縁層１８側に開口されていると共に、他層の配線層の表面によって底面が形成された、開口部の面積が底面の面積よりも大となる円錐台状の凹部となっている。又、この凹部内にビア配線が形成されている。
【００２８】
リードピン２０は、外部接続端子であり、導電材１９を介して、接続パッドとなる開口部１８ｘ内に露出する第４配線層１７上（第４配線層１７上に金属層を形成した場合は金属層上）に接合されている。リードピン２０としては、例えば、棒状のピン部分と、その端部に設けられたヘッド部分とを含むネイルヘッド形状のピンを用いることができる。リードピン２０のヘッド部分の形状は、例えば、円板状や接続パッド側に向けて突出する半球状等とすることができる。リードピン２０のヘッド部分が、導電材１９を介して接続パッドに接合されている。
【００２９】
導電材１９としては、後述のバンプ２５や他の導電材に用いるはんだ材料よりも融点の高い材料（高融点はんだ）を用いることが好ましい。導電材１９に用いるはんだ材料の一例としては、スズ・アンチモン合金（Ｓｎ−Ｓｂ）等を挙げることができる。スズ・アンチモン合金（Ｓｎ−Ｓｂ）の融点は、アンチモン（Ｓｂ）が１０％程度含有されている場合に約２４６℃程度である。
【００３０】
補強部材２２は、開口部２２ｘ及び２２ｙを有する板状の部材であり、接着層２１を介して、基板本体１０の第１絶縁層１２上に固着されている。補強部材２２は、配線基板１全体の強度を補強すると共に、熱的や機械的な応力による基板本体１０の反りを低減させるために設けられている。すなわち、コアレスの多層配線基板である基板本体１０は、コア有りの多層配線基板に比べて剛性が低く反りやすいため、補強部材２２を設けて剛性を高めると共に、基板本体１０の反りを低減させている。
【００３１】
補強部材２２の材料としては、反りを防止する観点から、基板本体１０の線膨張係数と近い線膨張係数を有する材料を選定することが好ましい。基板本体１０が樹脂を主成分とする場合の線膨張係数は２０〜２５ｐｐｍ／℃程度であるから、補強部材２２の材料として線膨張係数が１７．３ｐｐｍ／℃程度であるＳＵＳ３０４（ＣｒとＮｉを主成分とするステンレス鋼：０．０８Ｃ−１８Ｃｒ−８Ｎｉ）等を用いると好適である。但し、補強部材２２の材料としては、基板本体１０の線膨張係数と近い線膨張係数を有する材料であれば、ＳＵＳ３０４以外の材料を用いても構わない。例えば、補強部材２２の材料として、銅や銅合金等の金属板や、ガラスエポキシ基板等の樹脂板を用いても良い。
【００３２】
補強部材２２の厚さは、反りを防止する観点から、基板本体１０の厚さの２倍以上とすることが好ましい。例えば、基板本体１０の厚さが３５０μｍであれば、補強部材２２の厚さを７００μｍ以上とすることが好ましく、例えば１ｍｍ程度とすることができる。
【００３３】
補強部材２２の開口部２２ｘ内に露出する領域は、電子部品が搭載される電子部品搭載領域である。補強部材２２の開口部２２ｙ内に露出する領域は、配線基板１が完成した後に半導体チップが搭載される半導体チップ搭載領域である。
【００３４】
接着層２１の材料としては、例えば、シリコーン系の熱硬化型接着剤を用いることができる。シリコーン系の接着剤は柔軟性を有するため（線膨張係数は２５０ｐｐｍ／℃程度）、基板本体１０及び補強部材２２が加熱された際の両者の線膨張係数が異なることによる挙動の違いを吸収できる。
【００３５】
補強部材２２の開口部２２ｘ内に露出する第１配線層１１（第１層１１ａ）上には、電子部品２４が実装されている。つまり、開口部２２ｘ内に露出する第１配線層１１（第１層１１ａ）は、電子部品２４を実装するための接続パッドとして機能する。電子部品２４は、例えば、チップキャパシタとすることができる。電子部品２４は、チップキャパシタ以外に、チップ抵抗やインダクタ等でも良い。
【００３６】
なお、電子部品２４は、必ずしも搭載しなくても良い。この場合、基板本体１０から電子部品２４搭載用の第１配線層１１（第１層１１ａ）が省略され、補強部材２２から開口部２２ｘが省略される。
【００３７】
補強部材２２の開口部２２ｙ内に露出する第１配線層１１（第１層１１ａ）上には、バンプ２５が形成されている。バンプ２５は、この領域に実装される半導体チップの接続パッドと電気的に接続される部分である。バンプ２５の径は、例えば、１００μｍ程度とすることができる。バンプ２５としては、例えば、はんだバンプ等を用いることができる。
【００３８】
バンプ２５がはんだバンプである場合の材料としては、例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ等の錫・銀・銅合金系（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系）のはんだ材料や、Ｓｎ−０．７Ｃｕ等の錫・銅合金系（Ｓｎ−Ｃｕ系）のはんだ材料を挙げることができる。バンプ２５の材料としてＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ材料を用いた場合の融点は略２２０℃程度、Ｓｎ−Ｃｕ系のはんだ材料を用いた場合の融点は略２３０℃程度である。
【００３９】
［配線基板の製造方法］
続いて、本実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図６〜図１４は、本実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
【００４０】
まず、図６及び図７に示す工程では、支持体３０上に複数の基板本体１０を一体的に構成した基板を作製する。図６は平面図、図７は図６の一部を拡大した断面図である。図６及び図７において、一点鎖線Ｃ１は第１の切断位置を（以降、第１の切断位置Ｃ１とする）、一点鎖線Ｃ２は第２の切断位置を（以降、第２の切断位置Ｃ２とする）示している。
【００４１】
支持体３０としては、シリコン板、ガラス板、金属箔等を用いることができるが、本実施の形態では、支持体３０として銅箔を用いる。基板本体１０を作製する際に電解めっきの給電層として利用でき、後述する図８に示す工程で容易にエッチングにより除去可能だからである。支持体３０の大きさは、例えば、縦５００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ３５０μｍ程度とすることができる。なお、ここでは平面視矩形状の支持体３０を例示したが、支持体は任意の形状として構わない。
【００４２】
複数の基板本体１０は、支持体３０をめっき給電層に利用する電解めっき法により、支持体３０上に第１層１１ａ及び第２層１１ｂから構成される第１配線層１１を形成し、その上に更に絶縁層と配線層を交互に積層して配線層同士をビアホールで相互に接続していく周知の方法（所謂、ビルドアップ工法）により作製できる。配線層や絶縁層の材料や厚さは、前述のとおりである。
【００４３】
又、複数の基板本体１０は、特許第４３３４００５号の図１〜５に示す工程のように、プリプレグ上に大小２枚の銅箔を積層して加熱・加圧して仮基板（支持体）を設け、仮基板の銅箔上に配線層と絶縁層を積層して本体を形成し、その後、仮基板から銅箔と共に本体を分離し、次いで、本体から銅箔を除去することにより作製できる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、３層のビルドアップ配線層（第２配線層１３、第３配線層１５、及び第４配線層１７）を形成したが、ｎ層（ｎは１以上の整数）のビルドアップ配線層を形成してもよい。
【００４５】
次に、図８に示す工程では、図７に示す支持体３０を除去する。銅箔から構成されている支持体３０は、例えば塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液等を用いたウェットエッチングにより除去できる。この際、第１絶縁層１２から露出する第１配線層１１の最表層は金（Ａｕ）膜等であるため、銅箔から構成されている支持体３０のみを選択的にエッチングできる。但し、第４配線層１７が銅（Ｃｕ）から構成されている場合には、支持体３０とともにエッチングされることを防止するため、第４配線層１７をマスクする必要がある。
【００４６】
次に、図９に示す工程では、図８に示す構造体を図６の第１の切断位置Ｃ１で切断し、それぞれが複数の基板本体１０を含む複数の集合体１０Ａに分割する。集合体１０Ａは、例えば、図６に示す複数の基板本体１０を含む基板全体を３分割したものとすることができる。切断は、例えば、ダイシングブレード等を用いて行うことができる。
【００４７】
図９に示す工程で、集合体１０Ａを作製する目的は、次の図１０に示す工程でバンプ２５を形成する際に、はんだペーストを位置精度良く印刷することと、製造工程を簡略化することを両立させるためである。すなわち、図６に示す複数の基板本体１０に一括ではんだペーストを印刷すると、製造工程は簡略化できるが、印刷範囲が広いためマスクが正規の位置からずれて印刷に位置ずれが生じる場合がある。
【００４８】
一方、個片化した基板本体１０にはんだペーストを印刷すると、印刷範囲が狭いためマスクが正規の位置からずれ難く印刷に位置ずれは生じ難いが、個片化した基板本体１０一枚ずつにはんだペーストを印刷するので、製造工程が煩雑となる。そこで、これらを両立できる形状の集合体１０Ａを作製する。集合体１０Ａに含まれる基板本体１０の数は、印刷されたはんだペーストの位置ずれが許容値に入る範囲内で任意に設定して構わない。
【００４９】
次に、図１０に示す工程では、集合体１０Ａ毎に、集合体１０Ａに含まれる各基板本体１０の半導体チップ搭載領域の第１配線層１１（第１層１１ａ）上に、導電材であるバンプ２５を形成する。半導体チップ搭載領域は、後述する工程で補強部材２２の開口部２２ｙ内に露出する領域である。バンプ２５は、配線基板１の完成後に半導体チップ搭載領域に実装される半導体チップの接続パッドと電気的に接続される部分である。なお、図１０は、図８等とは上下を反転して描かれている。
【００５０】
バンプ２５としては、例えば、はんだバンプ等を用いることができる。バンプ２５がはんだバンプである場合、バンプ２５を形成すべき第１配線層１１（第１層１１ａ）を露出する開口部を有するマスクを介してはんだペーストを印刷し、マスクを取り外した後リフローすることによりバンプ２５を形成できる。バンプ２５がはんだバンプである場合の材料としては、例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ等の錫・銀・銅合金系（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系）のはんだ材料や、Ｓｎ−０．７Ｃｕ等の錫・銅合金系（Ｓｎ−Ｃｕ系）のはんだ材料を挙げることができる。バンプ２５の材料としてＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ材料を用いた場合の融点は略２２０℃程度、Ｓｎ−Ｃｕ系のはんだ材料を用いた場合の融点は略２３０℃程度である。
【００５１】
次に、図１１に示す工程では、集合体１０Ａ毎に、集合体１０Ａに含まれる各基板本体１０の電子部品搭載領域の第１配線層１１（第１層１１ａ）上に、電子部品２４を実装する。電子部品２４は、電子部品２４を実装すべき第１配線層１１（第１層１１ａ）を露出する開口部を有するマスクを介して導電材２３であるはんだペーストを印刷し、マスクを取り外した後、はんだペースト上に電子部品２４の電極が配置されるように電子部品２４を搭載しリフローすることにより実装できる。はんだペーストとしては、図１０の工程で例示したバンプ２５の材料と同じものを使用できる。
【００５２】
電子部品搭載領域は、後述する工程で補強部材２２の開口部２２ｘ内に露出する領域である。電子部品２４は、例えば、チップキャパシタである。電子部品２４は、チップキャパシタ以外に、チップ抵抗やインダクタ等でも良い。
【００５３】
次に、図１２に示す工程では、各集合体１０Ａを図１１に示す第２の切断位置Ｃ２で切断し、個片化された複数の基板本体１０を作製する。切断は、例えば、ダイシングブレード等を用いて行うことができる。
【００５４】
次に、図１３に示す工程では、各基板本体１０の第１絶縁層１２上に、接着層２１を介して、開口部２２ｘ及び２２ｙを有する補強部材２２を固着する。接着層２１の材料としては、例えば、シリコーン系の熱硬化型接着剤を用いることが好ましい。接着層２１は、例えば、１５０℃で１時間加熱することにより硬化させることができる。補強部材２２の材料としては、例えば、ＳＵＳ３０４等を用いることができる。補強部材２２の厚さは、例えば、１ｍｍ程度とすることができる。
【００５５】
なお、図１２と図１３の工程は順番を反対にしても構わない。つまり、個片化前の各基板本体１０（集合体１０Ａ）にそれぞれ補強部材２２を固着する。この際、第２の切断位置Ｃ２を露出するように隣接する補強部材２２間にダイシングブレードが通る程度の幅の隙間を設けておく。そして、各基板本体１０にそれぞれ補強部材２２を固着した後、隣接する補強部材２２間に露出する第２の切断位置Ｃ２をダイシングブレードにより切断する。これにより、図１３と同様な構造体が作製できる。
【００５６】
このような順番にすると、製造工程を簡略化できる。又、接着剤２１が補強部材２２からはみ出しても、接着剤２１の補強部材２２からはみ出した部分はダイシングブレードにより切断されるため、接着剤２１が個片化された基板本体１０の外形からはみ出すことを防止できる。
【００５７】
次に、図１４に示す工程では、各基板本体１０の開口部１８ｘ内に露出する第４配線層１７上（第４配線層１７上に金属層を形成した場合は金属層上）にリードピン２０を接合する。具体的には、まず、リードピン２０の一端（先端部）を治具３１に挿入する。治具３１にはリードピン２０の径に対して所定のクリアランスを有する径の複数の穴が設けられており、リードピン２０は例えば自動振り込み機を用いて治具３１の各穴に振り込むことができる。
【００５８】
次に、開口部１８ｘ内に露出する第４配線層１７上に（金属層を形成した場合は金属層上に）はんだペースト等の導電材１９を形成した基板本体１０を治具３１上に載置し、リードピン２０の他端（ヘッド部分）を導電材１９に当接させる。そして、基板本体１０及び治具３１を上下反転させ、治具３１を上にした様態でリフロー炉等により導電材１９を融点以上に加熱して溶融させ、リードピン２０を導電材１９を介して開口部１８ｘ内に露出する第４配線層１７上に（金属層を形成した場合は金属層上に）固着する。リフロー後、治具３１を取り外すことにより、図４及び図５に示す配線基板１が完成する。
【００５９】
導電材１９及びバンプ２５にそれぞれはんだ材料を用いる場合には、導電材１９に用いるはんだ材料は、バンプ２５に用いるはんだ材料よりも融点の高い材料（高融点はんだ）を用いることが好ましい。バンプ２５の材料としてＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ材料やＳｎ−Ｃｕ系のはんだ材料を用いた場合には（融点：略２２０〜２３０℃程度）、導電材１９にはスズ・アンチモン合金（Ｓｎ−Ｓｂ）等の高融点はんだを用いることができる。
【００６０】
スズ・アンチモン合金（Ｓｎ−Ｓｂ）の融点は、アンチモン（Ｓｂ）が１０％程度含有されている場合に約２４６℃程度であるから、導電材１９の融点はバンプ２５の融点よりも高くなる。その結果、配線基板１が完成後、半導体チップを搭載する際の加熱温度（リフロー時）を、バンプ２５の融点以上導電材１９の融点未満の温度に設定することにより、導電材１９を溶融させることなくバンプ２５のみを溶融させることができる。よって、半導体チップを搭載する際に、リードピン２０の位置ずれを防止できる。
【００６１】
なお、図１３に示す工程で接着層２１の材料としてシリコーン系の接着剤を用いた場合、シリコーン系の接着剤からガスが発生し、シリコーンが基板本体１０の表面に付着する場合がある。シリコーンが基板本体１０の表面に付着すると、例えば、半導体チップを搭載する際に、バンプ２５と半導体チップの接続パッドとの接触不良等を生じる虞がある。そこで、図１３に示す工程以降から配線基板１が完成する前までに、基板本体１０の表面に付着したシリコーンを除去する工程を設けることが好ましい。
【００６２】
基板本体１０の表面に付着したシリコーンを除去するには、例えば、酸素プラズマ洗浄を行えばよい。酸素プラズマ洗浄とは、高周波電界中に酸素ガスを導入して発生させた活性な酸素プラズマを利用して対象物を除去する方法である。酸素プラズマ洗浄の条件は、例えば、ＲＦ出力２５０Ｗ、酸素流量１５ｓｃｃｍ、真空度２０Ｐａ、処理時間３０秒とすることができる。
【００６３】
又、図１４に示す工程よりも後に、バンプ２５の頂部を平坦化する工程を設けても構わない。バンプ２５は、例えば、平坦な面を有する金属部材により押圧することで平坦化できる。バンプ２５を平坦化することにより、配線基板１の完成後に半導体チップを搭載する際に、バンプ２５と半導体チップの接続パッドとの接続信頼性を向上できる。
【００６４】
以上により、配線基板１の製造工程は終了するが、更に図１５及び図１６に示す工程により、半導体パッケージ２を製造することができる。
【００６５】
図１５に示す工程では、図１４に示す工程で完成した配線基板１を上下反転させ、配線基板１上にバンプ２５を介して半導体チップ４０を実装する。具体的には、バンプ２５と半導体チップ４０の接続パッド（図示せず）が対応する位置に来るように半導体チップ４０を載置し、リフロー炉を通すことによりバンプ２５を溶融させ、配線基板１上に半導体チップ４０を実装する。そして、バンプ２５の周囲の配線基板１と半導体チップ４０との間にアンダーフィル樹脂４１を充填する。
【００６６】
図１６に示す工程では、図１５に示す構造体の補強部材２２上に蓋部４２を固着することにより、半導体パッケージ２が完成する。蓋部４２は、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属からなり、シリコーン系の接着剤等により補強部材２２上に固着することができる。この際、半導体チップ４０や電子部品２４の周囲をシリコーン系の接着剤等により充填しても良い。又、半導体チップ４０の背面と蓋部４２との間を熱伝導性グリースで固着しても良い。なお、図１６に示す構造体に代えて、図１５に示す構造体を半導体パッケージ２としての完成状態としても良い。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、基板本体１０に補強部材２２を取り付けてからリードピン２０を実装し配線基板１を完成させる。そして、半導体チップ４０を実装する場合には、配線基板１が完成した後に実装する。ここで、基板本体１０が樹脂を主成分とする場合の線膨張係数は２０〜２５ｐｐｍ／℃程度、補強部材２２がＳＵＳ３０４である場合の線膨張係数は１７．３ｐｐｍ／℃程度、半導体チップ４０がシリコンを主成分とする場合の線膨張係数は３．４ｐｐｍ／℃程度である。
【００６８】
基板本体１０に補強部材２２を取り付けてから半導体チップ４０を実装し、その後リードピン２０を実装する場合を考えると、これら３つの部品の線膨張係数がそれぞれ異なるため、補強部材２２を備えていたとしても、半導体チップ４０を実装する際の加熱により、基板本体１０の半導体チップ搭載領域に反りが生じる。基板本体１０に反りが生じると、基板本体１０にリードピン２０を搭載する際に、リードピン２０が本来搭載すべき位置からずれた位置に搭載される（リードピン２０の位置精度が低下する）問題が発生する。
【００６９】
本実施の形態では、基板本体１０に補強部材２２を取り付けてからリードピン２０を実装して配線基板１を完成させ、その後半導体チップ４０を実装する。又、補強部材２２の材料として、基板本体１０と線膨張係数が近いＳＵＳ３０４を選択する。その結果、リードピン２０を実装する際に、基板本体１０の半導体チップ搭載領域に生じる反りを低減することが可能となり、リードピン２０の位置精度を向上できる。
【００７０】
なお、発明者らの検討により、本実施の形態に係る製造方法で作製した配線基板１は、従来の製造方法で作製した配線基板（補強部材と半導体チップを搭載後にリードピンを接合する）と比べて、リードピン２０の位置精度が向上することが確認されている。具体的には、リードピン２０の位置精度は、ピンＴＯピン（所定のリードピン２０を基準とした他のリードピン２０の位置）において、０．０６ｍｍ程度向上し、ばらつきが半分程度に低減できることが確認されている。又、リードピン２０の位置精度は、ピンＴＯパッケージ（半導体チップ４０の所定位置を基準とした各リードピン２０の位置）において、０．０４ｍｍ程度向上し、ばらつきが半分程度に低減できることが確認されている。
【００７１】
又、本実施の形態では、補強部材２２を基板本体１０に固着する接着剤２１として、柔軟性を有するシリコーン系の接着剤（線膨張係数は２５０ｐｐｍ／℃程度）を選択する。その結果、半導体チップ４０を実装する際等の基板本体１０及び補強部材２２が加熱された際の両者の線膨張係数が異なることによる挙動の違いを吸収できる。
【００７２】
〈変形例〉
変形例では、前述の実施の形態とは異なる配線基板の製造方法を例示する。図１７及び図１８は、本実施の形態の変形例に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
【００７３】
まず、図１７に示す工程では、支持体３０上に複数の基板本体１０を形成する。図７に示す工程では、支持体３０上に半導体チップ搭載側の配線層から順次積層したが、図１７に示す工程では、支持体３０上にリードピン搭載側の配線層から順次積層していく点が異なるのみである。
【００７４】
図１７に示す工程の後、図８〜図１４と同様の工程を実施し、最後に治具３１を取り外すことにより、図１８に示す配線基板３が完成する。
【００７５】
このような製造方法でも、前述の図６〜図１４に示した製造方法と同様な効果を奏する。
【００７６】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１、３  配線基板
２  半導体パッケージ
１０  基板本体
１１  第１配線層
１１ａ  第１層
１１ｂ  第２層
１２  第１絶縁層
１２ｘ  第１ビアホール
１３  第２配線層
１４  第２絶縁層
１４ｘ  第２ビアホール
１５  第３配線層
１６  第３絶縁層
１６ｘ  第３ビアホール
１７  第４配線層
１８  第４絶縁層
１８ｘ、２２ｘ、２２ｙ  開口部
１９、２３  接合部
２０  リードピン
２１  接着層
２２  補強部材
２４  電子部品
２５  バンプ
３０  支持体
３１  治具
４０  半導体チップ
４１  アンダーフィル樹脂
４２  蓋部
【図１】
2012069739.tif 000003
【図２】
2012069739.tif 000004
【図３】
2012069739.tif 000005
【図４】
2012069739.tif 000006
【図５】
2012069739.tif 000007
【図６】
2012069739.tif 000008
【図７】
2012069739.tif 000009
【図８】
2012069739.tif 000010
【図９】
2012069739.tif 000011
【図１０】
2012069739.tif 000012
【図１１】
2012069739.tif 000013
【図１２】
2012069739.tif 000014
【図１３】
2012069739.tif 000015
【図１４】
2012069739.tif 000016
【図１５】
2012069739.tif 000017
【図１６】
2012069739.tif 000018
【図１７】
2012069739.tif 000019
【図１８】
2012069739.tif 000020