JP2009021579A - 補強材付き配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板裏面側の導体層から基板主面側の導体層に大電流を供給することができ、しかも、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】本発明の配線基板11は、樹脂配線基板40、補強材31及び板状接続端子片71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、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が有する辺の部分に配置されるとともに、基板側面43と、基板主面41の外周部と、基板裏面42の外周部とに内側面33が面接合される。板状接続端子片71は、内側面33に沿うようにして補強材31に取り付けられ、基板主面41側の導体層73及び基板裏面42側の導体層73に接触してそれらを電気的に接続する。
【選択図】図4
【解決手段】本発明の配線基板11は、樹脂配線基板40、補強材31及び板状接続端子片71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、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が有する辺の部分に配置されるとともに、基板側面43と、基板主面41の外周部と、基板裏面42の外周部とに内側面33が面接合される。板状接続端子片71は、内側面33に沿うようにして補強材31に取り付けられ、基板主面41側の導体層73及び基板裏面42側の導体層73に接触してそれらを電気的に接続する。
【選択図】図4
Description
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。
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。
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。
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13,図14参照)。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。
特開2002−26500号公報(図1など)
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。
また、上記したLSIチップ106は、性能向上に伴って電流の消費量が大きくなる傾向にあるため、樹脂配線基板101内に大電流供給用の供給経路を設ける必要がある。なお、樹脂配線基板101は、コア基板の表面及び裏面に樹脂絶縁層及び導体層からなるビルドアップ層を積層した構造であり、供給経路は、コア基板を厚さ方向に貫通するスルーホール導体、複数の導体層、樹脂絶縁層を厚さ方向に貫通するビア導体などを通過する経路である。
ところが、樹脂配線基板101内に供給経路を設けるためには、大掛かりな設計変更を行わなければならない。仮に、供給経路を設けることができたとしても、導体層は、樹脂配線基板101の肉薄化に伴って薄く形成されるために抵抗が大きい。また、スルーホール導体やビア導体は、スペースの問題上、外径を大きくしたり数を増やしたりすることが困難であるために抵抗が大きい。従って、供給経路を介して基板裏面103側から基板主面102側に電流を供給したとしても電圧降下が大きくなるため、LSIチップ106に大電流を確実に供給することができない。
さらに、従来構造のスティフナ105は、単純に樹脂配線基板101を補強するだけの機能を有するものであるため、さらに別の機能を付与すれば、更なる高機能化が図られると考えられる。
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、樹脂配線基板の構造を変更することなく、基板裏面側の導体層から基板主面側の導体層に大電流を供給することができ、しかも、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。
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、前記樹脂配線基板が有する辺の部分に配置されるとともに、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内側面が面接合される補強材と、前記補強材の内側面または外側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられ、前記樹脂配線基板の前記基板主面側の導体層及び前記基板裏面側の導体層に接触してそれらを電気的に接続する板状接続端子片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。
従って、上記手段の発明によれば、補強材は、樹脂配線基板の四辺における2面以上に面接合される構成である。このため、補強材の内側面または外側面に沿うようにして板状接続端子片を補強材に取り付けることが容易になり、樹脂配線基板の外側をバイパスさせて、基板主面側の導体層と基板裏面側の導体層とを電気的に接続することができる。従って、樹脂配線基板の構造を変更することなく、板状接続端子片を介して、基板裏面側の導体層から基板主面側の導体層に大電流を供給することができる。
また、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、樹脂配線基板の四辺における2面以上に面接合させるために、単なる平板状よりも剛性が高い形状となる。よって、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。
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。
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。
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。
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。
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(内側面)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い。特に、補強材は、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であることがよい。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。
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突出片とによって構成され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、第1突出片の内側面、及び、第2突出片の内側面の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。
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50.0mm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、信頼性の低下という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、信頼性の低下という本願発明の課題が発生しやすくなるからである。
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。
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、補強材の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。
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。
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。
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、補強材の内側面は、その一部に前記板状接続端子片が接着剤を介して貼り付けられるとともに、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が好ましい。このようにすれば、補強材に対して板状接続端子片を確実かつ容易に接合できるとともに、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。
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。
前記補強材は、前記内側面側及び前記外側面側を導通させる導体柱と、前記外側面上に配置され前記導体柱に接続される端子パッドとを備え、前記板状接続端子片は、前記導体柱における前記内側面側の端部に接続されていてもよい。このようにすれば、補強材の外側面上に電子部品を実装することができる。仮に、樹脂配線基板に電子部品を実装する場合、電子部品に欠陥があると、電子部品だけでなく樹脂配線基板も無駄になってしまう。一方、上記のように補強材に電子部品を実装する場合、電子部品を実装し直せばよいため、樹脂配線基板が無駄になることはない。
上記補強材付き配線基板を構成する板状接続端子片は、前記樹脂配線基板の前記基板主面側の導体層及び前記基板裏面側の導体層に接触してそれらを電気的に接続している。板状接続端子片は、前記補強材の内側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられていてもよいし、前記補強材の外側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられていてもよいが、前記補強材の内側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられることが好ましい。このようにすれば、板状接続端子片が補強材によって保護されるため、板状接続端子片が他の導電性部材に接触することによる短絡を防止することができる。また、板状接続端子片の破損、腐食などを防止できる。
板状接続端子片を形成する材料としては、導電性を有する材料(例えば導電性金属材料)であることがよく、例えば、鉄、銀、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、スズ、スズ合金、アンバー(Fe−Ni系合金、36%Ni)、いわゆる42アロイ(Fe−Ni系合金、42%Ni)、いわゆる50アロイ(Fe−Ni系合金、50%Ni)等といったFe−Ni系合金、タングステン、モリブデン等の使用が好適である。
前記板状接続端子片は、前記樹脂配線基板よりも高剛性の導電性金属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導電性金属材料からなることが好ましい。具体的には、補強材を構成する導電性金属材料のヤング率は50GPa以上であることが好適である。その理由は、板状接続端子片自体に高い剛性が付与されていれば、補強材と板状接続端子片との両方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。
また前記板状接続端子片は、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。板状接続端子片の熱膨張係数は、前記樹脂配線基板の熱膨張係数よりも低いことがよく、具体的には1ppm/℃以上20ppm/℃未満であることがよい。
ここで、板状接続端子片は周知の手法により作製される。例えば、金属板に対して必要に応じて抜き穴、凹部などを加工形成することにより作製可能である。この場合の加工方法としては、エッチング等の化学的加工法でもよく、切削加工やパンチング加工等のような機械的加工でもよい。
なお、前記板状接続端子片は、前記補強材の内側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられ、前記補強材の内側面の一部に、前記板状接続端子片を収容するための収容凹部が形成され、前記収容凹部の深さが前記板状接続端子片の厚さと等しくなっていることが好ましい。このような構造があれば、板状接続端子片を収容凹部に収容した際に、補強材の内側面と、板状接続端子片の収容凹部の開口端側の面とが面一になる。これにより、樹脂配線基板と補強材との間に板状接続端子片を配置した場合であっても、補強材の内側面と樹脂配線基板の表面(基板側面と、基板主面及び基板裏面の少なくとも一方)との接触面積が確保されるため、樹脂配線基板の四辺をより確実に補強できる。また、板状接続端子片は、収容凹部内に収容された状態で保持されるため、位置合わせが容易である。なお、収容凹部に接着剤を流し込むようにすれば、板状接続端子片の位置合わせがより確実になる。
また、前記板状接続端子片は、前記基板主面上及び前記基板裏面上に形成された電源用導体層、または、前記基板主面上及び前記基板裏面上に形成されたグランド用導体層に接触することで電気的に接続されていることが好ましい。このようにすれば、板状接続端子片を介して電源用導体層やグランド用導体層に大電流を流すことができるため、基板主面及び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などを確実に動作させることができる。
さらに、前記板状接続端子片が複数設けられるとともに、前記補強材が絶縁樹脂材料からなることが好ましい。このようにすれば、複数の板状接続端子片を介してより多くの大電流を流すことができる。また、補強材が絶縁樹脂材料からなるため、それぞれの板状接続端子片を通過する供給経路同士の短絡を防止することができる。
また、前記補強材が、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突出片とによって構成される場合、前記板状接続端子片は、前記基板側面及び前記補強材本体に接触可能な端子片本体と、前記端子片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及び前記第1突出片に面接触可能な第1突出部と、前記端子片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及び前記第2突出片に面接触可能な第2突出部とによって構成され、前記第1突出部の突出量は、前記第1突出片の突出量よりも大きく設定され、前記第2突出部の突出量は、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、基板主面の外周部にある基板主面側の導体層だけでなく、基板主面の中心部にある基板主面側の導体層に対しても第1突出部を接触させることができる。同様に、基板裏面の外周部にある基板裏面側の導体層だけでなく、基板裏面の中心部にある基板裏面側の導体層に対しても第2突出部を接触させることができる。よって、基板主面側の導体層と基板裏面側の導体層とを、板状接続端子片を介してより確実に接続できる。
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。
図1〜図4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。
一方、スティフナ付き配線基板11は、樹脂配線基板40と、補強材であるスティフナ31と、3つの板状接続端子片(具体的には、2つの電源用板状接続端子片71と1つのグランド用板状接続端子片72)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4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4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。
図4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。
図4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。
図4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4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。
図1〜図8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が有する辺(即ち、前記基板側面43を構成する辺)の部分に配置されるとともに、四辺(即ち、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3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)よりも高剛性の絶縁樹脂材料(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。
図1,図2,図5,図6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。
また図3〜図8に示されるように、スティフナ31(レール部材35,36)は、内側面33及び外側面32を有しており、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4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4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4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。
そして図3,図4に示されるように、スティフナ31の内側面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50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50は、エポキシ系接着剤である。
図1〜図7に示されるように、前記各板状接続端子片71,72は、スティフナ31(具体的には前記レール部材35)の内側面33に沿うようにしてスティフナ31に取り付けられている。具体的に言うと、レール部材35の内側面33には、収容凹部70(図7,図8参照)が複数箇所に形成されており、各板状接続端子片71,72は、それぞれの収容凹部70内に収容されている。なお、各収容凹部70は、レール部材35において互いに離間配置されている。また、収容凹部70の深さは板状接続端子片71,72の厚さとほぼ等しくなっており、収容凹部70の幅は板状接続端子片71,72の幅(本実施形態では、2mm以上5mm以下)とほぼ等しくなっている。
各板状接続端子片71,72は、前記樹脂配線基板40(前記コア基板44及び前記ビルドアップ層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)よりも高剛性の導電性金属材料(本実施形態では銅及び銅導体金属)からなり、金属板を折り曲げることによって断面略コ字状に形成されている。これにより、各板状接続端子片71,72の熱膨張係数は、コア基板44の熱膨張係数(18ppm/℃)や前記樹脂絶縁層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16.8ppm/℃に設定されている。また、各板状接続端子片71,72のヤング率は、樹脂配線基板40のヤング率よりも大きい値となっており、130GPaに設定されている。
図3,図4,図7等に示されるように、各板状接続端子片71,72は、端子片本体75、第1突出部76及び第2突出部77によって構成されている。端子片本体75は、前記基板側面43及び前記補強材本体37と平行に配置されており、基板側面43及び補強材本体37(収容凹部70の底面)に面接触可能となっている。第1突出部76は、端子片本体75の第1端部(図4では上端部)から樹脂配線基板40の中心方向に突出して、前記基板主面41の外周部及び第1突出片38(収容凹部70の底面)に面接触可能となっている。第2突出部77は、端子片本体75の第2端部(図4では下端部)から樹脂配線基板40の中心方向(即ち、第1突出部76と同一方向)に突出して、前記基板裏面42の外周部及び第2突出片39(収容凹部70の底面)に面接触可能となっている。なお、端子片本体75の幅(図4では上端から下端までの高さ)、即ち、第1突出部76と第2突出部77との間隔は、本実施形態では約0.8mmに設定されている。第1突出部76の突出量は第1突出片38の突出量よりも大きく設定され、第2突出部77の突出量は第2突出片39の突出量よりも大きく設定されている。さらに、端子片本体75、第1突出部76及び第2突出部77の厚さは、本実施形態では約0.1mmに設定されている。なお、供給される電力が大きい場合には、給電量に応じて、端子片本体75、第1突出部76及び第2突出部77をさらに厚くすることがよい。
図3,図4等に示されるように、各板状接続端子片71,72は、それぞれの収容凹部70の内側面に対して、接着剤を介して貼り付けられている。なお、収容凹部70の内側面に塗布される接着剤は、前記スティフナ31の窪み34内に塗布される接着剤50と同じものである。
また、各板状接続端子片71,72は、樹脂配線基板40の基板主面41側の導体層及び基板裏面42側の導体層に接触して、両者を電気的に接続している。具体的に言うと、各電源用板状接続端子片71は、基板主面41上において端子パッド56に接続された電源用導体層73、及び、基板裏面42上においてPGA用パッド59に接続された電源用導体層73に接触することで、両電源用導体層73を電気的に接続している。詳述すると、電源用板状接続端子片71の第1突出部76の先端部は、基板主面41上に形成された電源用導体層73に対して、はんだ78(図4参照)を介して電気的に接続されている。一方、電源用板状接続端子片71の第2突出部77の先端部は、基板裏面42上に形成された電源用導体層73に対して、はんだ79(図4参照)を介して電気的に接続されている。即ち、電源用板状接続端子片71は、PGA用パッド59(電源用導体層73)、ビア導体58、導体層55、スルーホール導体47、端子パッド56(電源用導体層73)などを介してLSIチップ21に電流を供給する供給経路のバイパス経路を構成している。
図3,図4に示されるように、グランド用板状接続端子片72は、基板主面41上において端子パッド56に接続されたグランド用導体層74、及び、基板裏面42に上においてPGA用パッド59に接続されたグランド用導体層74に接触することで、両グランド用導体層74を電気的に接続している。詳述すると、グランド用板状接続端子片72の第1突出部76の先端部は、基板主面41上に形成されたグランド用導体層74に対して、はんだ(図示略)を介して電気的に接続されている。一方、グランド用板状接続端子片72の第2突出部77の先端部は、基板裏面42上に形成されたグランド用導体層74に対して、はんだ(図示略)を介して電気的に接続されている。即ち、グランド用板状接続端子片72は、PGA用パッド59(グランド用導体層74)、ビア導体58、導体層55、スルーホール導体47、端子パッド56(グランド用導体層74)などを通過する経路のバイパス経路を構成している。
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。
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。
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。
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(電源用導体層73、グランド用導体層74)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(電源用導体層73、グランド用導体層74)を形成する。
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(電源用導体層73やグランド用導体層74)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。
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。
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。
さらに、各板状接続端子片71,72を作製し、あらかじめ準備しておく。板状接続端子片71,72は、例えば以下のように作製される。まず、後に板状接続端子片71,72となる金属板(本実施形態では銅板及び導体金属板)を打ち抜き金型の下型(図示略)上に配置する。そして、打ち抜き金型の上型を下降させる。このとき、金属板が打ち抜かれ、板状接続端子片71,72の中間製品が形成される。その後、板状接続端子片71,72の中間製品を所定箇所で折り曲げて断面略コ字状に形成すれば、板状接続端子片71,72が完成する。
次に、レール部材35の各収容凹部70内に接着剤を塗布し、各収容凹部70内に板状接続端子片71,72を挿入する。この状態で、接着剤を乾燥硬化させれば、板状接続端子片71,72がレール部材35に取り付けられる。次に、レール部材35の窪み34内に接着剤50を塗布し、その窪み34内に樹脂配線基板40を挿入する(図5参照)。さらに、レール部材36の窪み34内に接着剤50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5参照)に接着剤を塗布する。なお、端面30に塗布される接着剤は、収容凹部70内に塗布される接着剤や窪み34内に塗布される接着剤50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50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る。その後、板状接続端子片71,72の第1突出部76を、基板主面41側の導体層(導体層73,74)にはんだ78を介して接続し、板状接続端子片71,72の第2突出部77を、基板裏面42側の導体層(導体層73,74)にはんだ79を介して接続すれば、図1に示す半導体パッケージ10が得られる。なお、レール部材35に板状接続端子片71,72を取り付ける接着剤、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50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。
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。
(1)本実施形態のスティフナ付き配線基板11では、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)に面接合される構成である。このため、スティフナ31の内側面33に沿うようにして板状接続端子片71,72をスティフナ31に取り付けることが容易になり、樹脂配線基板40の外側をバイパスさせて、基板主面41側の導体層(導体層73,74)と基板裏面42側の導体層(導体層73,74)と電気的に接続することができる。従って、樹脂配線基板40の構造を変更することなく、板状接続端子片71,72を介して、基板裏面42側の導体層(導体層73,74)から基板主面41側の導体層(導体層73,74)に大電流を供給することができる。ゆえに、電源用導体層73に電気的に接続されるLSIチップ21に大電流を確実に供給することができる。
また、スティフナ31が基板主面41、基板裏面42及び基板側面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。
(2)本実施形態の板状接続端子片71,72は、樹脂配線基板40を構成する樹脂材料よりも高剛性の導電性金属材料からなるため、樹脂配線基板40の四辺を、スティフナ31だけでなく板状接続端子片71,72によっても補強することができる。これにより、樹脂配線基板40の反りがより確実に抑えられ、反りに起因する不具合がより確実に防止されるため、スティフナ付き配線基板11の信頼性がよりいっそう向上する。
(3)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。
(4)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。しかも、板状接続端子片71,72の第1突出部76の突出量は、第1突出片38の突出量よりも大きい。このため、LSIチップ21(または電子部品)を基板主面41の中心部に配置した場合であっても、板状接続端子片71,72とLSIチップ21(または電子部品)とを確実に電気的に接続できる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・図9に示されるように、外側面92上に電子部品81を実装したスティフナ91を、半導体パッケージ10Dを構成するスティフナ付き配線基板11Dに設けてもよい。この場合、スティフナ91は、内側面93側及び外側面92側を導通させるスルーホール導体82(導体柱)と、内側面93上及び外側面92上に配置されスルーホール導体82に接続される端子パッド83とを備えている。スルーホール導体82における内側面93側の端部に配置された端子パッド83には電源用板状接続端子片71が接続され、スルーホール導体82における外側面92側の端部に配置された端子パッド83には電子部品81が接続される。
このようにすれば、電子部品81に欠陥があったとしても、電子部品81を実装し直すことができ、樹脂配線基板40が無駄になることはない。なお、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。
・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。これに伴い、第1突出部76と第2突出部77との間隔を樹脂配線基板40の厚さより小さくし、第1突出部76と第2突出部77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50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50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。
・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。
・上記実施形態のスティフナ31は、樹脂配線基板40の四辺を包囲していたが、四辺を包囲していなくてもよい。
・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、ICチップ21が中央部に配置されているために強度が低い。
そこで図10に示されるように、第1突出片111の突出量L1を第2突出片112の突出量L2よりも大きく設定したスティフナ31A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111の突出量L1は4mmに設定され、第2突出片112の突出量L2は2mmに設定されている。また、第1突出片111は第2突出片112よりも厚く設定されている。具体的に言うと、第1突出片111の厚さは0.5mm以上1.5mm以下(図10では1.0mm)に設定され、第2突出片112の厚さは0.05mm以上0.5mm以下(図10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31A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。
・図11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31Bを設け、スティフナ31Bの外側面121(上面)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31Bの第1突出片122は、基板主面41からICチップ21の表面(図11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ICチップ21に接触しないようになる。即ち、スティフナ31B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。
・図12に示されるように、半導体パッケージ10Cを構成するスティフナ付き配線基板11Cにスティフナ31Cを設け、スティフナ31Cの外側面131(上面)上にプリント配線基板P1を設置してもよい。さらに、スティフナ31Cに、内側面132側及び外側面131側を導通させるスルーホール導体133と、内側面132上及び外側面131上に配置されスルーホール導体133に接続される端子パッド134とを設け、端子パッド134上にはんだバンプ135を設けてもよい。これにより、樹脂配線基板40側の電源用板状接続端子片71とプリント配線基板P1の基板側端子パッド136とが、スルーホール導体133、端子パッド134、はんだバンプ135を介して電気的に接続される。
・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、セラミック材料によって形成してもよい。また、スティフナ31と板状接続端子片71,72との間に絶縁物を介在させるのであれば、スティフナ31をアンバー(Fe−Ni系合金、36%Ni)などの金属材料によって形成してもよい。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。
・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。
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。
(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、前記樹脂配線基板が有する辺の部分に配置されるとともに、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内側面が面接合される補強材、及び、前記補強材の内側面及び外側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられ、前記樹脂配線基板の前記基板主面側の導体層及び前記基板裏面側の導体層に接触してそれらを電気的に接続する板状接続端子片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。
(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に取り付けられる接続端子片付き補強材であって、前記樹脂配線基板が有する辺の部分に配置可能であり、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内側面が面接合可能な補強材と、前記補強材の内側面または外側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられ、前記基板主面側の導体層及び前記基板裏面側の導体層に接触してそれらを電気的に接続可能な板状接続端子片とを備えることを特徴とする接続端子片付き補強材。
(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と、前記樹脂配線基板が有する辺の部分に配置されるとともに、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内側面が面接合される補強材と、前記補強材の内側面または外側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられ、前記樹脂配線基板の前記基板主面側の導体層及び前記基板裏面側の導体層に接触してそれらを電気的に接続する板状接続端子片とを備え、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補強材付き配線基板。
11,11A,11B,11C,11D…補強材付き配線基板としてのスティフナ付き配線基板
31,31A,31B,31C,91…補強材としてのスティフナ
32,92,121,131…補強材の外側面
33,93,132…補強材の内側面
37…補強材本体
38,111,122…第1突出片
39,112…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
50…接着剤
53,54…樹脂絶縁層
55…導体層
70…収容凹部
71…板状接続端子片としての電源用板状接続端子片
72…板状接続端子片としてのグランド用板状接続端子片
73…基板主面側の導体層及び基板裏面側の導体層としての電源用導体層
74…基板主面側の導体層及び基板裏面側の導体層としてのグランド用導体層
75…端子片本体
76…第1突出部
77…第2突出部
82,133…導体柱としてのスルーホール導体
83,134…端子パッド
L1…第1突出片の突出量
L2…第2突出片の突出量
31,31A,31B,31C,91…補強材としてのスティフナ
32,92,121,131…補強材の外側面
33,93,132…補強材の内側面
37…補強材本体
38,111,122…第1突出片
39,112…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
50…接着剤
53,54…樹脂絶縁層
55…導体層
70…収容凹部
71…板状接続端子片としての電源用板状接続端子片
72…板状接続端子片としてのグランド用板状接続端子片
73…基板主面側の導体層及び基板裏面側の導体層としての電源用導体層
74…基板主面側の導体層及び基板裏面側の導体層としてのグランド用導体層
75…端子片本体
76…第1突出部
77…第2突出部
82,133…導体柱としてのスルーホール導体
83,134…端子パッド
L1…第1突出片の突出量
L2…第2突出片の突出量
Claims (9)
- 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、
前記樹脂配線基板が有する辺の部分に配置されるとともに、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内側面が面接合される補強材と、
前記補強材の内側面または外側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられ、前記樹脂配線基板の前記基板主面側の導体層及び前記基板裏面側の導体層に接触してそれらを電気的に接続する板状接続端子片と
を備えることを特徴とする補強材付き配線基板。 - 前記板状接続端子片は、前記補強材の内側面に沿うようにして前記補強材に取り付けられ、
前記補強材の内側面の一部に、前記板状接続端子片を収容するための収容凹部が形成され、前記収容凹部の深さが前記板状接続端子片の厚さと等しくなっている
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。 - 前記板状接続端子片は、前記基板主面上及び前記基板裏面上に形成された電源用導体層、または、前記基板主面上及び前記基板裏面上に形成されたグランド用導体層に接触することで電気的に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の補強材付き配線基板。
- 前記板状接続端子片が複数設けられるとともに、前記補強材が絶縁樹脂材料からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の補強材付き配線基板。
- 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り、前記板状接続端子片は、前記樹脂配線基板よりも高剛性の導電金属材料からな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。
- 前記補強材の内側面は、その一部に前記板状接続端子片が接着剤を介して貼り付けられているとともに、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1乃至5のいずれか1項に記載の補強材付き配線基板。
- 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突出片とによって構成され、
前記板状接続端子片は、前記基板側面及び前記補強材本体に接触可能な端子片本体と、前記端子片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及び前記第1突出片に面接触可能な第1突出部と、前記端子片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及び前記第2突出片に面接触可能な第2突出部とによって構成され、
前記第1突出部の突出量は、前記第1突出片の突出量よりも大きく設定され、前記第2突出部の突出量は、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1乃至6のいずれか1項に記載の補強材付き配線基板。 - 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7に記載の補強材付き配線基板。
- 前記補強材は、前記内側面側及び前記外側面側を導通させる導体柱と、前記外側面上に配置され前記導体柱に接続される端子パッドとを備え、
前記板状接続端子片は、前記導体柱における前記内側面側の端部に接続される
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の補強材付き配線基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008154678A JP2009021579A (ja) | 2007-06-15 | 2008-06-12 | 補強材付き配線基板 |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2007158842 | 2007-06-15 | ||
JP2008154678A JP2009021579A (ja) | 2007-06-15 | 2008-06-12 | 補強材付き配線基板 |
Publications (1)
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JP2008154678A Pending JP2009021579A (ja) | 2007-06-15 | 2008-06-12 | 補強材付き配線基板 |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018113283A (ja) * | 2017-01-06 | 2018-07-19 | 大日本印刷株式会社 | インターポーザー及びその製造方法、並びに、インターポーザーを備える半導体装置 |
JP2021136406A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | 三菱電機株式会社 | 回路基板および回路基板の設計方法 |
JP7563060B2 (ja) | 2020-09-11 | 2024-10-08 | Toppanホールディングス株式会社 | 回路基板および回路基板の製造方法 |
-
2008
- 2008-06-12 JP JP2008154678A patent/JP2009021579A/ja active Pending
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