(57)【要約】【課題】半導体パッケージの反りを低減する。【解決手段】半導体パッケージに含まれる多層配線基板１００は、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６と、第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６の間に設けられたコア層１０２と、を含む。第１の絶縁層１０４と第２の絶縁層１０６とは、異なる材料により構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層配線基板と、前記多層配線基板上に搭載された半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体パッケージであって、
前記多層配線基板は、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層と第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層の間に設けられたコア層と、を含み、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と異なる材料により構成された半導体パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体パッケージにおいて、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と略等しい膜厚を有する半導体パッケージ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体パッケージにおいて、
前記第１の絶縁層の上面および下面に設けられた前記配線層と、前記第２の絶縁層の上面および下面に設けられた前記配線層における配線が前記絶縁層の平面積に占める存在比率の差が２０％以下である半導体パッケージ。
【請求項４】
請求項１から３いずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上異なる半導体パッケージ。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記多層配線基板は、２５０℃において、反りを有する半導体パッケージ。
【請求項６】
上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層と第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層の間に設けられたコア層と、
を含み、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と異なる材料により構成された多層配線基板。
【請求項７】
請求項６に記載の多層配線基板において、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と略等しい膜厚を有する多層配線基板。
【請求項８】
請求項６または７に記載の多層配線基板において、
前記第１の絶縁層の上面および下面に設けられた前記配線層と、前記第２の絶縁層の上面および下面に設けられた前記配線層における配線が前記絶縁層の平面積に占める存在比率の差が２０％以下である多層配線基板。
【請求項９】
請求項６から８いずれかに記載の多層配線基板において、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上異なる多層配線基板。
【請求項１０】
請求項６から９いずれかに記載の多層配線基板において、
２５０℃において、反りを有する多層配線基板。
【請求項１１】
上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた２つの絶縁層と、当該絶縁層の間に設けられたコア層とを含む多層配線基板と、前記多層配線基板上に搭載された半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体パッケージの製造方法であって、
所望の所定温度において前記半導体パッケージに上または下に凸の反りが生じる場合に、前記所定温度において、前記多層配線基板に前記半導体パッケージに生じる反りと反対側に反りが生じるように、前記２つの絶縁層をそれぞれ異なる材料により構成する工程を含む半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板、半導体パッケージ、および半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の小型化に伴い、配線層が多層化された多層配線基板が用いられるようになっている。多層配線基板は、上面および下面に配線層が形成された絶縁層を、絶縁材料により構成されたコア層の上下に当該コア層を挟んで貼り合わせることにより形成される。
【０００３】
特許文献１（特開平１０−２９４５６０号公報）には、配線層の配線部分の粗密差によって生じる基板の反りを抑制するために、配線部分の割合が高い配線層が設けられた絶縁層の厚さを、他のものよりも厚くした構成が記載されている。
【０００４】
特許文献２（特開２００４−２８１９２４号公報）には、面方向の収縮を抑制して変形を低減するために、物性の異なる２つの絶縁層を交互に積層させた構成が記載されている。
【０００５】
特許文献３（特開２００５−３８９０６号公報）には、最外層の絶縁材料の応力を所定範囲に設定して、反り量を所定以下にしたコア層を持たない０．５ｍｍ以下の薄型の配線板が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２９４５６０号公報
【特許文献２】特開２００４−２８１９２４号公報
【特許文献３】特開２００５−３８９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体パッケージは、基板上に半導体チップを搭載し、封止樹脂で封止して形成する。従来は、基板や半導体チップに比べて封止樹脂の厚さが充分厚かったので、半導体パッケージの反りを封止樹脂で制御することができ、半導体パッケージの反りはそれほど問題とならなかった。しかし、近年の微細化に伴い、封止樹脂の厚さが薄くなってきた。そのため、基板自体に反りがなくても、半導体パッケージに組み込んだときに、封止樹脂、半導体チップ、および基板それぞれの特性に応じて半導体パッケージに反りが生じるという問題が起こってきた。
【０００７】
後述するように、半導体パッケージは、半田ボール等を介してマザーボードに取り付けたり、他の半導体パッケージに積層させたりするが、そのような組み立ては、通常高温下で行われる。そのとき、各構成要素の特性に応じて、収縮率や伸張率が大幅に異なることにより、半導体パッケージに反りが生じて組み立てが行えないことがある。
【０００８】
しかし、上記特許文献１から３に記載の技術では、基板の反りを低減することにしか着目しておらず、半導体パッケージの反りを低減することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
多層配線基板と、前記多層配線基板上に搭載された半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体パッケージであって、
前記多層配線基板は、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層と第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層の間に設けられたコア層と、を含み、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と異なる材料により構成された半導体パッケージが提供される。
【００１０】
本発明によれば、
上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層と第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層の間に設けられたコア層と、
を含み、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と異なる材料により構成された多層配線基板が提供される。
【００１１】
本発明によれば、
上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた２つの絶縁層と、当該絶縁層の間に設けられたコア層とを含む多層配線基板と、前記多層配線基板上に搭載された半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体パッケージの製造方法であって、
所望の所定温度において前記半導体パッケージに上または下に凸の反りが生じる場合に、前記所定温度において、前記多層配線基板に前記半導体パッケージに生じる反りと反対側に反りが生じるように、前記２つの絶縁層をそれぞれ異なる材料により構成する工程を含む半導体パッケージの製造方法が提供される。
【００１２】
このような構成とすると、半導体パッケージに生じ得る反りと反対の方向に反るような多層配線基板を用いることにより、半導体パッケージの反りを低減することができる。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体パッケージの反りを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１６】
半導体パッケージは、以下の手順で製造される。
図５は、半導体パッケージ４００を製造する手順を示す工程断面図である。
まず、多層配線基板３００上に半導体チップ１１０を搭載し（図５（ａ）、図５（ｂ））、半導体チップ１１０と多層配線基板３００とをボンディングワイヤ１１２等で電気的に接続する（図５（ｃ））。つづいて、半導体チップ１１０およびボンディングワイヤ１１２を封止樹脂１２０で埋め込む（図５（ｄ））。封止樹脂１２０は、たとえばエポキシ樹脂等により構成することができる。これにより、半導体パッケージ４００が形成される。その後、多層配線基板３００の裏面に半田ボール１３０を形成して、マザーボード等（不図示）に搭載する（図５（ｅ））。
【００１７】
また、このようにして形成した半導体パッケージをさらに他の半導体パッケージ上に搭載したパッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）の構造とすることもできる。図６は、ＰｏＰ構造の半導体パッケージ４００を形成する手順を示す図である。ここでは、第１の半導体パッケージ４００ａと第２の半導体パッケージ４００ｂとをそれぞれ形成しておく。
【００１８】
第１の半導体パッケージ４００ａは、多層配線基板３００ａと、多層配線基板３００ａ上に搭載された第１の半導体チップ１１０ａと、第１の半導体チップ１１０ａと多層配線基板３００ａとを電気的に接続するボンディングワイヤ１１２ａと、第１の半導体チップ１１０ａおよびボンディングワイヤ１１２ａを封止する封止樹脂１２０ａと、多層配線基板３００ａの裏面に設けられた半田ボール１３０ａとを含む。
【００１９】
第２の半導体パッケージ４００ｂは、多層配線基板３００ｂと、多層配線基板３００ｂ上に搭載された第２の半導体チップ１１０ｂと、第２の半導体チップ１１０ｂを封止する封止樹脂１２０ｂと、多層配線基板３００ｂ表面に設けられたランド１４０と、多層配線基板３００ｂの裏面に設けられた半田ボール１３０ｂとを含む。
【００２０】
図６（ｂ）に示すように、第１の半導体パッケージ４００ａの半田ボール１３０ａと第２の半導体パッケージ４００ｂのランド１４０とを電気的に接続することにより、第１の半導体パッケージ４００ａと第２の半導体パッケージ４００ｂとの間の電気的接続を行い、パッケージオンパッケージ構造の半導体パッケージ４００を形成する。
【００２１】
しかし、半導体パッケージ４００をマザーボード等に搭載する場合や、半導体パッケージ同士を積層する場合の半田ボールでの接続は、たとえば２５０℃程度の高温で行われる。そのため、熱により、半導体パッケージ４００に反りが生じることがある。図７に示すように、半導体パッケージ４００に反りが生じていると、半導体パッケージ４００をマザーボード等に搭載することができなくなってしまう。図７（ａ）は、半導体パッケージ４００が上側に凸に反った形状、図７（ｂ）は、半導体パッケージ４００が下側に凸に反った形状を示す。
【００２２】
また、パッケージオンパッケージ構造の半導体パッケージ４００を形成するような場合も、第１の半導体パッケージ４００ａや第２の半導体パッケージ４００ｂに反りが生じていると、これらを積層することができなくなってしまう。
【００２３】
図８は、コア層３０２の上下に同じ材料により構成された絶縁層を設けた多層配線基板３００の構成の一例を示す図である。図８において、コア層３０２の上下には、同じ材料により構成されるとともに膜厚も略等しい絶縁層３０４ａが設けられている。
【００２４】
図８（ａ）は、多層配線基板３００が応力フリーとなる程度の高温における多層配線基板３００を示す。ここで、コア層３０２、および絶縁層３０４ａは、略等しい幅を有する。このとき、多層配線基板３００は、略平坦な形状を有する。
【００２５】
つづいて、たとえば多層配線基板３００を図８（ａ）の状態よりも温度が低い常温とすると、コア層３０２およびその上下の絶縁層３０４ａはそれぞれ収縮する。ここで、絶縁層３０４ａの方がコア層３０２よりも収縮率が大きいとする。この状態を図８（ｂ）に示す。このとき、コア層３０２には、コア層３０２の上下に設けられた絶縁層３０４ａにより収縮する力が働くが、コア層３０２の上下で同じ力が働くため、多層配線基板３００は、略平坦な形状を有する。
【００２６】
さらに、たとえば多層配線基板３００を図８（ａ）の状態よりも温度を高くすると、コア層３０２およびその上下の絶縁層３０４ａはそれぞれ伸びる。ここで、絶縁層３０４ａの方がコア層３０２よりも伸張率が大きいとする。この状態を図８（ｃ）に示す。このとき、コア層３０２には、コア層３０２の上下に設けられた絶縁層３０４ａにより伸張する力が働くが、コア層３０２の上下で同じ力が働くため、多層配線基板３００は、略平坦な形状を有する。
【００２７】
図９は、コア層３０２の上下に同じ材料により構成された絶縁層を設けた多層配線基板３００の構成の他の例を示す図である。図９において、コア層３０２の上下には、同じ材料により構成されるとともに膜厚も略等しい絶縁層３０４ｂが設けられている。
【００２８】
図９（ａ）は、多層配線基板３００が応力フリーとなる程度の高温における多層配線基板３００を示す。ここで、コア層３０２、および絶縁層３０４ｂは、略等しい幅を有する。このとき、多層配線基板３００は、略平坦な形状を有する。
【００２９】
つづいて、たとえば多層配線基板３００を図９（ａ）の状態よりも温度が低い常温とすると、コア層３０２およびその上下の絶縁層３０４ｂはそれぞれ収縮する。ここで、絶縁層３０４ｂの方がコア層３０２よりも収縮率が小さいとする。この状態を図９（ｂ）に示す。このとき、コア層３０２には、コア層３０２の上下に設けられた絶縁層３０４ｂにより伸張する力が働くが、コア層３０２の上下で同じ力が働くため、多層配線基板３００は、略平坦な形状を有する。
【００３０】
さらに、たとえば多層配線基板３００を図９（ａ）の状態よりも温度を高くすると、コア層３０２およびその上下の絶縁層３０４ｂはそれぞれ伸びる。ここで、絶縁層３０４ｂの方がコア層３０２よりも伸張率が小さいとする。この状態を図９（ｃ）に示す。このとき、コア層３０２には、コア層３０２の上下に設けられた絶縁層３０４ｂにより収縮する力が働くが、コア層３０２の上下で同じ力が働くため、多層配線基板３００は、略平坦な形状を有する。
【００３１】
図８および図９に示したように、コア層３０２の上下に、同じ材料により構成された絶縁層を設けた基板は、どのような状態においても、略平坦な形状を有する。
【００３２】
次に、上記のような多層配線基板３００を用いた半導体パッケージの構成を説明する。
図１０は、多層配線基板３００上に半導体チップ１１０および封止樹脂１２０を積層させた半導体パッケージ４００の構成の一例を模式的に示す図である。
【００３３】
図１０（ａ）は、半導体パッケージ４００が応力フリーとなる程度の高温における半導体パッケージ４００を示す。このとき、半導体パッケージ４００は、略平坦な形状を有する。
【００３４】
つづいて、たとえば半導体パッケージ４００を図１０（ａ）の状態よりも温度が低い常温とすると、多層配線基板３００、半導体チップ１１０、および封止樹脂１２０はそれぞれ収縮する。ここで、たとえば多層配線基板３００の方が封止樹脂１２０よりも収縮率が大きいとする。この状態を図１０（ｂ）に示す。このとき、半導体パッケージ４００には、多層配線基板３００側でより強い収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ４００は、上側に凸の反りが生じる。
【００３５】
一方、このとき、たとえば封止樹脂１２０の方が多層配線基板３００よりも収縮率が大きいとする。この状態を図１０（ｃ）に示す。このとき、半導体パッケージ４００には、封止樹脂１２０側でより強い収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ４００は、下側に凸の反りが生じる。
【００３６】
さらに、たとえば半導体パッケージ４００を図１０（ａ）の状態よりも温度を高くすると、多層配線基板３００、半導体チップ１１０、および封止樹脂１２０はそれぞれ伸張する。ここで、たとえば封止樹脂１２０の方が多層配線基板３００よりも伸張率が大きいとする。この状態を図１１（ａ）に示す。このとき、半導体パッケージ４００には、多層配線基板３００側で収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ４００は、上側に凸の反りが生じる。
【００３７】
一方、このとき、たとえば多層配線基板３００の方が封止樹脂１２０よりも伸張率が大きいとする。この状態を図１１（ｂ）に示す。このとき、半導体パッケージ４００には、封止樹脂１２０側で収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ４００は、上側に凸の反りが生じる。
【００３８】
以上のように、多層配線基板３００のコア層３０２の上下に同じ材料により構成された絶縁層を設けた構成だと、多層配線基板３００の絶縁層の材料を種々変化させても、高温時等に半導体パッケージ４００の反りを低減することができない。このような反りを低減するためには、たとえば半導体パッケージ４００の反りの状態に応じて、多層配線基板３００や封止樹脂１２０の膜厚等を調整すること等も考えられる。しかし、微細化のためには、各層の膜厚はできるだけ薄い方が好ましい。
【００３９】
そこで、本実施の形態においては、通常通り半導体パッケージを形成したときに、所望の所定温度において半導体パッケージに上または下に凸の反りが生じる場合に、その所定温度において、多層配線基板に半導体パッケージに生じる反りと反対側に反りが生じるように、多層配線基板の２つの絶縁層をそれぞれ異なる材料により構成するようにした。これにより、所望の所定温度条件下で、半導体パッケージの反りを低減することができる。
ここで、反りとは、図１４に示すように、基板やパッケージ等の対象物１５０の中心部の突出した方の底面と、端部底面との高さの差Δｈのことをいう。
【００４０】
図１は、本実施の形態における多層配線基板１００の構成を示す断面図である。
本実施の形態において、多層配線基板１００は、コア層１０２と、コア層１０２の上下にそれぞれ設けられた第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６とを含む。ここで、第１の絶縁層１０４と第２の絶縁層１０６とは、異なる材料により構成される。
【００４１】
第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６は、たとえばガラスクロスと樹脂とにより構成することができる。ガラスクロスの材料を変化させたり、ガラスクロスの枚数を増やすことにより、樹脂層内のガラスクロスの構成比率を大きくする等してプライ数を変化させたり、または樹脂中のフィラー含有率を変化させる等により、線膨張係数やガラス転移温度等の物性値が異なる、異なる材料とすることができる。本実施の形態において、第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６とは、たとえば、線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上異なるように構成される。また、第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６とは、たとえば、ガラス転移温度が５℃以上異なるように構成される。なお、本実施の形態において、第１の絶縁層１０４と第２の絶縁層１０６とは、略等しい膜厚を有するようにすることができる。
【００４２】
また、ここでは図示していないが、第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６の上面および下面には、それぞれ配線層が設けられている。ここで、第１の絶縁層１０４の上面および下面に設けられた配線層と、第２の絶縁層１０６の上面および下面に設けられた配線層における配線が各記絶縁層の平面積に占める存在比率の差は、略等しいものとすることができる。ここで、配線層における配線が各記絶縁層の平面積に占める存在比率とは、面内方向における絶縁層の面積に対する面内方向における配線の面積の比率のことである。この存在比率の差は、たとえば２０％以下とすることができる。コア層１０２は、たとえば絶縁層と同様のガラスクロスと樹脂とにより構成される。
【００４３】
図１（ａ）は、多層配線基板１００が応力フリーとなる程度の高温における多層配線基板１００を示す。ここで、コア層１０２、第１の絶縁層１０４、および第２の絶縁層１０６は、略等しい幅を有する。このとき、多層配線基板１００は、略平坦な形状を有する。
【００４４】
ここで、たとえば、図１（ａ）の状態よりも温度が低い常温とした場合に、第１の絶縁層１０４の方が第２の絶縁層１０６よりも収縮率が大きいとする。この場合、たとえば図１（ｂ）に示すように、第１の絶縁層１０４をコア層１０２上に配置し、第２の絶縁層１０６をコア層１０２下に配置することにより、常温時に下に凸の反りを有する多層配線基板１００ａを得ることができる。また、たとえば、図１（ｃ）に示すように、第２の絶縁層１０６をコア層１０２上に配置し、第１の絶縁層１０４をコア層１０２下に配置することにより、常温時に上に凸の反りを有する多層配線基板１００ｂを得ることができる。
【００４５】
同様に、たとえば、図１（ａ）の状態よりも温度を高くした場合に、第２の絶縁層１０６の方が第１の絶縁層１０４よりも伸張率が大きいとする。この場合、たとえば図２（ａ）に示すように、第１の絶縁層１０４をコア層１０２上に配置し、第２の絶縁層１０６をコア層１０２下に配置することにより、高温時に下に凸の反りを有する多層配線基板１００ｃを得ることができる。また、たとえば、図２（ｂ）に示すように、第２の絶縁層１０６をコア層１０２上に配置し、第１の絶縁層１０４をコア層１０２下に配置することにより、高温時に上に凸の反りを有する多層配線基板１００ｄを得ることができる。
【００４６】
次に、上記のような多層配線基板１００ａから多層配線基板１００ｄを用いた半導体パッケージの構成を説明する。以下では、多層配線基板１００ａから多層配線基板１００ｄを適宜代表して多層配線基板１００と示す。
【００４７】
図３は、多層配線基板１００上に半導体チップ１１０を搭載し、封止樹脂１２０で封止した半導体パッケージ２００の構成の一例を模式的に示す図である。半導体パッケージ２００は、図５を参照して説明した半導体パッケージ４００と同様の手順で製造することができる。また、封止樹脂１２０の多層配線基板１００上面から封止樹脂１２０上面までの樹脂の厚さは、たとえば０．８０ｍｍ以下とすることができる。
ここで、本実施の形態におけるパッケージの製造手順は、所望の所定温度において半導体パッケージに上または下に凸の反りが生じる場合に、当該所定温度において、多層配線基板１００に半導体パッケージに生じる反りと反対側に反りが生じるように、多層配線基板１００のコア層１０２上下の絶縁層をそれぞれ異なる材料により構成する工程を含む。
【００４８】
図３（ａ）は、半導体パッケージ２００が応力フリーとなる程度の高温における半導体パッケージ２００を示す。このとき、半導体パッケージ２００は、略平坦な形状を有する。
【００４９】
つづいて、たとえば半導体パッケージ２００を図３（ａ）の状態よりも温度が低い常温とすると、多層配線基板１００、半導体チップ１１０、および封止樹脂１２０はそれぞれ収縮する。ここで、たとえば多層配線基板１００の方が封止樹脂１２０よりも収縮率が大きいとする。この状態を図３（ｂ）に示す。このとき、半導体パッケージ２００には、多層配線基板１００側でより強い収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ２００には、上側に凸の反りが生じる力が生じる。ここで、多層配線基板自体に反りが生じない多層配線基板３００を用いた場合、図１０（ｂ）に示したように半導体パッケージ４００に上側に凸の反りが生じてしまう。一方、ここで、図１（ｂ）で示した、下側に凸の反りが生じる多層配線基板１００ａを多層配線基板１００として用いることにより、半導体パッケージ２００全体を平坦にすることができる。
【００５０】
一方、このとき、たとえば封止樹脂１２０の方が多層配線基板１００よりも収縮率が大きいとする。この状態を図３（ｃ）に示す。このとき、半導体パッケージ２００には、封止樹脂１２０側でより強い収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ２００には、下側に凸の反りが生じる力が生じる。ここで、多層配線基板自体に反りが生じない多層配線基板３００を用いた場合、図１０（ｃ）に示したように半導体パッケージ４００に下側に凸の反りが生じてしまう。一方、ここで、図１（ｃ）で示した、上側に凸の反りが生じる多層配線基板１００ｂを多層配線基板１００として用いることにより、半導体パッケージ２００全体を平坦にすることができる。
【００５１】
さらに、たとえば半導体パッケージ２００を図３（ａ）の状態よりも温度を高くすると、多層配線基板１００、半導体チップ１１０、および封止樹脂１２０はそれぞれ伸張する。ここで、たとえば封止樹脂１２０の方が多層配線基板１００よりも伸張率が大きいとする。この状態を図４（ａ）に示す。このとき、半導体パッケージ２００には、多層配線基板１００側で収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ２００には、上側に凸の反りが生じる力が生じる。ここで、多層配線基板自体に反りが生じない多層配線基板３００を用いた場合、図１１（ａ）に示したように半導体パッケージ４００に上側に凸の反りが生じてしまう。一方、ここで、図２（ａ）で示した、下側に凸の反りが生じる多層配線基板１００ｃを多層配線基板１００として用いることにより、半導体パッケージ２００全体を平坦にすることができる。
【００５２】
一方、このとき、たとえば多層配線基板１００の方が封止樹脂１２０よりも伸張率が大きいとする。この状態を図４（ｂ）に示す。このとき、半導体パッケージ２００には、封止樹脂１２０側で収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ２００には、下側に凸の反りが生じる力が生じる。ここで、多層配線基板自体に反りが生じない多層配線基板３００を用いた場合、図１１（ｂ）に示したように半導体パッケージ４００に下側に凸の反りが生じてしまう。一方、ここで、図２（ｂ）で示した、上側に凸の反りが生じる多層配線基板１００ｄを多層配線基板１００として用いることにより、半導体パッケージ２００全体を平坦にすることができる。
【００５３】
どのような場合にどのような多層配線基板を組み合わせるかは、実際にたとえば多層配線基板３００を用いて半導体パッケージ４００を形成した後、半導体パッケージ４００の反りの状態に応じて、それと逆向きの反りが生じる多層配線基板１００を適宜選択する等測定値をフィードバックさせて材料を調整することにより決定することができる。また、シミュレーションを行い、シミュレーション結果に応じて、決定することもできる。
【００５４】
以上のように、コア層１０２の上下に異なる材料により構成された第１の絶縁層１０４と第２の絶縁層１０６とを設けることにより、種々の温度条件下で上側に凸、または下側に凸の反りを有する多層配線基板１００を準備することができる。これにより、目的とする半導体パッケージの反り具合に応じて、その反りを補整するような多層配線基板１００を用いることにより、半導体パッケージ２００の反りを低減することができる。
【００５５】
（シミュレーション結果）
半導体パッケージ２００と半導体パッケージ４００と同様の半導体パッケージの温度に対する反り発生のシミュレーションを行った。結果を図１２および１３に示す。
【００５６】
（例１）
図８および図９を参照して説明したように、コア層３０２の上下に同じ材料により構成された絶縁層を形成した多層配線基板３００を用いた半導体パッケージを想定した。このときのシミュレーション結果を図１２（ａ）に示す。
【００５７】
（例２）
図８および図９を参照して説明したように、コア層３０２の上下に同じ材料により構成された絶縁層を形成した多層配線基板３００を用いた半導体パッケージを想定した。ただし、例１で用いた絶縁層よりも、線膨張係数が低い樹脂材料を用いる想定とした。このときのシミュレーション結果を図１２（ｂ）に示す。
【００５８】
（例３）
図１および図２を参照して説明したように、コア層１０２の上下に異なる材料により構成された絶縁層をそれぞれ形成した多層配線基板１００を用いた半導体パッケージを想定した。ここで、コア層１０２の下側の絶縁層は例１と同様のものを用い、上側の絶縁層のみ、下側の絶縁層も、線膨張係数が低い樹脂材料を用いる想定とした。このときのシミュレーション結果を図１３（ａ）に示す。
【００５９】
（例４）
図１および図２を参照して説明したように、コア層１０２の上下に異なる材料により構成された絶縁層をそれぞれ形成した多層配線基板１００を用いた半導体パッケージを想定した。ここで、コア層１０２の上側の絶縁層は例１と同様のものを用い、下側の絶縁層のみ、上側の絶縁層とは、ガラスクロス材料、樹脂材料、およびプライ数が異なる絶縁層を用いる想定とした。このときのシミュレーション結果を図１３（ｂ）に示す。
【００６０】
図中、縦軸の上側が上側に凸の反り具合を示し、下側が下側に凸の反り具合を示す。例１および例２では、応力フリー点となる温度を境に、それより低温側でも高温側でも、上側に凸の反りが生じ、反り挙動が同じとなった。一方、例３で示した条件では、２５０℃程度の高温時に反りを低減することができ、２５０℃前後で測定したときに１５０μｍ以下となるようにできた。また、例４で示した条件では、５０℃程度の温度での反りを低減することができ、５０℃前後で測定したときに１５０μｍ以下となるようにできた。例３および例４では、材料を適宜設計することにより、所望の温度における反りを低減するようにすることができる。
【００６１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態における基板の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における基板の構成を示す断面図である。
【図３】基板上に半導体チップおよび封止樹脂を積層させた半導体パッケージの構成の一例を模式的に示す図である。
【図４】基板上に半導体チップおよび封止樹脂を積層させた半導体パッケージの構成の一例を模式的に示す図である。
【図５】半導体パッケージを製造する手順を示す工程断面図である。
【図６】半導体パッケージを製造する手順を示す工程断面図である。
【図７】半導体パッケージに反りが生じた状態を示す模式図である。
【図８】コアの上下に同じ材料により構成された絶縁層を設けた基板の構成の一例を示す図である。
【図９】コアの上下に同じ材料により構成された絶縁層を設けた基板の構成の他の例を示す図である。
【図１０】図８または図９に示した基板上に半導体チップおよび封止樹脂を積層させた半導体パッケージの構成の一例を模式的に示す図である。
【図１１】図８または図９に示した基板上に半導体チップおよび封止樹脂を積層させた半導体パッケージの構成の一例を模式的に示す図である。
【図１２】シミュレーション結果を示す図である。
【図１３】シミュレーション結果を示す図である。
【図１４】反りの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１００ 多層配線基板
１００ａ 多層配線基板
１００ｂ 多層配線基板
１００ｃ 多層配線基板
１００ｄ 多層配線基板
１０２ コア層
１０４ 第１の絶縁層
１０６ 第２の絶縁層
１１０ 半導体チップ
１１０ａ 半導体チップ
１１０ｂ 半導体チップ
１１２ ボンディングワイヤ
１１２ａ ボンディングワイヤ
１２０ 封止樹脂
１２０ａ 封止樹脂
１２０ｂ 封止樹脂
１３０ 半田ボール
１３０ａ 半田ボール
１３０ｂ 半田ボール
１４０ ランド
１５０ 対象物
２００ 半導体パッケージ
３００ 多層配線基板
３００ａ 多層配線基板
３００ｂ 多層配線基板
３０２ コア層
３０４ａ 絶縁層
３０４ｂ 絶縁層
４００ 半導体パッケージ
４００ａ 半導体パッケージ
４００ｂ 半導体パッケージ
【図１】
2009252916.tif 000003
【図２】
2009252916.tif 000004
【図３】
2009252916.tif 000005
【図４】
2009252916.tif 000006
【図５】
2009252916.tif 000007
【図６】
2009252916.tif 000008
【図７】
2009252916.tif 000009
【図８】
2009252916.tif 000010
【図９】
2009252916.tif 000011
【図１０】
2009252916.tif 000012
【図１１】
2009252916.tif 000013
【図１２】
2009252916.tif 000014
【図１３】
2009252916.tif 000015
【図１４】
2009252916.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層配線基板と、前記多層配線基板上に搭載された半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体パッケージであって、
前記多層配線基板は、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層と、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層の間に設けられたコア層と、を含み、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と異なる材料により構成された半導体パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体パッケージにおいて、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と略等しい膜厚を有する半導体パッケージ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体パッケージにおいて、
前記第１の絶縁層の上面および下面に設けられた前記配線層における配線が前記第１の絶縁層の平面積に占める存在比率と、前記第２の絶縁層の上面および下面に設けられた前記配線層における配線が前記第２の絶縁層の平面積に占める存在比率の差が２０％以下である半導体パッケージ。
【請求項４】
請求項１から３いずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上異なる半導体パッケージ。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記多層配線基板は、２５０℃において、反りを有する半導体パッケージ。
【請求項６】
上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層と、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層の間に設けられたコア層と、
を含み、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と異なる材料により構成された多層配線基板。
【請求項７】
請求項６に記載の多層配線基板において、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と略等しい膜厚を有する多層配線基板。
【請求項８】
請求項６または７に記載の多層配線基板において、
前記第１の絶縁層の上面および下面に設けられた前記配線層における配線が前記第１の絶縁層の平面積に占める存在比率と、前記第２の絶縁層の上面および下面に設けられた前記配線層における配線が前記第２の絶縁層の平面積に占める存在比率の差が２０％以下である多層配線基板。
【請求項９】
請求項６から８いずれかに記載の多層配線基板において、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上異なる多層配線基板。
【請求項１０】
請求項６から９いずれかに記載の多層配線基板において、
２５０℃において、反りを有する多層配線基板。
【請求項１１】
上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた２つの絶縁層と、当該絶縁層の間に設けられたコア層とを含む多層配線基板と、前記多層配線基板上に搭載された半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体パッケージの製造方法であって、
所望の所定温度において前記半導体パッケージに上または下に凸の反りが生じる場合に、前記所定温度において、前記多層配線基板に前記半導体パッケージに生じる反りと反対側に反りが生じるように、前記２つの絶縁層をそれぞれ異なる材料により構成する工程を含む半導体パッケージの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、
多層配線基板と、前記多層配線基板上に搭載された半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、を含む半導体パッケージであって、
前記多層配線基板は、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層と、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層の間に設けられたコア層と、を含み、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と異なる材料により構成された半導体パッケージが提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明によれば、
上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第１の絶縁層と、上面および下面にそれぞれ配線層が設けられた第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層の間に設けられたコア層と、
を含み、
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層と異なる材料により構成された多層配線基板が提供される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
一方、このとき、たとえば多層配線基板３００の方が封止樹脂１２０よりも伸張率が大きいとする。この状態を図１１（ｂ）に示す。このとき、半導体パッケージ４００には、封止樹脂１２０側で収縮力が働く。そのため、半導体パッケージ４００は、下側に凸の反りが生じる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６は、たとえばガラスクロスと樹脂とにより構成することができる。ガラスクロスの材料を変化させたり、ガラスクロスの枚数を増やすことにより、樹脂層内のガラスクロスの構成比率を大きくする等してプライ数を変化させたり、または樹脂中のフィラー含有率を変化させる等により、線膨張係数やガラス転移温度等の物性値が異なる材料とすることができる。本実施の形態において、第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６とは、たとえば、線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上異なるように構成される。また、第１の絶縁層１０４および第２の絶縁層１０６とは、たとえば、ガラス転移温度が５℃以上異なるように構成される。なお、本実施の形態において、第１の絶縁層１０４と第２の絶縁層１０６とは、略等しい膜厚を有するようにすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
（例３）
図１および図２を参照して説明したように、コア層１０２の上下に異なる材料により構成された絶縁層をそれぞれ形成した多層配線基板１００を用いた半導体パッケージを想定した。ここで、コア層１０２の下側の絶縁層は例１と同様のものを用い、上側の絶縁層のみ、下側の絶縁層よりも、線膨張係数が低い樹脂材料を用いる想定とした。このときのシミュレーション結果を図１３（ａ）に示す。