JP2010080609A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＰｏＰ構造の半導体装置において、パッケージ反りによる半導体装置の組立て歩留まりを向上することができる半導体装置を提供すること。
【解決手段】 本発明の半導体装置は、第１半導体素子が搭載された第１コア基板を有する第１基板と、第１基板の第１半導体素子が搭載されている面側に第２半導体素子が搭載された第２コア基板を有する第２基板とが積層され、第１基板と第２基板とが半田バンプを介して接続されてなる半導体装置であり、第２半導体素子は、少なくともその上部および側面が第２封止材で覆われ、第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、第２半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）が０．１７〜０．６０であり、第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）が０．５０〜４．００であり、第２コア基板の常温での弾性率が２６ＧＰａ以上とすることにより得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置に関する。

近年、環境保護の観点から、ハロゲンやリンを含まないが難燃性を有し、且つＰｂフリー半田との接着が可能な耐熱性の素材が基板材料として求められている。一方、電子機器の小型化、軽量化、高機能化の市場動向において、半導体装置の高集積化、表面実装化が年々進んでいる。例えば、多ピン化・高速化への要求に対応するため、ボールグリッドアレイ等のエリア実装型半導体パッケージをはじめ、半導体パッケージを垂直方向に積層したＰａｃｋａｇｅ−ｏｎ−Ｐａｃｋａｇｅ（パッケージオンパッケージ：ＰｏＰ）の開発が行われている。

ＰｏＰでは、下段にロジックパッケージを用い、上段にメモリパッケージを搭載する場合が多い。ＰｏＰは、上下段パッケージの良品を選定して使用でき、且つ、種々のメモリ容量パッケージとロジックパッケージとの組合せが自由で、携帯電話機器などの製品サイクルが短く、小型軽量化が必要な用途に特に適している。

半導体パッケージは物性の異なる、半導体素子、封止材、基板などより構成されるため反りが生じる場合がある。特にＰｏＰでは、パッケージ反りの影響が大きく、下段パッケージとマザーボード実装、さらに上段パッケージと下段パッケージ実装の歩留まり向上、信頼性確保のため実装用半田ボールのフラックスとして、特殊な半田ペースト等を用いるなどの実装プロセスの工夫を行っている。（非特許文献１）

ＥＣＴＣ２００６、Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ Ｓｔ ａｃｋｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｐａｃｋａｇｅ−ｏｎ−Ｐａｃｋａｇｅ（ ＰｏＰ）、Ａｋｉｔｏ Ｙｏｓｈｉｄａ ａｔ．ｅｌ． Ａｍｋｏｒ Ｔｅｃｈｎｏ ｌｏｇｙ Ｉｎｃ．

本発明の目的は、ＰｏＰ構造の半導体装置において、パッケージ反りによる半導体装置の組立て歩留まりを向上することができる半導体装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（８）に記載の本発明により達成される。
（１）第１半導体素子が搭載された第１コア基板を有する第１基板と、前記第１基板の前記第１半導体素子が搭載されている面側に第２半導体素子が搭載された第２コア基板を有する第２基板とが積層され、前記第１基板と前記第２基板とが半田バンプを介して接続されてなる半導体装置であって、前記第２半導体素子は、少なくともその上部および側面が第２封止材で覆われており、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第２半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）が０．１７〜０．６０であり、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）が０．５０〜４．００であり、前記第２コア基板の常温での弾性率が２３ＧＰａ以上であることを特徴とする半導体装置、
（２）前記第２基板が、第２コア基板のみで構成されるものである、（１）に記載の半導体装置、
前記第１基板が、第１コア基板および該第１コア基板の両面に設けられた樹脂層を有す
るものである、（１）または（２）に記載の半導体装置、
（４）前記第２基板の全面が、第２封止材で覆われているものである、（１）ないし（３）いずれかに記載の半導体装置、
（５）前記第２基板の第２コア基板の面内方向における熱膨張係数が、１５ｐｐｍ以下である（１）ないし（４）のいずれかに記載の半導体装置、
（６）前記第２半導体素子の厚さが、５０〜５００μｍである、（１）ないし（５）のいずれかに記載の半導体装置、
（７）前記第２基板の第２コア基板の２６０℃における弾性率（Ｅｓ１）が、１０ＧＰａ以上である（１）ないし（６）のいずれかに記載の半導体装置、
（８）前記第２基板は、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびビスマレイミドトリアジン樹脂の中の少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されているものである（１）ないし（７）のいずれかに記載の半導体装置。

本発明によれば、ＰｏＰ構造の半導体装置において、パッケージ反りによる半導体装置の組立て歩留まりを向上することができる。

以下、本発明の半導体装置について、好適な実施形態に基づいて説明する。
図１に示すように、半導体装置１００は、第１半導体素子１１が搭載された第１基板１と、第１基板１の上側（図１中の上側）に第２半導体素子２１が搭載された第２基板２とが積層されてなっている。第１基板１と、第２基板２とは、半田バンプ３を介して電気的に接続されている。
このような、パッケージオンパッケージ構造の半導体装置においては、下側のパッケージにはロジックパッケージが搭載される場合が多く、上側のパッケージにはメモリパッケージが搭載される場合が多い。

以下、各基板について説明する。
（第２基板）
図２に示すように、第２基板２の上側（図２中の上側）には、第２半導体素子２１が搭載されている。第２半導体素子２１の少なくとも上面および側面は、第２封止材２２で覆われている。上述の通り、上段パッケージはメモリパッケージである場合多く、ＭＡＰＢＧＡタイプで作製されるのが好ましい。この時、図２に示すとおり、第２基板２の全面が、第２封止材２２で覆われている場合が多い。
第２半導体素子２１の機能面（図２中の上面）と、第２基板２の回路配線部２４とは、ボンディングワイヤ２３で電気的に接続されている。

図２の第２基板２は、表面に形成された回路配線部２４と、裏面に形成された回路配線部２４の間に配置された第２コア基板２ａで形成されている。第２基板２の上面と下面とは、スルーホールに導電層等を形成することにより電気的に接続されている。

第２基板２は、メモリ用半導体素子を搭載する場合が多く、回路配線数をそれほど必要としないため、第２コア基板２ａのみで構成されている場合が多い。また、第２基板２は、図３に示すとおり、第２コア基板２ａと、該第２コア基板２ａの両面に設けられた樹脂層２５１とを有していてもよい。

本発明では、第２基板２の平面視での面積（Ａｓ２）と、第２半導体素子２１の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）が０．１７〜０．６０であることを特徴とする。これにより、反りを低減させることができ、下段パッケージ（第１基板）との接続信頼性を確保することができる。
より具体的には、前記比（Ａｃ２／Ａｓ２）が、０．２５〜０．５５であることが好ましく、比が前記範囲内であると、さらに反りを低減することができ、より接続信頼性を確保することが可能となる。

また、本発明では、第２基板２の厚さ（ｔｓ２）と、第２半導体素子２１の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）が０．５０〜４．００であることを特徴とする。より具体的には、前記比（ｔｃ２／ｔｓ２）が、０．７５〜３．００であることが好ましい。比が前記範囲内であると、さらに反りを低減することができ、より接続信頼性を確保することが可能となる。

第２基板２の厚さは、特に限定されないが、０．０８〜０．４０ｍｍであることが好ましく、特に０．１０〜０．２０ｍｍであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に接続信頼性に優れる。
また、第２半導体素子２１の厚さは、特に限定されないが、５０〜５００μｍであることが好ましく、特に１００〜３００μｍであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に接続信頼性に優れる。

また、本発明では、第２基板２を構成する第２コア基板２ａの常温での弾性率が２３ＧＰａ以上であることを特徴とする。これにより、反りを低減することができ、より接続信頼性を確保することが可能となる。
より具体的には、弾性率が２３〜３５ＧＰａであることが好ましく、特に２８〜３３ＧＰａであることが好ましい。弾性率が前記範囲内であると、反りを低減することができ、より接続信頼性を確保することが可能となる。
ここで、弾性率は、例えばＤＭＡ（動的熱機械測定）で評価することができる。

また、第２基板２を構成する第２コア基板２ａの２６０℃における弾性率（Ｅｓ２）は、特に限定されないが、１０ＧＰａ以上であることが好ましく、特に１８ＧＰａ以上であることが好ましい。２６０℃での弾性率が前記範囲内であると、特に２６０℃における反りを低減することができ、より接続信頼性を確保することが可能となる。

このように、第１基板１と第２基板２とが、半田バンプ３を介して電気的に接続されてなる半導体装置１００においては、上述したような第２基板２と第２半導体素子２１との平面視での面積比および厚さの比ならびに第２基板２の常温での弾性率を上述したような範囲とすることにより、常温および２６０℃における反りを低減することができ、接続信頼性に優れた半導体装置１００を得ることができるようになる。

また、第２基板２を構成する第２コア基板２ａの面内方向における熱膨張係数は、特に限定されないが、ＸＹ方向における５０℃〜１００℃の熱膨張係数が１５ｐｐｍ以下であることが好ましく、特に１１ｐｐｍ以下であることが好ましい。熱膨張係数が前記範囲内であると、特に接続信頼性に優れる。
ここで、熱膨張係数は、例えばＴＭＡ（熱機械分析）で評価することができる。

第２コア基板２ａとしては、例えばシート状基材に樹脂組成物を含浸させた後、乾燥して得ることができる。
前記樹脂組成物としては、例えば熱硬化性樹脂と、充填材等で構成される。
前記熱硬化性樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、ノルボルネン系樹脂、シアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等が挙げられる。
これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
またこれらの中でも、特に、エポキシ樹脂、シアネート樹脂（シアネート樹脂のプレポリマーを含む）、ベンゾシクロブテン樹脂およびビスマレイミドトリアジン樹脂の中の少なくとも１種の熱硬化性樹脂が好ましい。これらの中でも最もシアネート樹脂が好ましい。これにより、第２コア基板２ａの熱膨張係数を小さくすることができる。さらに、コア基板２ａの電気特性（低誘電率、低誘電正接）、機械強度等にも優れる。

前記シアネート樹脂は、例えばハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させ、必要に応じて加熱等の方法でプレポリマー化することにより得ることができる。具体的には、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でもノボラック型シアネート樹脂が好ましい。これにより、架橋密度増加による耐熱性向上と、樹脂組成物等の難燃性を向上することができる。ノボラック型シアネート樹脂は、硬化反応後にトリアジン環を形成するからである。さらに、ノボラック型シアネート樹脂は、その構造上ベンゼン環の割合が高く、炭化しやすいためと考えられる。

前記ノボラック型シアネート樹脂としては、例えば式（Ｉ）で示されるものを使用することができる。

前記式（Ｉ）で示されるノボラック型シアネート樹脂の平均繰り返し単位ｎは、特に限定されないが、１〜１０が好ましく、特に２〜７が好ましい。平均繰り返し単位ｎが前記下限値未満であるとノボラック型シアネート樹脂は耐熱性が低下し、加熱時に低量体が脱離、揮発する場合がある。また、平均繰り返し単位ｎが前記上限値を超えると溶融粘度が高くなりすぎ、第２コア基板２ａの成形性が低下する場合がある。

前記シアネート樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量５００
〜４，５００が好ましく、特に６００〜３，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であると第２コア基板２ａを作製した場合にタック性が生じ、第２コア基板２ａ同士が接触したとき互いに付着したり、樹脂の転写が生じたりする場合がある。また、重量平均分子量が前記上限値を超えると反応が速くなりすぎ、基板（特に回路基板）とした場合に、成形不良が生じたり、層間ピール強度が低下したりする場合がある。
前記シアネート樹脂等の重量平均分子量は、例えばＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、標準物質：ポリスチレン換算）で測定することができる。

また、特に限定されないが、前記シアネート樹脂は、１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。

前記熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の５〜５０重量％が好ましく、特に２０〜４０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であるとコア基板２ａを形成するのが困難となる場合があり、前記上限値を超えると第２コア基板２ａの強度が低下する場合がある。

また、前記樹脂組成物は、無機充填材を含むことが好ましい。これにより、第２コア基板２ａを薄膜化（厚さ０．５ｍｍ以下）にしても強度に優れることができる。さらに、第２コア基板２ａの低熱膨張化を向上することもできる。
前記無機充填材としては、例えばタルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ、シリカ、溶融シリカ等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等を挙げることができる。無機充填材として、これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、２種類以上を併用したりすることもできる。これらの中でも特に、シリカが好ましく、溶融シリカ（特に球状溶融シリカ）が低熱膨張性に優れる点で好ましい。その形状は破砕状、球状があるが、繊維基材への含浸性を確保するために樹脂組成物の溶融粘度を下げるには球状シリカを使う等、その目的にあわせた使用方法が採用される。

前記無機充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、０．０１〜５．０μｍが好ましく、特に０．１〜２．０μｍが好ましい。無機充填材の粒径が前記下限値未満であるとワニスの粘度が高くなるため、コア基板１５作製時の作業性に影響を与える場合がある。また、前記上限値を超えると、ワニス中で無機充填剤の沈降等の現象が起こる場合がある。
この平均粒子径は、例えば粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−５００）により測定することができる。

また前記無機充填材は、特に限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材を用いることもできるし、平均粒子径が多分散の無機充填材を用いることができる。さらに平均粒子径が単分散及び／または、多分散の無機充填材を１種類または２種類以上とを併用したりすることもできる。

更に平均粒子径５．０μｍ以下の球状シリカ（特に球状溶融シリカ）が好ましく、特に平均粒子径０．０１〜２．０μｍの球状溶融シリカが好ましい。これにより、無機充填剤の充填性を向上させることができる。

前記無機充填材の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の２０〜８０重量％
が好ましく、特に３０〜７０重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に低熱膨張、低吸水とすることができる。

前記熱硬化性樹脂としてシアネート樹脂（特にノボラック型シアネート樹脂）を用いる場合は、エポキシ樹脂（実質的にハロゲン原子を含まない）を用いることが好ましい。前記エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂として、これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
これらエポキシ樹脂の中でも特にアリールアルキレン型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、吸湿半田耐熱性および難燃性を向上させることができる。

前記アリールアルキレン型エポキシ樹脂とは、繰り返し単位中に一つ以上のアリールアルキレン基を有するエポキシ樹脂をいう。例えばキシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でもビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂が好ましい。ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は、例えば式（ＩＩ）で示すことができる。

前記式（ＩＩ）で示されるビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂の平均繰り返し単位ｎは、特に限定されないが、１〜１０が好ましく、特に２〜５が好ましい。平均繰り返し単位ｎが前記下限値未満であるとビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は結晶化しやすくなり、汎用溶媒に対する溶解性が比較的低下するため、取り扱いが困難となる場合がある。また、平均繰り返し単位ｎが前記上限値を超えると樹脂の流動性が低下し、成形不良等の原因となる場合がある。

前記エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の１〜５５重量％が好ましく、特に２〜４０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であるとシアネート樹脂の反応性が低下したり、得られる製品の耐湿性が低下したりする場合があり、前記上限値を超えると耐熱性が低下する場合がある。

前記エポキシ樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量５００〜２０，０００が好ましく、特に８００〜１５，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であると第２コア基板２ａにタック性が生じる場合が有り、前記上限値を超えると第２コア基板２ａ作製時、シート状基材への含浸性が低下し、均一な製品が得られな
い場合がある。
前記エポキシ樹脂の重量平均分子量は、例えばＧＰＣで測定することができる。

前記熱硬化性樹脂としてシアネート樹脂（特にノボラック型シアネート樹脂）を用いる場合は、フェノール樹脂を用いることが好ましい。前記フェノール樹脂としては、例えばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂等が挙げられる。フェノール樹脂として、これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。これらの中でも特に、アリールアルキレン型フェノール樹脂が好ましい。これにより、さらに吸湿半田耐熱性を向上させることができる。

前記アリールアルキレン型フェノール樹脂としては、例えばキシリレン型フェノール樹脂、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂等が挙げられる。ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂は、例えば式（ＩＩＩ）で示すことができる。

前記式（ＩＩＩ）で示されるビフェニルジメチレン型フェノール樹脂の繰り返し単位ｎは、特に限定されないが、１〜１２が好ましく、特に２〜８が好ましい。平均繰り返し単位ｎが前記下限値未満であると耐熱性が低下する場合がある。また、前記上限値を超えると他の樹脂との相溶性が低下し、作業性が低下する場合がある。

前述のシアネート樹脂（特にノボラック型シアネート樹脂）とアリールアルキレン型フェノール樹脂との組合せにより、架橋密度をコントロールし、反応性を容易に制御できる。

前記フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の１〜５５重量％が好ましく、特に５〜４０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性が低下する場合があり、前記上限値を超えると低熱膨張の特性が損なわれる場合がある。

前記フェノール樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量４００〜１８，０００が好ましく、特に５００〜１５，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であるとコア基板２５にタック性が生じる場合が有り、前記上限値を超えると第２コア基板２ａ作製時、シート状基材への含浸性が低下し、均一な製品が得られない場合がある。
前記フェノール樹脂の重量平均分子量は、例えばＧＰＣで測定することができる。

更に、前記シアネート樹脂（特にノボラック型シアネート樹脂）と前記フェノール樹脂（アリールアルキレン型フェノール樹脂、特にビフェニルジメチレン型フェノール樹脂）と前記エポキシ樹脂（アリールアルキレン型エポキシ樹脂、特にビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂）との組合せを用いて基板（特に回路基板）を作製した場合、特に優れた寸法安定性を得ることが出来る。

前記樹脂組成物は、特に限定されないが、カップリング剤を用いることが好ましい。前
記カップリング剤は、前記熱硬化性樹脂と、前記無機充填材との界面の濡れ性を向上させることにより、シート状基材に対して熱硬化性樹脂等および無機充填材を均一に定着させ、耐熱性、特に吸湿後の半田耐熱性を改良することができる。
前記カップリング剤としては、通常用いられるものなら何でも使用できるが、具体的にはエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる１種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。これにより、無機充填材の界面との濡れ性を高くすることができ、それによって耐熱性をより向上させることができる。

前記カップリング剤の添加量は、前記無機充填材の比表面積に依存するので特に限定されないが、無機充填材１００重量部に対して０．０５〜３重量部が好ましく、特に０．１〜２重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると無機充填材を十分に被覆できないため耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると反応に影響を与え、曲げ強度等が低下する場合がある。

前記樹脂組成物には、必要に応じて硬化促進剤を用いても良い。前記硬化促進剤としては公知の物を用いることが出来る。例えばナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩ）、トリスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩＩ）等の有機金属塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン等の３級アミン類、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシイミダゾール等のイミダゾール類、フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール等のフェノール化合物、酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸等、またはこの混合物が挙げられる。硬化促進剤として、これらの中の誘導体も含めて１種類を単独で用いることもできるし、これらの誘導体も含めて２種類以上を併用したりすることもできる。

前記硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．０５〜５重量％が好ましく、特に０．２〜２重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化を促進する効果が現れない場合があり、前記上限値を超えると第２コア基板２ａの保存性が低下する場合がある。

前記樹脂組成物では、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体等のポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン、エポキシ変性ポリブタジエン、アクリル変性ポリブタジエン、メタクリル変性ポリブタジエン等のジエン系エラストマーを併用しても良い。
また、前記樹脂組成物には、必要に応じて、顔料、染料、消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、イオン捕捉剤等の上記成分以外の添加物を添加しても良い。
また、前記樹脂組成物で用いられる熱硬化性樹脂等は、実質的にハロゲン原子を含まないものであることが好ましい。これにより、ハロゲン化合物を用いることなく、難燃性を付与することができる。
ここで、実質的にハロゲン原子を含まないとは、例えばエポキシ樹脂中のハロゲン原子の含有量が０．１５重量％以下（ＪＰＣＡ−ＥＳ０１−２００３）のものをいう。

前記シート状基材は、例えばガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維等を主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等を主成分とする紙基材等の有機繊維基材等が挙げられる。これらの中でもガラス繊維基材が好ましい。これにより、第２コア基板２ａの強度、吸水率を向上することができる。また、第２コア基板２ａの熱膨張係数を小さくすることができる。

前記樹脂組成物をシート状基材に含浸させる方法には、例えば、本発明の樹脂組成物を用いて樹脂ワニスを調製し、シート状基材を樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターにより塗布する方法、スプレーにより吹き付ける方法等が挙げられる。これらの中でも、シート状基材を樹脂ワニスに浸漬する方法が好ましい。これにより、シート状基材に対する樹脂組成物の含浸性を向上することができる。なお、シート状基材を樹脂ワニスに浸漬する場合、通常の含浸塗布設備を使用することができる。

前記樹脂ワニスに用いられる溶媒は、前記樹脂組成物中の樹脂成分に対して良好な溶解性を示すことが望ましいが、悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を使用しても構わない。良好な溶解性を示す溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、セルソルブ系、カルビトール系等が挙げられる。

前記樹脂ワニスの固形分は、特に限定されないが、前記樹脂組成物の固形分４０〜８０重量％が好ましく、特に５０〜６５重量％が好ましい。これにより、樹脂ワニスの繊維基材への含浸性を更に向上できる。前記繊維基材に前記樹脂組成物を含浸させ、所定温度、例えば８０〜２００℃等で乾燥させることにより第２コア基板２ａを得ることが出来る。

次に、樹脂層について説明する。
上述した第２コア基板２ａの両面には、樹脂層２５１が設けられている。
樹脂層としては、例えばプリプレグおよびビルドアップ層とを挙げることができる。
プリプレグの場合は、上述と同様にシート状基材に樹脂組成物を含浸させた後、乾燥して得ることができる。プリプレグに用いる熱硬化性樹脂、充填材としては第２コア基板２ａで用いたものと同様のものを用いることができる。

また、ビルドアップ層の場合も同様に、前述の第２コア基板２ａを構成する熱硬化性樹脂と、充填材等を含有する樹脂組成物で構成される。
前記熱硬化性樹脂、前記充填材としては、上述したものと同様のものを用いることができる。

なお、ビルドアップ層を構成する樹脂組成物には、上述の熱硬化性樹脂、充填材等に加えて、製膜性樹脂を含有することが好ましい。これにより、ビルドアップ層の形成が容易になり、ビルドアップ層付き基材等を容易に得ることができ、それによって作業性を向上することができる。
前記上記製膜性樹脂としては、例えば、フェノキシ系樹脂、ビスフェノールＦ系樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。
前記製膜性樹脂として、これらの中の誘導体も含めて１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。これらの中でも、フェノキシ
系樹脂が好ましい。これにより、耐熱性および難燃性を向上させることができる。

前記フェノキシ系樹脂としては、例えばビスフェノールＡ骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールＳ骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールＭ骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールＰ骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールＺ骨格を有するフェノキシ樹脂等ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ノボラック骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するフェノキシ樹脂、ノルボルネン骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂、アダマンタン骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。
またフェノキシ樹脂として、これら中の骨格を複数種類有した構造を用いることもできるし、それぞれの骨格の比率が異なるフェノキシ樹脂を用いることもできる。さらに異なる骨格のフェノキシ樹脂を複数種類用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有するフェノキシ樹脂を複数種類用いたり、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。

これらの中でも、ビフェニル骨格と、ビスフェノールＳ骨格とを有するフェノキシ樹脂を用いることができる。これにより、ビフェニル骨格が有する剛直性によりガラス転移温度を高くすることができるとともに、ビスフェノールＳ骨格により、多層プリント配線板を製造する際のメッキ金属の付着性を向上させることができる。
また、ビスフェノールＡ骨格とビスフェノールＦ骨格とを有するフェノキシ樹脂を用いることができる。これにより、多層プリント配線板の製造時に内層回路基板への密着性を向上させることができる。さらに、前記ビフェニル骨格とビスフェノールＳ骨格とを有するフェノキシ樹脂と、ビスフェノールＡ骨格とビスフェノールＦ骨格とを有するフェノキシ樹脂とを併用してもよい。

前記製膜性樹脂の分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量が１，０００〜１００，０００であることが好ましい。さらに１０，０００〜６０，０００であることが好ましい。
前記製膜性樹脂の重量平均分子量が前記下限値未満であると、製膜性を向上させる効果が充分でない場合がある。一方、前記上限値を超えると、製膜性樹脂の溶解性が低下する場合がある。製膜性樹脂の重量平均分子量を前記範囲内とすることにより、これらの特性のバランスを優れたものとすることができる。

製膜性樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の１〜４０重量％であることが好ましい。さらに５〜３０重量％であることが好ましい。
製膜性樹脂の含有量が前記下限値未満であると、製膜性を向上させる効果が充分でないことがある。一方、前記上限値を超えると、相対的にシアネート樹脂の含有量が少なくなるため、低熱膨張性を付与する効果が低下することがある。製膜性樹脂の含有量を前記範囲内とすることにより、これらの特性のバランスに優れたものとすることができる。

また、前記コア基板を構成する樹脂組成物と同様に、カップリング剤、硬化促進剤、顔料、染料、消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、イオン捕捉剤等の上記成分以外の添加物を添加しても良い。
また、前記樹脂組成物で用いられる熱硬化性樹脂等は、実質的にハロゲン原子を含まないものであることが好ましい。これにより、ハロゲン化合物を用いることなく、難燃性を付与することができる。
ここで、実質的にハロゲン原子を含まないとは、例えばエポキシ樹脂中のハロゲン原子の含有量が０．１５重量％以下（ＪＰＣＡ−ＥＳ０１−２００３）のものをいう。

なお、ビルドアップ層においては、硬化促進剤としてイミダゾール化合物が特に好ましい。これにより、吸湿半田耐熱性を向上させることができる。そして、上記イミダゾール化合物は、特に限定されないが、上記シアネート樹脂、エポキシ樹脂、製膜性樹脂成分との相溶性を有することが望ましい。ここで、上記シアネート樹脂、エポキシ樹脂、製膜性樹脂成分との相溶性を有するとは、イミダゾール化合物を前記シアネート樹脂、エポキシ樹脂、製膜性樹脂成分と混合、あるいは、イミダゾール化合物を前記シアネート樹脂、エポキシ樹脂、製膜性樹脂成分と有機溶剤とともに混合した場合に、実質的に分子レベルまで溶解、または、それに近い状態まで分散することができるような性状を指すものである。

このようなイミダゾール化合物を用いることにより、シアネート樹脂やエポキシ樹脂の反応を効果的に促進させることができ、また、イミダゾール化合物の配合量を少なくしても同等の特性を付与することができる。
さらに、このようなイミダゾール化合物を用いた樹脂組成物は、樹脂成分との間で微小なマトリックス単位から高い均一性で硬化させることができる。これにより、ビルドアップ層の絶縁性、耐熱性を高めることができる。

そして、このような樹脂組成で構成されたビルドアップ層は、例えば過マンガン酸塩、重クロム酸塩等の酸化剤を用いて表面の粗化処理を行うと、粗化処理後のビルドアップ層表面に均一性の高い微小な凹凸形状を多数形成することができる。
このような粗化処理後のビルドアップ層表面に金属メッキ処理を行うと、粗化処理面の平滑性が高いため、微細な導体回路を精度よく形成することができる。また、微小な凹凸形状によりアンカー効果を高め、ビルドアップ層とメッキ金属との間に高い密着性を付与することができる。

前記イミダゾール化合物としては、例えば１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−〔２'−メチルイミダゾリル
−（１'）〕−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−（２'−ウンデシルイ
ミダゾリル）−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−〔２'−エチル−４−
メチルイミダゾリル−（１'）〕−エチル−ｓ−トリアジン、２−フェニルー４，５−ジ
ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルー５−ヒドロキシメチルイミダゾールなどを挙げることができる。

これらの中でも、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、及び、２−エチル−４−メチルイミダゾールから選ばれるイミダゾール化合物であることが好ましい。これらのイミダゾール化合物は、特に優れた相溶性を有することで、均一性の高い硬化物が得られるとともに、微細かつ均一な粗化面を形成することができるので、微細な導体回路を容易に形成することができるとともに、多層プリント配線板に高い耐熱性を発現させることができる。

前記イミダゾール化合物の含有量としては特に限定されないが、前記シアネート樹脂とエポキシ樹脂との合計に対して、０．０１〜５重量％が好ましく、特に０．０５〜３重量％が好ましい。これにより、特に耐熱性を向上させることができる。

このような樹脂組成物を、例えば基材に形成してビルドアップ層を得ることができる。すなわち、樹脂組成物を例えば溶剤などに溶解・分散させて樹脂ワニスを調製して、各種コーター装置を用いて樹脂ワニスを基材に塗工した後、これを乾燥する方法、樹脂ワニスをスプレー装置で基材に噴霧塗工した後、乾燥する方法、などが挙げられる。
これらの中でも、コンマコーター、ダイコーターなどの各種コーター装置を用いて、樹脂ワニスを基材に塗工した後、これを乾燥する方法が好ましい。これにより、ボイドがなく、均一な厚さを有するビルドアップ層を効率よく製造することができる。

前記樹脂ワニスに用いられる溶媒は、前記樹脂組成物中の樹脂成分に対して良好な溶解性を示すことが望ましいが、悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を使用しても構わない。良好な溶解性を示す溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、セルソルブ系、カルビトール系等が挙げられる。
上記樹脂ワニス中の固形分含有量としては特に限定されないが、３０〜８０重量％が好ましく、特に４０〜７０重量％が好ましい。

ここで、ビルドアップ層の厚さは、特に限定されないが、５〜１００μｍであることが好ましい。さらに好ましくは１０〜８０μｍである。これにより、内層回路の凹凸の充填性に優れると共に、好適な絶縁層厚さを確保することができる。

また、このようなビルドアップ層は、シート状基材に上述の樹脂組成物が含浸されたものを用いることもできる。これにより、ビルドアップ層の熱膨張係数を小さくすることができ、それにより反りを低減することができる。この場合、シート状基材としては、有機繊維基材や厚さが５０μｍ以下のガラス繊維基材等が好ましい。これにより、低い熱膨張係数と加工性とのバランスに優れる。

このような第２コア基板２ａと、樹脂層２５１とを積層して、第２基板２を得ることができる。
そして、第２基板２に第２半導体素子２１を、例えばダイアタッチフィルム等を介して接合し、第２半導体素子２１と、第２基板２とをボンディングワイヤ２３で電気的に接続した後、第２半導体素子２１の少なくとも上部および側面を覆うように第２封止材２２で封止する（図２）。

また、第２基板２では、第２基板２の厚さ（ｔｓ２）と、第２封止材２２の厚さ（ｔｅ２）との比（ｔｅ２／ｔｓ２）が０．７０〜９．００であることが好ましく、特に２．００〜５．００であることが好ましい。これにより、下段パッケージ（第１基板１）との接続信頼性を確保することができる。

また、第２封止材２２は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填材等を含む樹脂組成物の硬化物で構成される。
前記封止材（すなわちエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤等で構成される樹脂組成物の硬化物）の２６０℃における弾性率は、特に限定されないが、２００ＭＰａ以上、２，０００ＭＰａ以下であることが好ましく、かつ２６０℃における熱膨張係数が２０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。これにより、常温における反りをより低減させることができ、下段パッケージ（第１基板１）との接続信頼性をより向上させることができる。

このような第２基板２は、パッケージオンパッケージ構造のトップ基板として好適に用いることができるものである。パッケージオンパッケージ構造のトップ基板は、下段パッケージ（第１基板１）との接続信頼性のため、通常の基板よりも反りが小さいことが要求されるが、上述したような第２基板２は常温における基板の反りが特に小さいためパッケージオンパッケージ構造のトップ基板として好適に用いることができる。

（第１基板）
次に、第１基板１について説明する。
図４に示すように 第１基板１の上側（図４中の上側）には、第１半導体素子１１が搭載されている。第１半導体素子１１の上面および側面は、第１封止材１２で覆われている。
図４において、第１封止材１２は第１半導体素子１１の上面および側面を覆っているが、第１半導体素子１１は第１基板１の全面を覆っていても良い。
第１半導体素子１１の機能面（図３中の上面）と、第１基板１の回路配線部１４とは、
ボンディングワイヤ１３で電気的に接続されている。

図４に示すように、第１基板１は、第１コア基板１ａと、該第１コア基板１ａの両面に設けられた樹脂層１５１とで構成されている。
第１コア基板１ａは、第２基板２の第２コア基板２ａと同様のものであっても、異なるものであっても良い。なお、第２基板２においては、第２コア基板２ａで構成されるものを説明したが、第１基板１の場合は、ロジック用の半導体素子を搭載する場合が多いため、配線が多い場合が多い。そのため、主として第１コア基板１ａと、該第１コア基板１ａの両面に設けられた樹脂層１５１と、で構成されている場合が多い。

また、第１基板１は、図５に示すとおり、第１コア基板１ａのみで構成されていても良い。

第１基板１の厚さは、特に限定されないが、１００〜３５０μｍが好ましく、特に２００〜３００μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に上段パッケージ（第２基板２）との接続信頼性に優れる。

第１基板１の厚さ（ｔｓ１）と、第２基板２の厚さ（ｔｓ２）との比（ｔｓ１／ｔｓ２）は、特に限定されないが、０．５〜５．０が好ましく、特に０．９〜４．０が好ましい。比が前記範囲内であると、特に上段パッケージと下段パッケージとの接続信頼性に優れる。

第１基板１のコア基板１ａの常温での弾性率は、特に限定されないが、２３〜３５ＧＰａが好ましく、特に２８〜３３ＧＰａが好ましい。弾性率が前記範囲内であると、特に上段パッケージとの接続信頼性に優れる。

第１基板１のコア基板１ａの常温での弾性率と、第２基板２のコア基板２ａの常温での弾性率との比（第２基板２の弾性率／第１基板１の弾性率）は、特に限定されないが、０．５〜２．０（Ｔｏｐ／Ｂｔｍ）が好ましく、０．７〜１．５が好ましい。比が前記範囲内であると、上段パッケージと下段パッケージとの接続信頼性に優れる。

第１封止材１１としては、第２封止材２２を構成するものと同様のものを使用することができる。

（半導体装置）
上述したような第１半導体素子１１が搭載された第１基板１と、第２半導体素子２１が搭載された第２基板２と、を接合して半導体装置１００を得ることができる。
第１基板１と、第２基板２とは、例えば図１に示すような半田ボール３を介して接合
される。ここで、本発明では、パッケージオンパッケージ構造を有する半導体装置の上側の基板として上述したような第２基板２を用いているので、パッケージ反りによる半導体装置の組立て歩留まりを向上することができるものである。すなわち、上述したような第２基板と、第２半導体素子との平面視での面積比が特定の範囲にある場合、第２基板およ
び第２半導体素子がパッケージ反りに対する影響が大きくなることを見出し、それらを制御することにより半導体装置の組立て歩留まりを向上することができるものである。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１）
１．第１基板の製造
１．１コア基板
ノボラック型シアネート樹脂（ロンザジャパン社製、プリマセット ＰＴ−６０、重量平均分子量約２，６００）１５重量％（以下、％と略す）と、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＮＣ−３０００Ｐ、エポキシ当量２７５）８％と、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂（明和化成社製、ＭＥＨ−７８５１−Ｓ、水酸基当量２０３）７％と、エポキシシラン型カップリング剤（日本ユニカー社製、Ａ−１８７）を後述する無機充填材１００重量部に対して０．３重量部（以下、部と略す）と、をメチルエチルケトンに常温で溶解し、無機充填材として球状溶融シリカＳＦＰ−１０Ｘ（電気化学工業社製、平均粒径０．３μｍ）２０％および球状溶融シリカＳＯ−３２Ｒ（アドマテックス社製、平均粒径１．５μｍ）５０％を添加し、高速攪拌機を用いて１０分攪拌して樹脂ワニスを調製した。
次に、上述の樹脂ワニスをガラス織布（Ｅガラスで構成されている平織りの基材、厚さ１００μｍ、縦糸の織密度６０本／インチ、横糸の織密度５８本／インチ、日東紡績社製、ＷＥＡ−１１６Ｅ、室温から２５０℃での熱膨張係数６ｐｐｍ／℃）に含浸し、１２０℃の加熱炉で２分間乾燥してワニス固形分（プリプレグ中に樹脂とシリカの占める割合）が約５０％のプリプレグを得た。
得られたプリプレグを１枚、両面に１２μｍの銅箔を重ねて、圧力４ＭＰａ、温度２００℃で２時間加熱加圧成形することによって０．１ｍｍのコア基板（熱膨張係数１１ｐｐｍ）を得た。

１．２樹脂層
コア基板の形成で用いた樹脂ワニスを、ガラス織布（ＷＥＡ−１０３７、厚さ２４μｍ、日東紡績社製）に含漬し、１２０℃の加熱炉で２分間乾燥してワニス固形分（プリプレグ中に樹脂とシリカの占める割合）が約７２％のプリプレグを得た。

１．３第１基板の製造
前記コア基板の表面の銅箔に所定のパターンの導体配線層を形成し、そしてコア基板の表面および導体配線層を薬液により粗化し、導体配線層に、前述の樹脂層を真空プレスした。
その樹脂層の所定の位置に、レーザーによりビアホール形成した（ビアホール形成工程）。
次に、セミアディティブ工法により、ビアホール中の導体層、さらには導体配線層を形成した。具体的には、無電解めっきにより、絶縁層全面に銅膜（シード膜）を１μｍ程度形成し、次に、絶縁層上に所定のパターンのフォトレジスト（マスク）を形成した。その後、電解めっきにより、マスクが形成されていない部分（例えば、ビアホール等）にめっき皮膜を形成した。これにより、ビアホール中に導体層が形成され、さらには、絶縁層表面に導体配線層が形成された。
その後、マスクを除去した後、導体配線層を粗化し、前述した真空プレス、ビアホール形成工程、導体層および導体配線層形成工程を行った。この操作を繰り返すことで、複数の絶縁層と、複数の導体配線層とを有する多層板となり、その後に最上層の導体配線層上にエッチングレジスト膜を形成することで第１基板（サイズ１４×１４ｍｍ、厚さ０．２
６ｍｍ）を得た。

この第１基板に第１半導体素子（サイズ７×７ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）を、ダイアタッチフィルム（住友ベークライト社製、品番：スミライトＩＢＦ−３０２１）を介して接合し、第１半導体素子と、第１基板とをボンディングワイヤで電気的に接続した後、第１半導体素子の上部および側面を覆うように第１封止材で封止した。

２．第２基板の製造
次に、第２基板として前述のコア基板のみで作製した両面板を用いて第２基板（サイズ１４×１４ｍｍ、厚さ０．１３ｍｍ）を得た。第２基板には、第２半導体素子（サイズ９×９ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ）をダイアタッチフィルム（住友ベークライト社製、品番：スミライトＩＢＦ−３０２１）を介して接合し、第２半導体素子と、第２基板とをボンディングワイヤで電気的に接続した後、第２半導体素子の上部および側面を覆うように第２封止材で封止して第２基板を得た。
その際、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第２半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）が０．４１であり、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）が１．５４であった。

３．パッケージオンパッケージ構造の半導体装置の製造
上述の第１基板と、第２基板とを、前記第１基板がボトム基板、前記第２基板がトップ基板となるように配置して、半田接続して、パッケージオンパッケージ構造の半導体装置を得た。

（実施例２）
第２半導体素子のサイズを７×７ｍｍ、厚さを０．１ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第１半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）を０．２５、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）を０．７７に変えた以外は実施例１と同様にした。

（実施例３）
第２半導体素子のサイズを１１×１０．５ｍｍ、厚さを０．５ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第１半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）を０．５９、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）を３．８５に変えた以外は実施例１と同様にした。

（実施例４）
第２基板の厚さを０．２ｍｍ、第２半導体素子のサイズを６×６ｍｍ、厚さを０．２ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第１半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）を０．１８、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）を１．００に変えた以外は実施例１と同様にした。

（実施例５）
第２基板のサイズを１２×１２ｍｍ、厚さを０．１ｍｍとし、第２半導体素子の厚さを０．３ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第１半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）を０．５６、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）を３．００に変えた以外は実施例１と同様にした。

（実施例６）
第２基板の厚さを０．０８ｍｍ、第２半導体素子のサイズを１０×１０ｍｍ、厚さを０．０５ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第１半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）を０．５１、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）を０．６３に変えた以外は実施例１と同様にした。

（実施例７）
第２基板の厚さを０．４ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第１半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）を０．４１、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）を０．５０に変えた以外は実施例１と同様にした。

（実施例８）
第２基板の製造において、ガラス織布をＷＴＸ−１１６Ｅ（Ｔガラスで構成されている平織りの基材、厚さ１００μｍ、縦糸の織密度６０本／インチ、横糸の織密度５８本／インチ、日東紡績社製、室温から２５０℃での熱膨張係数３ｐｐｍ／℃）に変えた以外は実施例１と同様にした。

（実施例９）
第２基板のコア基板としてＢＴ基板（ビスマレイミドトリアジン基板、三菱瓦斯化学社製）を使用した以外は実施例１と同様にした。

（比較例１）
第２基板の厚さを０．１２ｍｍ、第２半導体素子の厚さを０．５ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）を４．１７に変えた以外は実施例１と同様にした。

（比較例２）
第２基板の厚さを０．２ｍｍ、第２半導体素子の厚さを０．０８ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ２／ｔｓ２）を０．４０に変えた以外は実施例１と同様にした。

（比較例３）
第２半導体素子のサイズを５．５×５．５ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第２半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）を０．１５とした以外は実施例１と同様にした。

（比較例４）
第２半導体素子のサイズを１１×１１ｍｍとし、前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第２半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）を０．６２とした以外は実施例１と同様にした。

（比較例５）
第２基板のコア基板として、熱膨張係数（面内方向）が１７ｐｐｍ、常温での弾性率が２１ＧＰａ、２６０℃における弾性率が８ＧＰａであるものを用いた以外は実施例１と同様にした。

各実施例および比較例で得られた半導体装置について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１に示す。

１．パッケージ反り
パッケージ反りは、温度可変レーザー三次元測定機（ＬＳ２００−ＭＴ１００ＭＴ５０：株式会社ティーテック社製）で評価した。

２．マザーボード実装性
マザーボード実装性は、マザーボード実装後にフライングチェッカー（１１１６Ｘ−Ｙ
Ｃ ハイテスタ：ＨＩＯＫＩ社製）で評価した。１００箇所導通試験し、断線した箇所を調べた。各符号は、以下の通りである。
◎：断線箇所が、無かった。
○：断線箇所が、１〜１０箇所であった。
△：断線箇所が、１１〜５０箇所であった。
×：断線箇所が、５１箇所以上であった。

３．接続信頼性
接続信頼性は、ＴＣ５００サイクル処理後にフライングチェッカー（１１１６Ｘ−Ｙ
Ｃ ハイテスタ：ＨＩＯＫＩ社製）で評価した。１００箇所導通試験し、断線した箇所を
調べた。各符号は、以下の通りである。
◎：断線箇所が、無かった。
○：断線箇所が、１〜１０箇所であった。
△：断線箇所が、１１〜５０箇所であった。
×：断線箇所が、５１箇所以上であった。

表１から明らかなように、実施例１〜９は、パッケージ反りが小さかった。したがって、半導体装置の組立て歩留まりの向上が示唆された。
また、実施例１〜９（特に実施例１および２）は、マザーボード実装信頼性および接続信頼性にも優れていた。

半導体装置の一例を示す断面図である。 第２基板の一例を示す断面図である。 第２基板の一例を示す断面図である。 第１基板の一例を示す断面図である。 第１基板の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 第１基板
１ａ 第１コア基板
１１ 第１半導体素子
１２ 第１封止材
１３ ボンディングワイヤ
１４ 回路配線部
１５１ 樹脂層
１６ 半田ボール
２ 第２基板
２ａ 第２コア基板
２１ 第２半導体素子
２２ 第２封止材
２３ ボンディングワイヤ
２４ 回路配線部
２５１ 樹脂層
１００ 半導体装置

Claims (8)

1. 第１半導体素子が搭載された第１コア基板を有する第１基板と、前記第１基板の前記第１半導体素子が搭載されている面側に第２半導体素子が搭載された第２コア基板を有する第２基板とが積層され、前記第１基板と前記第２基板とが半田バンプを
   介して接続されてなる半導体装置であって、
   前記第２半導体素子は、少なくともその上部および側面が第２封止材で覆われており、
   前記第２基板の平面視での面積（Ａｓ２）と、前記第２半導体素子の平面視での面積（Ａｃ２）との比（Ａｃ２／Ａｓ２）が０．１７〜０．６０であり、
   前記第２基板の厚さ（ｔｓ２）と、前記第２半導体素子の厚さ（ｔｃ２）との比（ｔｃ
   ２／ｔｓ２）が０．５０〜４．００であり、
   前記第２コア基板の常温での弾性率が２３ＧＰａ以上であることを特徴とする半導体装置。
2. 前記第２基板が、第２コア基板のみで構成されるものである、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１基板が、第１コア基板および該第１コア基板の両面に設けられた樹脂層を有するものである、請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記第２基板の全面が、第２封止材で覆われているものである、請求項１ないし３いずれかに記載の半導体装置。
5. 前記第２基板の第２コア基板の面内方向における熱膨張係数が、１５ｐｐｍ以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置。
6. 前記第２半導体素子の厚さが、５０〜５００μｍである、請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体装置。
7. 前記第２基板の第２コア基板の２６０℃における弾性率（Ｅｓ１）が、１０ＧＰａ以上である請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体装置。
8. 前記第２基板は、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびビスマレイミドトリアジン樹脂の中の少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されているものである請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装置。

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