(57)【要約】【課題】補強材の製造コストを上昇させることなく、信頼性及びハンドリング性を向上させることができる補強材付き配線基板を提供すること。【解決手段】本発明の補強材付き配線基板１１は、樹脂配線基板４０及び補強材３１を備える。樹脂配線基板４０は、基板主面４１、基板裏面４２及び基板側面４３を有するとともに、四辺を有する平面視矩形状をなし、樹脂絶縁層５３，５４及び導体層５５を積層した構造を有する。補強材３１は、樹脂配線基板４０の四辺を包囲する矩形枠状に形成されるとともに、内壁面３３が、基板側面４３と、基板主面４１の外周部と、基板裏面４２の外周部とに面接合される窪み３４を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板主面、基板裏面及び基板側面を有し、四辺を有する平面視矩形状をなし、樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造の樹脂配線基板と、
前記樹脂配線基板の四辺を包囲する矩形枠状に形成されるとともに、その内壁面が、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部の少なくとも一方とに面接合される窪みを有する補強材と
を備えることを特徴とする補強材付き配線基板。
【請求項２】
前記補強材は、複数のレール部材からなり、前記複数のレール部材をそれぞれの端部において互いに接続することにより、矩形枠状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の補強材付き配線基板。
【請求項３】
前記補強材は、レール状部材であり、前記レール状部材に設けられた３つの屈曲部において屈曲させることにより、矩形枠状に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の補強材付き配線基板。
【請求項４】
前記窪みの内壁面は、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部の少なくとも一方とに対して接着剤を介して接合固定されていることを特徴とする請求項２または３に記載の補強材付き配線基板。
【請求項５】
前記補強材は、前記基板側面に面接触可能な補強材本体と、前記補強材本体から前記樹脂配線基板の中心方向に突出して前記基板主面の外周部に面接触可能な第１突出片と、前記補強材本体から前記樹脂配線基板の中心方向に突出して前記基板裏面の外周部に面接触可能な第２突出片とによって前記窪みを構成しており、
前記第２突出片の厚さは、前記第１突出片の厚さよりも小さくなっている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板。
【請求項６】
前記補強材は、前記基板側面に面接触可能な補強材本体と、前記補強材本体から前記樹脂配線基板の中心方向に突出して前記基板主面の外周部に面接触可能な第１突出片と、前記補強材本体から前記樹脂配線基板の中心方向に突出して前記基板裏面の外周部に面接触可能な第２突出片とによって前記窪みを構成しており、
前記第１突出片と前記第２突出片との間隔は、前記樹脂配線基板の厚さよりも小さくなっており、
前記第１突出片と前記第２突出片とで前記樹脂配線基板を挟み込んでいる
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板。
【請求項７】
前記第１突出片の突出量は、前記第２突出片の突出量よりも大きく設定されることを特徴とする請求項５または６に記載の補強材付き配線基板。
【請求項８】
前記補強材は、前記樹脂配線基板を構成する樹脂材料よりも高剛性の樹脂材料からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂配線基板の反りを防止するための補強材を備えた補強材付き配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パソコンや携帯電話のようなエレクトロニクス機器の普及は、ＩＴ革命として社会構造に大きな変革をもたらしつつある。この技術の核となるのが大規模半導体集積回路（ＬＳＩ）技術であり、かかるＬＳＩ（ＬＳＩチップ）の動作周波数は演算速度の向上を達成するために益々上がる傾向にある。なお、ＬＳＩチップは、ＬＳＩ搭載用配線基板上にフリップチップ接続された状態（いわゆる半導体パッケージの状態）で使用される（例えば、特許文献１参照）。このＬＳＩチップは、一般に熱膨張係数が２．０ｐｐｍ／℃〜５．０ｐｐｍ／℃程度の半導体材料（例えばシリコン等）を用いて形成される。一方、ＬＳＩ搭載用配線基板は、それよりも熱膨張係数がかなり大きい樹脂材料等を用いて形成された樹脂配線基板であることが多い。この樹脂配線基板の一例としては、高分子材料製のコア基板の表面及び裏面にビルドアップ層を形成したものが従来提案されている。
【０００３】
ところで近年では、半導体パッケージが搭載される機器の小型化に伴い、樹脂配線基板の小型化、薄肉化が要求されている。しかし、樹脂配線基板が薄肉化され、特にコア基板の厚さが例えば８００μｍ以下になると、樹脂配線基板の剛性の低下が避けられなくなる。この場合、フリップチップ接続に用いたはんだが冷却される際に、チップ材料と基板材料との熱膨張係数差に起因する熱応力の影響を受けて、樹脂配線基板がチップ搭載面側に反りやすくなる。その結果、チップ接合部分にクラックが起こり、オープン不良などが生じやすくなる。つまり、上記のようなＬＳＩチップを用いて半導体パッケージを構成した場合、高い歩留まりや信頼性を実現できないという問題が生じる。また、樹脂配線基板が小型化されると、半導体パッケージのハンドリング性が低下するという問題も生じる。
【０００４】
上記の問題を解決するために、樹脂配線基板１０１の片面（基板主面１０２または基板裏面１０３）に、両面接着テープ１０４（または、はんだ等）を用いて金属製のスティフナ１０５を貼付した半導体パッケージ１００が提案されている（図１０，図１１参照）。このようにすれば、スティフナ１０５によって樹脂配線基板１０１の反りが抑えられ、樹脂配線基板１０１とＬＳＩチップ１０６との接合部分にクラックが生じにくくなるため、歩留まりが高くなり、信頼性が向上する。また、スティフナ１０５を貼付することで半導体パッケージ１００の剛性が高くなるため、半導体パッケージ１００のハンドリング性が向上する。
【特許文献１】特開２００２−２６５００号公報（図１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スティフナ１０５は、樹脂配線基板１０１の片面のみに接触する単純形状（平板状）であるため、樹脂配線基板１０１の反りを抑える機能を持たせるために自身の剛性を高くする必要がある。そこで、スティフナ１０５を厚く形成することが考えられるが、半導体パッケージ１００全体が肉厚になり、半導体パッケージ１００の大型化に繋がってしまう。よって、スティフナ１０５を、応力の影響を受けても反らない高剛性の金属材料によって形成することが必須となる。しかし、高剛性の金属材料は一般的に高価であるため、スティフナ１０５の製造コストが上昇し、ひいては半導体パッケージ１００の製造コストが上昇してしまう。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、補強材の製造コストを上昇させることなく、信頼性及びハンドリング性を向上させることができる補強材付き配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして上記課題を解決するための手段としては、基板主面、基板裏面及び基板側面を有し、四辺を有する平面視矩形状をなし、樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造の樹脂配線基板と、前記樹脂配線基板の四辺を包囲する矩形枠状に形成されるとともに、その内壁面が、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部の少なくとも一方とに面接合される窪みを有する補強材とを備えることを特徴とする補強材付き配線基板がある。
【０００８】
従って、上記手段の発明によれば、補強材が樹脂配線基板の四辺における２面以上に面接合することで、樹脂配線基板の四辺を確実に補強できるため、樹脂配線基板の反りが確実に抑えられる。それゆえ、樹脂配線基板の反りに起因する不具合が防止されるため、補強材付き配線基板の信頼性が向上する。また、樹脂配線基板に対する補強材の面接合により、補強材付き配線基板の剛性が高くなるため、補強材付き配線基板のハンドリング性が向上する。しかも、補強材は、窪みを有しており、単なる平板状よりも剛性が高い形状であるため、補強材を肉厚にしたり、補強材をコストの高い高剛性の材料を用いて形成したりしなくても済む。従って、補強材の製造コストを上昇させることなく、信頼性及びハンドリング性を向上させることができる。
【０００９】
上記補強材付き配線基板を構成する前記樹脂配線基板は、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮して適宜選択することができる。樹脂配線基板としては、基板主面、基板裏面及び基板側面を有し、四辺を有する平面視矩形状をなし、樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造のものが使用される。
【００１０】
樹脂絶縁層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂絶縁層を形成するための高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。
【００１１】
前記導体層は主として銅からなり、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成される。具体的に言うと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっきなどの手法が適用される。なお、スパッタやＣＶＤ等の手法により薄膜を形成した後にエッチングを行うことで導体層を形成したり、導電性ペースト等の印刷により導体層を形成したりすることも可能である。
【００１２】
また、樹脂配線基板における内層には、コアとして金属板（メタルコア）が設けられていてもよい。かかる金属板を構成する金属の例としては、銅や銅合金、銅以外の金属単体や合金などがある。さらに、樹脂配線基板は、コア基板（樹脂製）上に、樹脂絶縁層と導体層とを交互に形成した形態としてもよい。
【００１３】
上記補強材付き配線基板を構成する補強材は、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部の少なくとも一方とに面接合される。補強材の形状等は特に限定されず任意であるが、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部とに面接合されうる平面（内壁面）を有していることがよい。従って、例えば、前記基板側面と、前記基板主面の外周部とに面接合する断面略Ｌ字状の補強材、前記基板側面と、前記基板裏面の外周部とに面接合する断面略Ｌ字状の補強材、前記基板側面、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部に面接合する断面略コ字状の補強材などを用いることが好ましく、特には、前記基板側面、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部に面接合する断面略コ字状の補強材がよい。このようにすれば、断面略Ｌ字状である場合よりも補強材の剛性が高くなるため、樹脂配線基板の剛性がよりいっそう向上する。また、選択可能な補強材の形成材料の種類がさらに多くなるため、より低コストの材料を用いて補強材を形成することが可能となり、補強材の製造コストがよりいっそう低減される。
【００１４】
なお、前記基板側面、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部に面接合する断面略コ字状の補強材の一例としては、前記基板側面に面接触可能な補強材本体と、前記補強材本体から前記樹脂配線基板の中心方向に突出して前記基板主面の外周部に面接触可能な第１突出片と、前記補強材本体から前記樹脂配線基板の中心方向に突出して前記基板裏面の外周部に面接触可能な第２突出片とによって前記窪みを構成しているものを挙げることができる。この場合、前記第１突出片と前記第２突出片との間隔は、前記樹脂配線基板の厚さよりも小さくなっており、前記第１突出片と前記第２突出片とで前記樹脂配線基板を挟み込んでいることが好ましい。このようにすれば、補強材本体の内側面（内壁面）、第１突出片の内側面（内壁面）、及び、第２突出片の内側面（内壁面）の３面で樹脂配線基板を保持できるため、樹脂配線基板をより安定的に保持できる。しかも、接着剤を用いなくても、樹脂配線基板に補強材を確実に接合することができる。また、接着剤を用いるようにすれば、樹脂配線基板と補強材との接合がより確実になる。なお、基板主面側に例えば半導体集積回路素子が搭載され、基板裏面側が樹脂配線基板を搭載するための母基板に接続される場合、前記第２突出片の厚さは、前記第１突出片の厚さよりも小さくなっていることが好ましい。このようにすれば、樹脂配線基板に補強材を取り付けた場合でも、基板裏面と母基板との間隔があまり大きくならなくて済むため、基板裏面側と母基板とを容易に接続することができる。また、前記第１突出片の突出量は、前記第２突出片の突出量よりも大きく設定されることが好ましい。このようにすれば、第１突出片の突出量が第２突出片の突出量以下である場合よりも補強材の剛性が高くなるため、樹脂配線基板の剛性がよりいっそう向上する。
【００１５】
ここで、上記半導体集積回路素子としては、熱膨張係数が５．０ｐｐｍ／℃未満であるものが使用される。半導体集積回路素子の熱膨張係数は、特に２．０ｐｐｍ／℃以上５．０ｐｐｍ／℃未満であることがよく、その例としては、熱膨張係数が４．０ｐｐｍ／℃程度のシリコンからなる半導体集積回路素子（ＬＳＩチップ）などを挙げることができる。前記半導体集積回路素子の大きさ及び形状は特に限定されないが、少なくとも一辺が５．０ｍｍ以上であることがよい。このような大型の半導体集積回路素子になると、発熱量が増大しやすく応力の影響も受けやすいため、本願発明の課題が発生しやすくなるからである。このような薄肉の半導体集積回路素子になると、剛性が弱くなって応力の影響を受けやすくなるため、本願発明の課題が発生しやすくなるからである。
【００１６】
ここで、半導体集積回路素子の「熱膨張係数」とは、厚み方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ方向）の熱膨張係数のことを意味し、０℃〜１００℃の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測定した値のことをいう。「ＴＭＡ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ０１に規定されるものをいう。
【００１７】
前記補強材は、前記樹脂配線基板を構成する樹脂材料よりも高剛性の樹脂材料からなることが好ましく、例えば樹脂配線基板を構成する樹脂材料よりもヤング率が高い樹脂材料からなることが好ましい。具体的には、補強材を構成する樹脂材料のヤング率は５０ＧＰａ以上であることが好適である。その理由は、補強材自体に高い剛性が付与されていれば、それを面接合することで樹脂配線基板に高い剛性を付与することができ、外部から加わる応力に対していっそう強くなるからである。また、高い剛性を有する補強材であれば、補強材を薄くしても樹脂配線基板に十分高い剛性を付与することができるため、補強材付き配線基板全体の薄肉化を阻害しないからである。なお、単に、樹脂配線基板よりも高剛性という条件を満たすものであれば、補強材はセラミック製であっても金属製であってもよい。しかし、製造コストや軽量化の面から言えば、補強材は、一般的にセラミック材料や金属材料よりも安価かつ軽量な樹脂材料からなることが好ましい。
【００１８】
前記補強材を構成する樹脂材料の好適例としては、ＰＢ樹脂（ポリブテン樹脂）、ＰＡ樹脂（ポリアミド樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体）、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）などが挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料等を使用してもよい。
【００１９】
また前記補強材は、高い剛性を有することに加えて、低い熱膨張係数を有することが好ましい。補強材の熱膨張係数は、前記樹脂絶縁層の熱膨張係数よりも低いことがよく、具体的には５ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃未満であることがよい。
【００２０】
前記補強材は樹脂配線基板側に面接合されるが、面接合の手法は特に限定されることはなく、補強材を形成している材料の性質、形状等に合った周知の手法を採用することができる。例えば、前記窪みの内壁面を、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部の少なくとも一方とに対して接着剤を介して接合固定することが好ましい。このようにすれば、樹脂配線基板に対して補強材を確実かつ容易に接合することができる。なお、補強材が樹脂材料からなる場合、接着剤としては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ゴム系接着剤などが挙げられる。また、補強材が金属材料やセラミック材料からなる場合、接着剤としては、ポリマーを主成分とする接着剤などが挙げられる。
【００２１】
なお、前記補強材は、複数のレール部材からなり、前記複数のレール部材をそれぞれの端部において互いに接続することにより、矩形枠状に形成されていることが好ましい。また、前記補強材は、レール状部材であり、前記レール状部材に設けられた３つの屈曲部において屈曲させることにより、矩形枠状に形成されたものであってもよい。補強材が複数のレール部材からなる場合、補強材がレール状部材である場合よりも構造が簡単になるため、複数のレール部材からなる補強材の製造コストがよりいっそう低減される。一方、補強材がレール状部材である場合、複数のレール部材を互いに接続する工程が不要となるため、補強材の製造が容易になる。ここで、それぞれのレール部材の平面視での形状は、基本的に任意であるが、各レール部材を互いに接続した際に矩形枠状となるような形状、例えば、平面視略棒状（平面視略Ｉ字状）、平面視略Ｌ字状、平面視略コ字状などに形成される。なお、それぞれのレール部材を同じ形状にすれば、同じ設備で全てのレール部材を形成できるため、補強材の製造コストをよりいっそう低減することができる。
【００２２】
前記補強材を作製する方法としては、樹脂シートに対するレーザー加工を行って矩形枠状の補強材を切り出す方法、樹脂シートに対するレーザー加工により複数のレール部材を切り出した後にそれぞれのレール部材をそれぞれの端部において互いに接合して矩形枠状の補強材を得る方法、樹脂シートを打ち抜くことにより補強材を得る方法、金型に樹脂材を流し込んで硬化させることにより補強材を得る方法、印刷によって補強材を得る方法などが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２４】
図１〜図３に示されるように、本実施形態の半導体パッケージ１０は、スティフナ付き配線基板１１（補強材付き配線基板）と、半導体集積回路素子であるＬＳＩチップ２１とからなるＰＧＡ（ピングリッドアレイ）である。なお、半導体パッケージ１０の形態は、ＰＧＡのみに限定されず、例えばＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）やＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）等であってもよい。ＬＳＩチップ２１は、縦１５．０ｍｍ×横１５．０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの矩形平板状であって、熱膨張係数が４．２ｐｐｍ／℃のシリコンからなる。ＬＳＩチップ２１の下面２４側の表層には、図示しない回路素子が形成されている。また、ＬＳＩチップ２１の下面２４側には、複数の面接続端子２２が格子状に設けられている。
【００２５】
一方、スティフナ付き配線基板１１は、樹脂配線基板４０と、補強材である配線基板用スティフナ（以下「スティフナ」という）３１とを備えている。樹脂配線基板４０は、１つの基板主面４１、１つの基板裏面４２及び４つの基板側面４３を有し、四辺を有する平面視矩形状をなしている。また、樹脂配線基板４０は、ガラスエポキシからなる略矩形板状のコア基板４４を有するとともに、コア基板４４のコア主面４５（図３では上面）上に第１ビルドアップ層５１を有し、同じくコア基板４４のコア裏面４６（図３では下面）上に第２ビルドアップ層５２を有するビルドアップ多層配線基板である。
【００２６】
図３に示されるように、本実施形態のコア基板４４は、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚さ０．４ｍｍの平面視略矩形状である。コア基板４４は、平面方向（ＸＹ方向）における熱膨張係数が１０〜３０ｐｐｍ／℃程度（具体的には１８ｐｐｍ／℃）となっている。なお、コア基板４４の熱膨張係数は、０℃〜ガラス転移温度（Ｔｇ）間の測定値の平均値をいう。また、コア基板４４における複数箇所には、コア主面４５及びコア裏面４６を貫通するスルーホール導体４７が形成されている。これらのスルーホール導体４７は、コア基板４４のコア主面４５側とコア裏面４６側とを接続導通している。なお、スルーホール導体４７の内部は、例えばエポキシ樹脂などの閉塞体４８で埋められている。そして、スルーホール導体４７における開口部には銅めっき層からなる蓋状導体４９が形成され、その結果スルーホール導体４７が塞がれている。
【００２７】
図３に示されるように、コア基板４４のコア主面４５上に形成された第１ビルドアップ層５１は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の樹脂絶縁層５３と、銅からなる導体層５５とを交互に積層した構造を有している。本実施形態において、樹脂絶縁層５３の熱膨張係数は、１０〜６０ｐｐｍ／℃程度（具体的には２０ｐｐｍ／℃程度）となっている。なお、樹脂絶縁層５３の熱膨張係数は、０℃〜ガラス転移温度（Ｔｇ）間の測定値の平均値をいう。各樹脂絶縁層５３における複数箇所には、導体層５５に接続されるビア導体５８が形成されている。なお、ビア導体５８は、電解銅めっきによって形成されるコンフォーマルビア（完全に銅めっきが埋まらない形態のビア）である。また、第２層の樹脂絶縁層５３の表面上における複数箇所には、端子パッド５６がアレイ状に形成されている。さらに、第２層の樹脂絶縁層５３の表面は、ソルダーレジスト（図示略）によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジストの所定箇所には端子パッド５６を露出させる開口部（図示略）が形成され、端子パッド５６の表面上には複数のはんだバンプ５７が配設されている。各はんだバンプ５７は、前記ＬＳＩチップ２１の面接続端子２２に電気的に接続されている。即ち、ＬＳＩチップ２１は、樹脂配線基板４０の前記基板主面４１側に搭載されている。また、ＬＳＩチップ２１と樹脂配線基板４０との隙間には、熱硬化性樹脂からなるアンダーフィル材６１が充填形成されている。
【００２８】
図３に示されるように、コア基板４４のコア裏面４６上に形成された第２ビルドアップ層５２は、上述した第１ビルドアップ層５１とほぼ同じ構造を有している。即ち、第２ビルドアップ層５２は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる２層の樹脂絶縁層５４と、導体層５５とを交互に積層した構造を有しており、樹脂絶縁層５４の熱膨張係数が１０〜６０ｐｐｍ／℃程度（具体的には２０ｐｐｍ／℃程度）となっている。また、各樹脂絶縁層５４における複数箇所には、導体層５５に接続されるビア導体５８が形成されている。なお、ビア導体５８は、電解銅めっきによって形成されるコンフォーマルビアである。また、第２層の樹脂絶縁層５４の下面上における複数箇所には、導体層５５に電気的に接続されるＰＧＡ用パッド５９が形成されている。さらに、第２層の樹脂絶縁層５４の下面は、ソルダーレジスト（図示略）によってほぼ全体的に覆われている。ソルダーレジストの所定箇所には、ＰＧＡ用パッド５９を露出させる開口部（図示略）が形成されている。ＰＧＡ用パッド５９の表面上には、図示しないマザーボード（母基板）との電気的な接続を図るための複数のピン６０がはんだ付けによって接合されている。そして、各ピン６０により、図１〜図３に示されるスティフナ付き配線基板１１は図示しないマザーボード上に実装される。
【００２９】
図１〜図５に示されるように、前記スティフナ３１は、前記樹脂配線基板４０の四辺（即ち、前記４つの基板側面４３を構成する辺）を包囲する環状樹脂部材である。本実施形態のスティフナ３１は、縦５２．０ｍｍ×横５２．０ｍｍ×厚さ２．０ｍｍの平面視矩形枠状である。なお、スティフナ３１の表面（図２では上面）の面積は５８８ｍｍ２であって、樹脂配線基板４０の基板主面４１の面積は２５００ｍｍ２であるため、スティフナ３１の表面の面積は基板主面４１の面積の約２４％となっている。スティフナ３１は、樹脂配線基板４０（コア基板４４及びビルドアップ層５１，５２）を構成する樹脂材料（本実施形態ではガラスエポキシ及びエポキシ樹脂）よりも高剛性の樹脂材料（本実施形態ではポリブテン樹脂）によって形成されている。これにより、スティフナ３１の熱膨張係数は、樹脂絶縁層５３，５４の熱膨張係数（２０ｐｐｍ／℃程度）よりも小さい値となっており、具体的には約１５ｐｐｍ／℃に設定されている。また、スティフナ３１のヤング率は、樹脂配線基板４０のヤング率（約３０ＧＰａ）よりも大きい値となっており、約５０ＧＰａに設定されている。
【００３０】
図１，図４，図５に示されるように、スティフナ３１は、２つのレール部材（具体的には、平面視略コ字状のレール部材３５と平面視略棒状のレール部材３６）からなっている。各レール部材３５，３６をそれぞれの端部において互いに接続することにより、矩形枠状のスティフナ３１が形成される。
【００３１】
また図２〜図５に示されるように、スティフナ３１（レール部材３５，３６）は、補強材本体３７、第１突出片３８及び第２突出片３９により、一側面側に窪み３４を有する断面略コ字状に構成される。補強材本体３７は、前記基板側面４３と平行に配置されており、基板側面４３に面接触可能となっている。第１突出片３８は、補強材本体３７の第１端部（図３では上端部）から前記樹脂配線基板４０の中心方向に突出して、前記基板主面４１の外周部（即ち、前記ＬＳＩチップ２１の実装エリアであるダイエリアを除く領域）に面接触可能となっている。第２突出片３９は、補強材本体３７の第２端部（図３では下端部）から樹脂配線基板４０の中心方向（即ち、第１突出片３８と同一方向）に突出して、前記基板裏面４２の外周部（即ち、前記ピン６０が存在するエリアを除く領域）に面接触可能となっている。なお、補強材本体３７の幅（図３では上端から下端までの高さ）は、本実施形態では２．０ｍｍに設定されている。第１突出片３８及び第２突出片３９の突出長さ（突出量）は、互いに等しく設定されており、本実施形態では約２．０ｍｍに設定されている。また、第１突出片３８と第２突出片３９との間隔は、樹脂配線基板４０の厚さよりもやや大きくなっており、本実施形態では約０．８ｍｍに設定されている。さらに、補強材本体３７及び第１突出片３８の厚さは、スティフナ３１が所望の剛性を得られる程度に設定されており、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下（本実施形態では１．０ｍｍ）に設定されている。一方、第２突出片３９の厚さは、樹脂配線基板４０側のピン６０とマザーボードとの接続を容易にするために、補強材本体３７及び第１突出片３８の厚さよりも小さく設定されており、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下（本実施形態では０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下）に設定されている。
【００３２】
そして図２，図３に示されるように、窪み３４の内壁面３３は、基板側面４３と、基板主面４１の外周部と、基板裏面４２の外周部とに対して、接着剤３２を介して面接合（接合固定）される。なお、本実施形態の接着剤３２は、エポキシ系接着剤である。
【００３３】
次に、本実施形態の半導体パッケージ１０の製造方法について説明する。
【００３４】
まず、樹脂配線基板４０を従来周知の手法により作製し、あらかじめ準備しておく。樹脂配線基板４０は以下のように作製される。まず、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚み０．４ｍｍの基材の両面に銅箔が貼付された銅張積層板（図示略）を準備する。そして、ＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通する貫通孔を所定位置にあらかじめ形成しておく。次に、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでスルーホール導体４７を形成した後、そのスルーホール導体４７内に閉塞体４８を充填形成する。さらに、銅張積層板の両面に対して銅めっきを行った後、さらに銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って蓋状導体４９をパターニングする。具体的には、無電解銅めっきの後、露光及び現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。その結果、コア基板４４を得る。
【００３５】
次に、コア基板４４のコア主面４５及びコア裏面４６に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、ビア導体５８が形成されるべき位置に盲孔を有する第１層の樹脂絶縁層５３，５４（厚さ４０μｍ）を形成する。さらに、従来公知の手法（例えばセミアディティブ法）に従って電解銅めっきを行い、前記盲孔の内部にビア導体５８を形成するとともに、樹脂絶縁層５３，５４上に導体層５５を形成する。
【００３６】
次に、第１層の樹脂絶縁層５３，５４上に感光性エポキシ樹脂を被着し、露光及び現像を行うことにより、ビア導体５８が形成されるべき位置に盲孔を有する第２層の樹脂絶縁層５３，５４（厚さ４０μｍ）を形成する。次に、従来公知の手法に従って電解銅めっきを行い、前記盲孔の内部にビア導体５８を形成する。さらに、第２層の樹脂絶縁層５３上に端子パッド５６を形成するとともに、第２層の樹脂絶縁層５４上にＰＧＡ用パッド５９を形成する。
【００３７】
この後、第２層の樹脂絶縁層５３，５４上にソルダーレジストを形成する。次に、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、ソルダーレジストに、端子パッド５６やＰＧＡ用パッド５９を露出させる開口部をパターニングする。以上の結果、両面にビルドアップ層５１，５２を備える所望の樹脂配線基板４０が完成する。
【００３８】
その後、樹脂配線基板４０における複数の端子パッド５６上に略半球状のはんだバンプ５７を形成しておく。はんだバンプ５７を形成する手法としては特に限定されず、印刷法やめっき法などの周知の手法を採用することができる。次に、はんだ付けにより、ＰＧＡ用パッド５９の表面上にピン６０を接合する。その後、樹脂配線基板４０の基板主面４１にＬＳＩチップ２１を載置する。このとき、ＬＳＩチップ２１側の面接続端子２２と、樹脂配線基板４０側の端子パッド５６とを位置合わせするようにする。そして、２００℃前後の温度に加熱して各はんだバンプ５７をリフローすることにより、各面接続端子２２と各端子パッド５６とを接合する。この後、ＬＳＩチップ２１と樹脂配線基板４０との隙間にアンダーフィル材６１となる熱硬化性樹脂を充填しかつ熱硬化させる。
【００３９】
また、樹脂配線基板４０を補強するためのスティフナ３１を作製し、あらかじめ準備しておく。スティフナ３１は、例えば以下のように作製される。まず、第１型（図示略）と第２型（図示略）とを合わせることにより、内部に平面視略コ字状のレール部材３５と同一形状かつ同一体積のキャビティを構成する。この状態で、熱可塑性を有するポリブテン樹脂を加熱した状態でキャビティ内に充填した後、冷却することにより、レール部材３５が成形される。その後、第１型及び第２型を互いに離間させれば、成形されたレール部材３５が取り出される。同様に、第３型（図示略）と第４型（図示略）とを合わせることにより、内部に平面視略棒状のレール部材３６と同一形状かつ同一体積のキャビティを構成する。この状態で、ポリブテン樹脂を加熱した状態でキャビティ内に充填した後、冷却することにより、レール部材３６が形成される。その後、第３型及び第４型を互いに離間させれば、成形されたレール部材３６が取り出される。
【００４０】
次に、レール部材３５の窪み３４内に接着剤３２を塗布し、その窪み３４内に樹脂配線基板４０を挿入する（図４参照）。さらに、レール部材３６の窪み３４内に接着剤３２を塗布するとともに、レール部材３５の両端部に設けられた端面３０（図４参照）に接着剤を塗布する。なお、端面３０に塗布される接着剤は、窪み３４内に塗布される接着剤３２と同じものである。そして、レール部材３６の両端部（第１突出片３８及び第２突出片３９の先端面）をレール部材３５の両端部（端面３０）に接触させるとともに、レール部材３６の窪み３４内に樹脂配線基板４０の外周部を挿入させる。この状態で、接着剤を乾燥硬化させれば、各レール部材３５，３６が、それぞれの端部において接着剤を介して互いに接続され、矩形枠状のスティフナ３１が形成される。また、接着剤３２の乾燥硬化により、スティフナ３１が樹脂配線基板４０に対して接合固定され、図１に示す半導体パッケージ１０が得られる。なお、各レール部材３５，３６を互いに接続する接着剤、及び、スティフナ３１を樹脂配線基板４０に接合固定する接着剤３２は、常温（非加熱状態）で乾燥硬化されるため、樹脂配線基板４０が熱応力の影響を受けなくて済む。
【００４１】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４２】
（１）本実施形態のスティフナ付き配線基板１１によれば、スティフナ３１が樹脂配線基板４０の四辺における複数の面（基板主面４１、基板裏面４２、基板側面４３）に面接合することで、樹脂配線基板４０の四辺を確実に補強できるため、樹脂配線基板４０の反りが確実に抑えられる。それゆえ、樹脂配線基板４０の反りに起因する不具合が防止されるため、スティフナ付き配線基板１１の信頼性が向上する。さらに、樹脂配線基板４０が反りにくくなることで基板裏面４２が平坦になるため、半導体パッケージ１０を確実にマザーボード上に実装できる。また、樹脂配線基板４０に対するスティフナ３１の面接合により、スティフナ付き配線基板１１の剛性が高くなるため、スティフナ付き配線基板１１のハンドリング性が向上する。しかも、スティフナ３１は、窪み３４を有しており、単なる平板状よりも剛性が高い形状であるため、スティフナ３１を肉厚にしたり、スティフナ３１をコストの高い高剛性の材料を用いて形成したりしなくても済む。従って、スティフナ３１の製造コストを上昇させることなく、信頼性及びハンドリング性を向上させることができる。
【００４３】
（２）本実施形態のスティフナ３１は、複数のレール部材３５，３６をそれぞれの端部において互いに接続することにより、矩形枠状に形成されている。従って、比較的単純な構造のレール部材３５，３６によってスティフナ３１を形成できるため、スティフナ３１の製造コストがよりいっそう低減される。
【００４４】
（３）本実施形態の第１突出片３８の突出長さは約２．０ｍｍであり、第１突出片３８は、基板主面４１の外周部の一部分のみを覆っているに過ぎない。よって、基板主面４１の露出部分が大きくなるため、基板主面４１上に、ＬＳＩチップ２１だけでなく、ＬＳＩチップ２１以外の電子部品も容易に実装することができる。
【００４５】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
【００４６】
・上記実施形態のスティフナ３１は、複数のレール部材３５，３６からなり、各レール部材３５，３６をそれぞれの端部において互いに接続することにより、矩形枠状に形成されていた。しかし、スティフナ３１は、矩形枠状の１つの部材であってもよい。
【００４７】
また図６，図７に示されるように、３つの屈曲部７３を有するレール状部材７２を各屈曲部７３においてそれぞれ９０°ずつ屈曲させることにより、矩形枠状に形成されるスティフナ７１であってもよい。なお、各屈曲部７３は、レール状部材７２において等間隔に３つ設けられている。このようにすれば、上記実施形態のような各レール部材３５，３６を互いに接続する工程が不要となるため、スティフナ７１の製造が容易になる。
【００４８】
・上記実施形態では、第１突出片３８と第２突出片３９との間隔が、樹脂配線基板４０の厚さよりもやや大きくなっていた。しかし、第１突出片３８と第２突出片３９との間隔を樹脂配線基板４０の厚さより小さくし、第１突出片３８と第２突出片３９とで樹脂配線基板４０を挟み込むようにしてもよい。このようにすれば、接着剤３２を用いなくても、樹脂配線基板４０にスティフナ３１を確実に接合することができる。また、接着剤３２を用いるようにすれば、樹脂配線基板４０とスティフナ３１との接合がより確実になる。
【００４９】
・上記実施形態の半導体パッケージ１０を構成するスティフナ付き配線基板１１は、第１突出片３８及び第２突出片３９の突出長さが互いに等しく設定されたスティフナ３１を備えていた。なお、基板裏面４２は、ＰＧＡ用パッド５９（及びピン６０）が略全面に配置されているために強度が高いが、基板主面４１は、ＬＳＩチップ２１が中央部に配置されているだけであるために強度が低い。
【００５０】
そこで図８に示されるように、第１突出片８２の突出量Ｌ１を第２突出片８３の突出量Ｌ２よりも大きく設定したスティフナ８１を、半導体パッケージ１０Ａを構成するスティフナ付き配線基板１１Ａに設けてもよい。ここで、第１突出片８２の突出量Ｌ１は４ｍｍに設定され、第２突出片８３の突出量Ｌ２は２ｍｍに設定されている。また、第１突出片８２は第２突出片８３よりも厚く設定されている。具体的に言うと、第１突出片８２の厚さは０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下（図８では１．０ｍｍ）に設定され、第２突出片８３の厚さは０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下（図８では０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下）に設定されている。このようにすれば、スティフナ８１の剛性がよりいっそう高くなるため、樹脂配線基板４０の剛性がよりいっそう向上する。
【００５１】
・図９に示されるように、半導体パッケージ１０Ｂを構成するスティフナ付き配線基板１１Ｂにスティフナ９１を設け、スティフナ９１の上面９２上にプリント配線基板Ｐ１を設置してもよい。なお、スティフナ９１の第１突出片９４は、基板主面４１からＬＳＩチップ２１の表面（図９では上面）までの高さよりも厚く設定されているため、プリント配線基板Ｐ１はＬＳＩチップ２１に接触しないようになる。即ち、スティフナ９１は、樹脂配線基板４０を補強する機能と、樹脂配線基板４０とプリント配線基板Ｐ１との間に介在するスペーサとしての機能とを兼ねている。
【００５２】
さらに、スティフナ９１に、内側面９３側及び上面９２側を導通させるスルーホール導体（図示略）と、内側面９３上及び上面９２上に配置されスルーホール導体に接続される端子パッド（図示略）とを設け、スルーホール導体及び端子パッドを介して樹脂配線基板４０とプリント配線基板Ｐ１とを電気的に接続してもよい。
【００５３】
・上記実施形態におけるスティフナ３１は、ポリブテン樹脂によって形成されていた。しかし、スティフナ３１を他の樹脂材料によって形成してもよいし、アンバー（Ｆｅ−Ｎｉ系合金、３６％Ｎｉ）などの金属材料や、セラミック材料などによって形成してもよい。なお、スティフナ３１を金属材料によって形成すれば、静電気やノイズ源からの電磁波をスティフナ３１によって遮蔽することができる。
【００５４】
・上記実施形態において、樹脂配線基板４０における基板主面４１上や基板裏面４２上には、ＬＳＩチップ２１のほかに電子部品が実装されていてもよい。電子部品としては、例えば、裏面または側面に複数の端子を有するチップ部品（例えばチップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップコイルなど）などがある。
【００５５】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５６】
（１）基板主面、基板裏面及び基板側面を有し、四辺を有する平面視矩形状をなし、樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造の樹脂配線基板、及び、前記樹脂配線基板の四辺を包囲する矩形枠状に形成されるとともに、その内壁面が、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部の少なくとも一方とに面接合される窪みを有する補強材を備える補強材付き配線基板と、前記基板主面及び前記基板裏面の少なくとも一方の側に搭載された半導体集積回路素子とを備えることを特徴とする半導体パッケージ。
【００５７】
（２）基板主面、基板裏面及び基板側面を有し、四辺を有する平面視矩形状をなし、樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造の樹脂配線基板を備える補強材付き配線基板に取り付けられ、前記樹脂配線基板の四辺を包囲する矩形枠状に形成される補強材であって、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部の少なくとも一方とに面接合可能な窪みを一側面側に有する複数のレール部材からなり、前記複数のレール部材をそれぞれの端部において互いに接続することにより、矩形枠状に形成されることを特徴とする配線基板用補強材。
【００５８】
（３）基板主面、基板裏面及び基板側面を有し、四辺を有する平面視矩形状をなし、樹脂絶縁層及び導体層を積層した構造の樹脂配線基板を備える補強材付き配線基板に取り付けられ、前記樹脂配線基板の四辺を包囲する矩形枠状に形成される補強材であって、前記基板側面と、前記基板主面の外周部及び前記基板裏面の外周部の少なくとも一方とに面接合可能な窪みを一側面側に有する複数のレール部材からなり、前記複数のレール部材をそれぞれの端部において互いに接続することにより、矩形枠状に形成されており、前記複数のレール部材は、補強材本体と、前記補強材本体から突出する第１突出片と、前記補強材本体から前記第１突出片と同一方向に突出する第２突出片とによって前記窪みを構成しており、前記第１突出片と前記第２突出片との間隔が、前記樹脂配線基板の厚さよりも小さくなっており、前記第１突出片と前記第２突出片とで前記樹脂配線基板を挟持可能となっていることを特徴とする配線基板用補強材。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態における半導体パッケージを示す概略斜視図。
【図２】半導体パッケージを示す概略断面図。
【図３】半導体パッケージを示す要部断面図。
【図４】樹脂配線基板にスティフナを取り付けるときの状態を示す概略斜視図。
【図５】スティフナの構成を示す概略斜視図。
【図６】他の実施形態における半導体パッケージを示す概略斜視図。
【図７】同じく、スティフナの構成を示す説明図。
【図８】他の実施形態における半導体パッケージを示す要部断面図。
【図９】他の実施形態における半導体パッケージを示す概略断面図。
【図１０】従来技術における半導体パッケージを示す概略斜視図。
【図１１】同じく、半導体パッケージを示す概略断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１１，１１Ａ，１１Ｂ…補強材付き配線基板としてのスティフナ付き配線基板
３１，７１，８１，９１…補強材としてのスティフナ
３２…接着剤
３３…補強材の内壁面
３４…窪み
３５，３６…レール部材
３７…補強材本体
３８，８２，９４…第１突出片
３９，８３…第２突出片
４０…樹脂配線基板
４１…基板主面
４２…基板裏面
４３…基板側面
５３，５４…樹脂絶縁層
５５…導体層
７２…レール状部材
７３…屈曲部
Ｌ１…第１突出片の突出量
Ｌ２…第２突出片の突出量
【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】
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【図６】
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【図７】
2009021578.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009021578.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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