JP2013239610A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013239610A
JP2013239610A JP2012112134A JP2012112134A JP2013239610A JP 2013239610 A JP2013239610 A JP 2013239610A JP 2012112134 A JP2012112134 A JP 2012112134A JP 2012112134 A JP2012112134 A JP 2012112134A JP 2013239610 A JP2013239610 A JP 2013239610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
semiconductor element
layer
resin
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012112134A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhiko Maeda
治彦 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2012112134A priority Critical patent/JP2013239610A/ja
Priority to PCT/JP2013/003029 priority patent/WO2013172008A1/ja
Priority to KR1020147034961A priority patent/KR20150008489A/ko
Priority to TW102117195A priority patent/TW201405727A/zh
Publication of JP2013239610A publication Critical patent/JP2013239610A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/145—Organic substrates, e.g. plastic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822—Multilayer substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/35—Mechanical effects
    • H01L2924/351—Thermal stress
    • H01L2924/3511—Warping

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract


【課題】製造安定性に優れた構造の半導体装置および半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】半導体装置１０は、基板２と、基板２上に搭載された半導体素子３と、半導体素子３を封止する封止材４とを備える。基板２は、少なくとも１層の繊維基材層２１１と、この繊維基材層２１１に含浸された樹脂層２１２とを備える。基板２において、基板２の厚み方向の中心に位置する中心面Ｃから、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率Ａが、基板２の厚み方向の中心に位置する中心面Ｃから、半導体素子搭載面と反対側の面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率Ｂよりも高い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
従来、半導体素子が搭載される基板には、プリプレグが使用されている。たとえば、特許文献１には、繊維基材に樹脂が含浸されたプリプレグが開示されている。このプリプレグは、繊維基材よりも外側にある一対の外側樹脂層の厚みが異なった構造となっている。特許文献１には、このプリプレグを２つ用意し、外側樹脂層の厚みが厚いほうの面が内層回路と接触するように、積層し、さらに、その両側に外側用銅箔を重ねて基板を得ることも開示されている。
特開２００４−２１６７８４号公報
このような基板を使用して半導体装置を製造する際には、以下の課題があることがわかった。
特許文献１に記載の基板は、厚みの中心線を挟んで、上下対照に繊維基材層が配置される構成となる。そのため、基板単体としては、反りが発生しにくい構成となる。しかしながら、このような基板に半導体素子を搭載し、封止材で封止すると、封止材の硬化収縮等により、基板が凹状（いわゆるスマイル型）に大きく反ってしまい、半導体装置の生産性に影響を及ぼすことがわかった。
従って、より製造安定性に優れた構造の半導体装置およびその製造方法の開発が望まれている。
本発明によれば、基板と、この基板上に搭載された半導体素子と、前記基板上に設けられ、熱硬化性樹脂組成物からなり、前記半導体素子を封止する封止材とを備え、前記基板は、少なくとも１層の繊維基材層と、この繊維基材層に含浸された樹脂層とを備え、前記基板において、前記基板の厚み方向の中心から、半導体素子搭載面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ａが、前記基板の厚み方向の中心から、前記半導体素子搭載面と反対側の面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂよりも高い半導体装置が提供される。
この発明では、基板の厚み方向の中心から半導体素子搭載面までの領域における前記繊維基材の体積占有率Ａが、前記基板の厚み方向の中心から、半導体素子搭載面と反対側の面（裏面）までの領域における前記繊維基材の体積占有率Ｂよりも高くなっている。これにより、基板は、基板の厚みの中心から半導体素子搭載面までの領域が熱収縮しにくく、基板の厚みの中心から裏面までの領域が熱収縮しやすい構造となる。そのため、基板単体では、半導体素子搭載面側が凸状となるように反りが発生しやすい。しかしながら、この基板上に封止材を設けることで、封止材の硬化収縮等の力が基板に作用し、基板の反りが解消されることとなる。そのため、基板の反り量が少ない半導体装置となり、半導体装置の生産性が向上する。
従って、本発明の半導体装置は、製造安定性に優れた構造であるといえる。
また、本発明によれば、上述した半導体装置の製造方法も提供できる。
すなわち、本発明によれば、基板に半導体素子を実装する工程と、熱硬化性樹脂組成物からなる封止材を硬化させて、前記半導体素子を封止する工程と、を含み、前記基板は、少なくとも１層の繊維基材層と、この繊維基材層に含浸された樹脂層とを備え、前記基板において、前記基板の厚み方向の中心から、半導体素子搭載面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ａが、前記基板の厚み方向の中心から、半導体素子搭載面と反対側の面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂよりも高い半導体装置の製造方法が提供できる。
本発明によれば、製造安定性に優れた構造の半導体装置および半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の一実施形態にかかる半導体装置を示す断面図である。 半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の変形例にかかる半導体装置を示す断面図である。 本発明の変形例にかかる半導体装置を示す断面図である。 本発明の変形例にかかる半導体装置を示す断面図である。 本発明の変形例にかかる半導体装置を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。
図１には、本実施形態の半導体装置１０が示されている。
はじめに、本実施形態の半導体装置１０の概要について説明する。
この半導体装置１０は、基板２と、基板２上に搭載された半導体素子３と、半導体素子３を封止する封止材４とを備える。基板２は、少なくとも１層の繊維基材層２１１と、この繊維基材層２１１に含浸された樹脂層２１２とを備える。基板２において、基板２の厚み方向の中心に位置する中心面Ｃから、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率Ａが、基板２の厚み方向の中心に位置する中心面Ｃから、半導体素子搭載面と反対側の面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率Ｂよりも高い。
ここで、基板が、半導体素子搭載面側の回路層を露出するソルダーレジスト層を有する場合には、半導体素子搭載面はソルダーレジスト層表面となる。
同様に、基板が半導体素子搭載面と反対側の回路層を露出するソルダーレジスト層を有する場合には、半導体素子搭載面と反対側の面はソルダーレジスト層表面となる。
（半導体装置の構成）
次に、本実施形態の半導体装置１０について詳細に説明する。
（基板）
基板２は、コア層２１と、コア層２１の表裏面にそれぞれ設けられた回路層２２と、コア層２１上に設けられたソルダーレジスト層２３とを備える。
コア層２１は、繊維基材層２１１と、絶縁性の樹脂層２１２とを備える。また、コア層２１には、スルーホール２１３が形成され、スルーホール２１３内部には、銅等の金属で構成される導電体２１４が充填されている。
コア層２１の厚みは、たとえば、５０μｍ以上、１００μｍ以下である。
繊維基材層２１１としては、とくに限定されないが、ガラスクロスなどのガラス繊維基材、ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維、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など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などのポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維などを主成分として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などを主成分とする紙基材などの有機繊維基材などが挙げられる。これらの中でも、強度、吸水率の点からガラスクロスがとくに好ましい。また、ガラスクロスを用いることにより、樹脂層の熱膨張係数をさらに小さくすることができる。
ガラス繊維基材を構成するガラスとしては、例えばＥガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、Ｈガラス等が挙げられる。 これらの中でもＳガラス、または、Ｔガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の熱膨張係数を小さくすることができ、それによってプリプレグの熱膨張係数を小さくすることができる。
本実施形態で用いるガラス繊維基材としては、坪量（１ｍ２あたりの繊維基材の重量）が４ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下のものであることが好ましく、より好ましくは８ｇ／ｍ２以上１１０ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは１２ｇ／ｍ２以上６０ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは１２ｇ／ｍ２以上３０ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは１２ｇ／ｍ２以上２４ｇ／ｍ２以下である。
坪量が上記上限値を超える場合は、繊維基材中の樹脂組成物の含浸性が低下し、ストランドボイドや絶縁信頼性の低下の恐れが生じ、また炭酸ガス、ＵＶ、エキシマなどのレーザーによるスルーホールの形成が困難になる恐れがある。また、坪量が上記下限値を下回る場合は、ガラスクロスやプリプレグの強度が下がり、ハンドリングの低下や、プリプレグの作製が困難となる恐れや、基板の反りの低減効果が低下する恐れがある。
上記ガラス繊維基材の中でも、とくに、線膨張係数が６ｐｐｍ／℃以下のガラス繊維基材であることが好ましく、３．５ｐｐｍ／℃以下のガラス繊維基材であることがより好ましい。このような線膨張係数を有するガラス繊維基材を用いることにより、本実施形態の素子搭載基板の反りをさらに抑制することができる。
さらに、本実施形態で用いる繊維基材は、ヤング率が６０ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下であることが好ましく、より好ましくは６５ＧＰａ以上９２ＧＰａ以下、さらに好ましくは８６ＧＰａ以上９２ＧＰａ以下である。このようなヤング率を有するガラス繊維基材を用いることにより、例えば半導体実装時のリフロー熱による配線板の変形を効果的に抑制することができるので、電子部品の接続信頼性がさらに向上する。
また、本実施形態で用いるガラス繊維基材は、１ＭＨｚでの誘電率が３．８以上７．０以下であることが好ましく、より好ましくは３．８以上６．８以下、さらに好ましくは３．８以上５．５以下である。このような誘電率を有するガラス繊維基材を用いることにより、素子搭載基板の誘電率をさらに低減でき、高速信号を用いた半導体パッケージに好適である。
上記のような線膨張係数、ヤング率および誘電率を有するガラス繊維基材として、例えば、Ｅガラス、Ｓガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、ＵＮガラスなどが好適に用いられる。
繊維基材層２１１は、上記の繊維基材に樹脂組成物が含浸されてなる層であるが、通常、繊維基材層の厚みは、繊維基材の厚みと考えることができる。
繊維基材層の厚みは、とくに限定されないが、５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上６０μｍ以下、さらに好ましくは１２μｍ以上３５μｍ以下である。このような厚みを有する繊維基材を用いることにより、プリプレグ製造時のハンドリング性がさらに向上し、とくに反り低減効果が顕著である。
繊維基材層の厚みが上記上限値を超える場合は、繊維基材中の樹脂組成物の含浸性が低下し、ストランドボイドや絶縁信頼性の低下の恐れが生じ、また炭酸ガス、ＵＶ、エキシマなどのレーザーによるスルーホールの形成が困難になる恐れがある。また、繊維基材層の厚みが上記下限値を下回る場合は、繊維基材やプリプレグの強度が下がり、ハンドリングの低下や、プリプレグの作製が困難となる恐れや、基板の反りの効果が低下する恐れがある。
また、繊維基材の使用枚数は、一枚に限らず、薄い繊維基材を複数枚重ねて使用することも可能である。なお、繊維基材を複数枚重ねて使用する場合は、その合計の厚みが上記の範囲を満たすことが好ましい。
基板２は、ガラス繊維基材などの繊維基材に樹脂組成物を含浸させてなる繊維基材層を有することにより、低線膨張率、高弾性率に優れ、薄型の多層配線板、該多層配線板に半導体チップを搭載した半導体パッケージにおいて、反りが少なく、耐熱性、熱衝撃性の信頼性に優れるものが得られる。中でも、ガラス繊維基材に樹脂組成物を含浸させてなる繊維基材層を有することにより、高強度、低吸水、低熱膨張を達成することができる。
樹脂層２１２は、繊維基材層２１１に含浸されたものであり、繊維基材層２１１に含浸された含浸領域と、繊維基材層２１１の表面（当該基板の半導体素子搭載面側の面）を覆う第一領域と、繊維基材層２１１の裏面を覆う第二領域とで構成されている。
ここで、第一領域の厚みＤ１は、第二領域の厚みＤ２よりも薄い。本実施形態では、コア層２１の繊維基材層２１１は、コア層２１の厚み方向の中心位置よりも、コア層２１表面（当該基板の半導体素子搭載面側の面）側に偏在している。すなわち、コア層２１の厚み方向の中心から、基板の半導体素子搭載面側のコア層２１の表面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率が、コア層２１の厚み方向の中心から、コア層２１の前記表面と反対側の裏面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率よりも高い。
たとえば、Ｄ２／Ｄ１は、２以上、５以下であることが好ましい。Ｄ２／Ｄ１を２以上とすることで、基板２の半導体素子が搭載面からみて凹状の反り（スマイル反り）の発生を抑制することができる。
一方で、Ｄ２／Ｄ１を５以下とすることで、基板２の過剰な反り（クライ反り）の発生を抑制することができる。
たとえば、Ｄ１は、２〜１０μｍであり、Ｄ２は、５〜３０μｍである。
ここで、樹脂層２１２を構成する樹脂組成物としては、特に限定されないが、低線膨張率および高弾性率を有し、熱衝撃性の信頼性に優れたものであることが好ましい。
また、樹脂組成物のガラス転移温度は、好ましくは１６０℃以上２７０℃以下であり、さらに好ましくは１８０℃以上２４０℃以下である。このようなガラス転移温度を有する樹脂組成物を用いることにより、鉛フリー半田リフロー耐熱性がさらに向上するという効果が得られる。
具体的な熱硬化性樹脂として、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ノボラック樹脂など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、クルミ油などで変性した油変性レゾールフェノール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂などのフェノール樹脂、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型エポキシ樹脂など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型エポキシ樹脂など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などのエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂など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、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂などが挙げられる。
これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよく、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てもよい。
これらの中でも、とくにシアネート樹脂（シアネート樹脂のプレポリマーを含む）が好ましい。シアネート樹脂を用いることにより、樹脂層の熱膨張係数を小さくすることができる。さらに、シアネート樹脂は、電気特性（低誘電率、低誘電正接）、機械強度などにも優れる。
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たものや、必要に応じて加熱などの方法でプレポリマー化したものなどを用いることができる。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型シアネート樹脂などのビスフェノール型シアネート樹脂、ナフトールアラルキル型の多価ナフトール類と、ハロゲン化シアンとの反応で得られるシアネート樹脂、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂、ビフェニルアルキル型シアネート樹脂など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。ノボラック型シアネート樹脂を用いることにより、架橋密度が増加し、耐熱性が向上する。したがって、樹脂組成物などの難燃性を向上させることができる。
この理由としては、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ことが挙げられる。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。さらに、プリプレグなどからなる樹脂層を厚さ０．６ｍｍ以下にした場合であっても、ノボラック型シアネート樹脂を硬化させて作製した樹脂層を含む素子搭載基板は優れた剛性を有する。とくに、このような素子搭載基板は加熱時における剛性に優れるので、半導体素子実装時の信頼性にも優れる。
ノボラック型シアネート樹脂としては、例えば、下記一般式（Ｉ）で示されるものを使用することができる。
Figure 2013239610
一般式（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は任意の整数であり、とくに限定されないが、１以上１０以下が好ましく、とくに２以上７以下が好ましい。平均繰り返し単位ｎが小さすぎると、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が大きすぎると溶融粘度が高くなりすぎ、樹脂層の成形性が低下する場合がある。
また、シアネート樹脂としては、下記一般式（II）で表わされるナフトール型シアネート樹脂も好適に用いられる。下記一般式（II）で表わされるナフトール型シアネート樹脂は、α−ナフトールあるいはβ−ナフトールなどのナフトール類とｐ−キシリレングリコール、α，α'−ジメトキシ−ｐ−キシレン、１，４−ジ（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ベンゼンなどとの反応により得られるナフトールアラルキル樹脂とシアン酸とを縮合させて得られるものである。一般式（II）のｎは１０以下であることがさらに好ましい。ｎが１０以下の場合、樹脂粘度が高くならず、基材への含浸性が良好で、素子搭載基板としての性能を低下させない傾向がある。また、合成時に分子内重合が起こりにくく、水洗時の分液性が向上し、収量の低下を防止できる傾向がある。
Figure 2013239610
 （式中、Ｒは水素原子またはメチル基を示し、ｎは１以上の整数を示す。）
また、シアネート樹脂としては、下記一般式（III）で表わされるジシクロペンタジエン型シアネート樹脂も好適に用いられる。下記一般式（III）で表わされジシクロペンタジエン型シアネート樹脂は、下記一般式（III）のｎが０以上８以下であることがさらに好ましい。ｎが８以下の場合、樹脂粘度が高くならず、基材への含浸性が良好で、素子搭載基板としての性能の低下を防止できる。また、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂を用いることで、低吸湿性、および耐薬品に優れる。
Figure 2013239610
 （ｎは０以上８以下の整数を示す。）
シアネート樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、とくに限定されないが、例えば、Ｍｗ５００以上４，５００以下が好ましく、とくに６００以上３，０００以下が好ましい。Ｍｗが小さすぎると樹脂層を作製した場合にタック性が生じ、樹脂層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、Ｍｗが大きすぎると反応が速くなりすぎ、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。
シアネート樹脂などのＭｗ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、とくに限定されないが、シアネート樹脂は１種類を単独で用いてもよいし、異なるＭｗを有する２種類以上を併用してもよく、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。
樹脂組成物中に含まれる熱硬化性樹脂の含有量は、その目的に応じて適宜調整されれば良くとくに限定されないが、樹脂組成物全体に基づいて５重量％以上９０重量％以下が好ましく、さらに１０重量％以上８０重量％以下が好ましく、とくに２０重量％以上５０重量％以下が好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が小さすぎるとプリプレグのハンドリング性が低下したり、樹脂層を形成するのが困難となる場合があり、含有量が大きすぎると樹脂層の強度や難燃性が低下したり、樹脂層の線膨張係数が増加し素子搭載基板の反りの低減効果が低下する場合がある。
また、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、素子搭載基板を薄型化してもより一層優れた強度を付与することができる。さらに、素子搭載基板の低熱膨張化をより一層向上させることができる。
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、ガラスなどのケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、シリカ、溶融シリカなどの酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトなどの炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムなど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、ホウ酸ナトリウムなどのホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素などの窒化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムなどのチタン酸塩など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種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの中でも、とくにシリカが好ましく、溶融シリカ（とくに球状溶融シリカ）が低熱膨張性に優れる点で好ましい。溶融シリカの形状には破砕状および球状がある。繊維基材への含浸性を確保するためには、樹脂組成物の溶融粘度を下げるため球状シリカを使うなど、その目的にあわせた使用方法を採用することができる。
無機充填材の平均粒子径は、とくに限定されないが、０．０１μｍ以上５．０μｍ以下が好ましく、とくに０．１μｍ以上２．０μｍ以下が好ましい。無機充填材の粒径が小さすぎるとワニスの粘度が高くなるため、樹脂層作製時の作業性に影響を与える場合がある。また、無機充填材の粒径が大きすぎると、ワニス中で無機充填剤の沈降など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。
また無機充填材は、とくに限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材を用いてもよいし、平均粒子径が多分散の無機充填材を用いてもよい。さらに平均粒子径が単分散および／または多分散の無機充填材を１種類または２種類以上で併用してもよい。
さらに無機充填材は、平均粒子径５．０μｍ以下の球状シリカ（とくに球状溶融シリカ）が好ましく、とくに平均粒子径０．０１μｍ以上２．０μｍ以下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さらに向上させることができる。
無機充填材の含有量の下限値は、とくに限定されないが、樹脂組成物全体に基づいて２０重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましく、５０重量％以上がさらに好ましい。無機充填材の含有量の上限値は、とくに限定されないが、樹脂組成物全体に基づいて８０重量％以下が好ましく、７５重量％以下がより好ましい。含有量が上記範囲内であると、とくに低熱膨張、低吸水とすることができる。とくに、素子搭載基板の反りを低減することができる。
また、本実施の形態に用いる樹脂組成物は、ゴム成分も配合することができ、例えば、ゴム粒子を用いることができる。ゴム粒子の好ましい例としては、コアシェル型ゴム粒子、架橋アクリロニトリルブタジエンゴム粒子、架橋スチレンブタジエンゴム粒子、アクリルゴム粒子、シリコーン粒子などが挙げられる。
コアシェル型ゴム粒子は、コア層とシェル層とを有するゴム粒子であり、例えば、外層のシェル層がガラス状ポリマーで構成され、内層のコア層がゴム状ポリマーで構成される２層構造、または外層のシェル層がガラス状ポリマーで構成され、中間層がゴム状ポリマーで構成され、コア層がガラス状ポリマーで構成される３層構造のものなどが挙げられる。ガラス状ポリマー層は、例えば、メタクリル酸メチルの重合物などで構成され、ゴム状ポリマー層は、例えば、ブチルアクリレート重合物（ブチルゴム）などで構成される。コアシェル型ゴム粒子の具体例としては、スタフィロイドＡＣ３８３２、ＡＣ３８１６Ｎ（商品名、ガンツ化成社製）、メタブレンＫＷ−４４２６（商品名、三菱レイヨン社製）が挙げられる。架橋アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）粒子の具体例としては、ＸＥＲ−９１（平均粒子径０．５μｍ、ＪＳＲ社製）などが挙げられる。
架橋スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）粒子の具体例としては、ＸＳＫ−５００（平均粒子径０．５μｍ、ＪＳＲ社製）などが挙げられる。アクリルゴム粒子の具体例としては、メタブレンＷ３００Ａ（平均粒子径０．１μｍ）、Ｗ４５０Ａ（平均粒子径０．２μｍ）（三菱レイヨン社製）などが挙げられる。
シリコーン粒子は、オルガノポリシロキサンで形成されたゴム弾性微粒子であればとくに限定されず、例えば、シリコーンゴム（オルガノポリシロキサン架橋エラストマー）そのものからなる微粒子、および二次元架橋主体のシリコーンからなるコア部を三次元架橋型主体のシリコーンで被覆したコアシェル構造粒子などが挙げられる。シリコーンゴム微粒子としては、ＫＭＰ−６０５、ＫＭＰ−６００、ＫＭＰ−５９７、ＫＭＰ−５９４（信越化学社製）、トレフィルＥ−５００、トレフィルＥ−６００（東レ・ダウコーニング社製）などの市販品を用いることができる。
ゴム粒子の含有量は、とくに限定されないが、上記の無機充填材を合わせて、樹脂組成物全体に基づいて２０重量％以上８０重量％以下が好ましく、とくに３０重量％以上７５重量％以下が好ましい。含有量が範囲内であると、とくに低吸水とすることができる。
熱硬化性樹脂としてシアネート樹脂（とくにノボラック型シアネート樹脂、ナフトール型シアネート樹脂、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂）を用いる以外に、エポキシ樹脂（実質的にハロゲン原子を含まない）を用いてもよいし、併用してもよい。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型エポキシ樹脂など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型エポキシ樹脂など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など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、ビナフチル型エポキシ樹脂、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などが挙げられる。
エポキシ樹脂として、これらの中の１種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよく、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。
これらエポキシ樹脂の中でもとく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さらに向上させることができる。
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などが挙げられる。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、例えば下記一般式（ＩＶ）で示すことができる。
Figure 2013239610
上記一般式（ＩＶ）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は任意の整数であり、とくに限定されないが、１以上１０以下が好ましく、とくに２以上５以下が好ましい。平均繰り返し単位ｎが小さすぎると、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂が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が大きすぎると樹脂の流動性が低下し、成形不良などの原因となる場合がある。
上記以外のエポキシ樹脂としては縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、耐熱性、低熱膨張性をさらに向上させることができる。
縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂は、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、クリセン、ピレン、トリフェニレン、およびテトラフェン、その他の縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂である。縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂は、複数の芳香環が規則的に配列することができるため低熱膨張性に優れる。また、ガラス転移温度も高いため耐熱性に優れる。さらに、繰返し構造の分子量が大きいため従来のノボラック型エポキシに比べ難燃性に優れ、シアネート樹脂と組合せることでシアネート樹脂の弱点の脆弱性を改善することができる。したがって、シアネート樹脂と併用して用いることで、さらにガラス転移温度が高くなるため鉛フリー対応の実装信頼性に優れる。
縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂は、フェノール類化合物とホルムアルデヒド類化合物、および縮合環芳香族炭化水素化合物から合成された、ノボラック型フェノール樹脂をエポキシ化したものである。
フェノール類化合物は、とくに限定されないが、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾールなどのクレゾール類、２，３−キシレノール、２，４−キシレノール、２，５−キシレノール、２，６−キシレノール、３，４−キシレノール、３，５−キシレノールなどのキシレノール類、２，３，５トリメチルフェノールなどのトリメチルフェノール類、ｏ−エチルフェノール、ｍ−エチルフェノール、ｐ−エチルフェノールなどのエチルフェノール類、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、ｔ−ブチルフェノールなどのアルキルフェノール類、ｏ−フェニルフェノール、ｍ−フェニルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、カテコール、１，５−ジヒドロキシナフタレン、１，６−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフタレンなどのナフタレンジオール類、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール、フルオログルシンなどの多価フェノール類、アルキルレゾルシン、アルキルカテコール、アルキルハイドロキノンなどのアルキル多価フェノール類が挙げられる。これらのうち、コスト面および分解反応に与える効果から、フェノールが好ましい。
アルデヒド類化合物は、とくに限定されないが、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ポリオキシメチレン、クロラール、ヘキサメチレンテトラミン、フルフラール、グリオキザール、ｎ-ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、テトラオキシメチレン、フェニルアセトアルデヒド、ｏ-トルアルデヒド、サリチルアルデヒド、ジヒドロキシベンズアルデヒド、トリヒドロキシベンズアルデヒド、４−ヒドロキシ−３−メトキシアルデヒドパラホルムアルデヒドなどが挙げられる。
縮合環芳香族炭化水素化合物は、とくに限定されないが、例えば、メトキシナフタレン、ブトキシナフタレンなどのナフタレン誘導体、メトキシアントラセンなどのアントラセン誘導体、メトキシフェナントレンなどのフェナントレン誘導体、その他テトラセン誘導体、クリセン誘導体、ピレン誘導体、誘導体トリフェニレン、およびテトラフェン誘導体などが挙げられる。
縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂は、とくに限定されないが、例えば、メトキシナフタレン変性オルトクレゾールノボラックエポキシ、ブトキシナフタレ変性メタ（パラ）クレゾールノボラックエポキシ、およびメトキシナフタレン変性ノボラックエポキシなどが挙げられる。これらの中でも、下記式（Ｖ）で表される縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。
Figure 2013239610
（式中、Ａｒは縮合環芳香族炭化水素基であり、Ｒは互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数１以上１０以下の炭化水素基またはハロゲン元素、フェニル基、ベンジル基などのアリール基、およびグリシジルエーテルを含む有機基から選ばれる基で、ｎ、ｐ、およびｑは１以上の整数であり、またｐ、ｑの値は、繰り返し単位毎に同一でも、異なっていてもよい。）
Figure 2013239610
（式（Ｖ）中のＡｒは、式（ＶＩ）中の（Ａｒ１）〜（Ａｒ４）で表される構造であり、式（ＶＩ）中のＲは、互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数１以上１０以下の炭化水素基またはハロゲン元素、フェニル基、ベンジル基などのアリール基、およびグリシジルエーテルを含む有機基から選ばれる基である。）
さらに上記以外のエポキシ樹脂としてはナフトール型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、耐熱性、低熱膨張性をさらに向上させることができる。ナフトール型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式（ＶＩＩ）で示すことができる。
Figure 2013239610
 （ｎは平均１以上６以下の数を示し、Ｒはグリシジル基または炭素数１以上１０以下の炭化水素基を示す。）
エポキシ樹脂の含有量は、とくに限定されないが、樹脂組成物全体に基づいて１重量％以上５５重量％以下が好ましく、とくに２重量％以上４０重量％以下が好ましい。エポキシ樹脂の含有量が小さすぎ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る。含有量が大きすぎると耐熱性が低下する場合がある。
エポキシ樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、とくに限定されないが、Ｍｗ５００以上２０，０００以下が好ましく、とくに８００以上１５，０００以下が好ましい。Ｍｗが小さすぎると樹脂層にタック性が生じる場合があり、Ｍｗが大きすぎると樹脂層作製時、繊維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。エポキシ樹脂のＭｗは、例えばＧＰＣで測定することができる。
熱硬化性樹脂としてシアネート樹脂（とくにノボラック型シアネート樹脂、ナフトール型シアネート樹脂、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂）やエポキシ樹脂（アリールアルキレン型エポキシ樹脂、とくにビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂）を用いる場合、さらにフェノール樹脂を用いることが好ましい。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などが挙げられる。フェノール樹脂として、これらの中の１種類を単独で用いてよいし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよく、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。これらの中でも、とく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。
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などが挙げられる。ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂は、例えば、下記一般式（ＶＩＩＩ）で示すことができる。
Figure 2013239610
上記一般式（ＶＩＩＩ）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は任意の整数であり、とくに限定されないが、１以上１２以下が好ましく、とくに２以上８以下が好ましい。平均繰り返し単位ｎが小さすぎると耐熱性が低下する場合がある。また、平均繰り返し単位ｎが大きすぎ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（とくにノボラック型シアネート樹脂、ナフトール型シアネート樹脂、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂）やエポキシ樹脂（アリールアルキレン型エポキシ樹脂、とくにビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂）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。
フェノール樹脂の含有量は、とくに限定されないが、樹脂組成物全体に基づいて１重量％以上５５重量％以下が好ましく、とくに５重量％以上４０重量％以下が好ましい。フェノール樹脂の含有量が小さすぎると耐熱性が低下する場合があり、大きすぎると低熱膨張の特性が損なわれる場合がある。
フェノール樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、とくに限定されないが、Ｍｗ４００以上１８，０００以下が好ましく、とくに５００以上１５，０００以下が好ましい。Ｍｗが小さすぎると樹脂層にタック性が生じる場合が有り、大きすぎると樹脂層の作製時、繊維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。フェノール樹脂のＭｗは、例えばＧＰＣで測定することができる。
さらに、シアネート樹脂（とくにノボラック型シアネート樹脂、ナフトール型シアネート樹脂、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂）とフェノール樹脂（アリールアルキレン型フェノール樹脂、とくにビフェニルジメチレン型フェノール樹脂）とエポキシ樹脂（アリールアルキレン型エポキシ樹脂、とくにビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂）との組合せを用いて基板（とくに回路基板）を作製した場合、とくに優れた寸法安定性を得ることができる。
このほか、必要に応じて、樹脂組成物にはカップリング剤、硬化促進剤、硬化剤、熱可塑性樹脂、有機充填材などの添加剤を適宜配合することができる。本発明で用いられる樹脂組成物は、上記成分を有機溶剤などにより溶解および／または分散させた液状形態で好適に用いることができる。
カップリング剤の使用により、熱硬化性樹脂と無機充填材との界面の濡れ性が向上し、繊維基材に対して樹脂組成物を均一に定着させることができる。したがって、カップリング剤を使用することは好ましく、耐熱性、とくに吸湿後の半田耐熱性を改良することができる。
カップリング剤としては、カップリング剤として通常用いられるものであれば使用できるが、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、無期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。
カップリング剤の添加量は、無機充填材の比表面積に依存するのでとくに限定されないが、無機充填材１００重量部に対して０．０５重量部以上３重量部以下が好ましく、とくに０．１重量部以上２重量部以下が好ましい。カップリング剤の含有量が少なすぎ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、多すぎると反応に影響を与え、曲げ強度などが低下する場合がある。
硬化促進剤としては公知のものを用いることができる。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）などの有機金属塩、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］オクタンなどの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−エチルイミダゾール、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などのイミダゾール類、フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノールなど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などの有機酸など、オニウム塩化合物など、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種類を単独で用いてもよいし、これらの誘導体も含めて２種類以上を併用してもよい。
オニウム塩化合物は、とくに限定されないが、例えば、下記一般式（ＩＸ）で表されるオニウム塩化合物を用いることができる。
Figure 2013239610
（式中、Ｐはリン原子、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ、置換もしくは無置換の芳香環または複素環を有する有機基、あるいは置換もしくは無置換の脂肪族基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ａ−は分子外に放出しうるプロトンを少なくとも１個以上分子内に有するｎ（ｎ≧１）価のプロトン供与体のアニオン、またはその錯アニオンを示す。）
硬化促進剤の含有量は、とくに限定されないが、樹脂組成物全体の０．０１以上５重量％以下が好ましく、とくに０．１以上２重量％以下が好ましい。含有量が少なすぎると硬化を促進する効果が現れない場合があり、多すぎると樹脂層の保存性が低下する場合がある。
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、ポリスチレン樹脂などの熱可塑性樹脂、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など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などの熱可塑性エラストマ−、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などのジエン系エラストマーを併用してもよい。
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール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、アントラセ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などが挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。
これらの中でも、フェノキシ樹脂には、ビフェニル骨格およびビスフェノールＳ骨格を有するフェノキシ樹脂を用いるのが好ましい。これにより、ビフェニル骨格が有する剛直性により、フェノキシ樹脂の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骨格の存在により、フェノキシ樹脂と金属との密着性を向上させることができる。その結果、素子搭載基板の耐熱性の向上を図ることができるとともに、回路基板を製造する際に、素子搭載基板に対する配線層の密着性を向上させることができる。また、フェノキシ樹脂には、ビスフェノールＡ骨格およびビスフェノールＦ骨格を有するフェノキシ樹脂を用いるのも好ましい。これにより、回路基板の製造時に、配線層の素子搭載基板への密着性をさらに向上させることができる。
また、下記一般式（Ｘ）で表されるビスフェノールアセトフェノン構造を有するフェノキシ樹脂を用いるのも好ましい。
Figure 2013239610
（式中、Ｒ１は互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数１以上１０以下の炭化水素基またはハロゲン元素から選ばれる基であり、Ｒ２は、水素原子、炭素数１以上１０以下の炭化水素基またはハロゲン元素から選ばれる基であり、Ｒ３ は、水素原子または炭素数１以上１０以下の炭化水素基であり、ｍは０以上５以下の整数である。）
ビスフェノールアセトフェノン構造を含むフェノキシ樹脂は、嵩高い構造を持っているため、溶剤溶解性や、配合する熱硬化性樹脂成分との相溶性に優れる。また、低粗度で均一な粗面を形成することができるため微細配線形成性に優れる。
ビスフェノールアセトフェノン構造を有するフェノキシ樹脂は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂を触媒で高分子量化させる方法などの公知の方法で合成することができる。
ビスフェノールアセトフェノン構造を有するフェノキシ樹脂は、一般式（Ｘ）のビスフェノールアセトフェノン構造以外の構造が含まれていても良く、その構造は特に限定されないが、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、ビフェニル型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型の構造などが挙げられる。中でも、ビフェニル型の構造を含むものが、ガラス転移温度が高く好ましい。
ビスフェノールアセトフェノン構造を含むフェノキシ樹脂中の一般式（Ｘ）のビスフェノールアセトフェノン構造の含有量はとくに限定されないが、５モル％以上９５モル％以下が好ましく、より好ましくは１０モル％以上８５モル％以下であり、さらに好ましくは１５モル％以上７５モル％以下である。含有量が下限値に満たないと、耐熱性、耐湿信頼性を向上させる効果が得られない可能性がある。また、含有量が上限値を超えると、溶剤溶解性が悪くなるため、好ましくない。
フェノキシ樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、とくに限定されないが、Ｍｗ５，０００以上１００，０００以下が好ましく、１０，０００以上７０，０００以下がさらに好ましく、２０，０００以上５０，０００以下が最も好ましい。Ｍｗが上限値を超えると、他の樹脂との相溶性や溶剤への溶解性が極めて悪くなるため好ましくなく、下限値未満であると、製膜性が悪くなり、回路基板の製造に用いる場合に、不具合を生じるため好ましくない。
フェノキシ樹脂の含有量は、とくに限定されないが、充填材を除く樹脂組成物の５重量％以上４０重量％以下が好ましく、とくに１０重量％以上２０重量％以下が好ましい。含有量が上記下限値未満であると絶縁樹脂層の機械強度が低下したり、導体回路とのメッキ密着性が低下したりする場合があり、上記上限値を超えると絶縁樹脂層の熱膨張率が高くなり、耐熱性が低下したりする場合がある。
さらに、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、イオン捕捉剤などの上記成分以外の添加物を添加してもよい。
顔料としては、カオリン、合成酸化鉄赤、カドミウム黄、ニッケルチタン黄、ストロンチウム黄、含水酸化クロム、酸化クロム、アルミ酸コバルト、合成ウルトラマリン青などの無機顔料、フタロシアニンなどの多環顔料、アゾ顔料などが挙げられる。
染料としては、イソインドリノン、イソインドリン、キノフタロン、キサンテン 、ジケトピロロピロール、ペリレン、ペリノン 、アントラキノン、インジゴイド 、オキサジン、キナクリドン、ベンツイミダゾロン、ビオランスロン 、フタロシアニン、アゾメチンなどが挙げられる。
コア層２１の５０℃〜７０℃における基板面内方向の平均線膨張係数βが３ｐｐｍ／℃以上、１０ｐｐｍ／℃以下、なかでも、５ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。
（回路層）
回路層２２は、コア層２１の表裏面にそれぞれに設けられたものであり、銅等の金属で構成されている。回路層２２の厚みは、特に限定されないが、たとえば、１０〜１５μｍである。一対の回路層２２の厚みは等しい。
（ソルダーレジスト層）
ソルダーレジスト層２３は、コア層２１表裏面にそれぞれ設けられている。ソルダーレジスト層２３には開口が形成され、この開口から、回路層２２の一部が露出している。ここでは、一対のソルダーレジスト層２３の厚みは等しい。
ソルダーレジスト層２３は、たとえば、有機樹脂材料からなる。有機樹脂材料として、具体的には、エポキシ樹脂系、(メタ)アクリレート樹脂系およびポリイミド樹脂系の材料が挙げられる。これらは、単独または２種以上混合して用いてもよい。
ソルダーレジスト層２３の厚みは、特に限定されないが、たとえば、１０〜５０μｍである。
以上のような、本実施形態の基板２は、基板２の厚み方向の中心に位置する中心面Ｃから、半導体素子搭載面までの領域ａにおける繊維基材層２１１の体積占有率Ａが、基板２の厚み方向の中心に位置する中心面Ｃから、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域ｂにおける繊維基材層２１１の体積占有率Ｂよりも高くなっている。基板２の素子搭載面側の剛性を高めることができ、半導体素子３を基板２に搭載する際に、基板２が軟化して半導体素子３と基板２との位置ずれが生じてしまうことが防止できる。
なかでも、半導体装置１０における基板２のそりを確実に低減する観点からは、Ａ／Ｂが１．１以上、好ましくは１．２以上であることが好ましい。
領域ａにのみ、繊維基材層２１１が存在し、領域ｂ内には、繊維基材層２１１が存在していない構成としてもよく、また、たとえば、繊維基材層２１１が領域ａ、ｂにまたがるように配置されていてもよい。たとえば、領域ａにおける繊維基材層２１１の体積占有率は、５０％〜９０％である一方、領域ｂにおける繊維基材層２１１の体積占有率は、３０〜７０％としてもよい。
なお、Ａ／Ｂの上限値は特に限定されないが、基板単体の反りの観点から、２．０以下であることが好ましい。Ａ／Ｂを２．０以下とすることで、基板単体での反りが大きくなりすぎず、基板に回路を形成する際に容易に回路形成を行うことができる。また、基板への半導体素子搭載も容易に行うことができる。
なお、領域ａにおける繊維基材層２１１の体積占有率は、以下のようにして算出することができる。
体積占有率＝（繊維基材層のたて方向の長さ×繊維基材層の横方向の長さ×領域ａに存在する繊維基材層の厚み）／（基板のたて方向の長さ×横方向の長さ×基板の厚み×１／２）
領域ａに存在する繊維基材層２１１の厚みは、領域ａ内の繊維基材層の厚みを１０箇所測定した平均値とする。
領域ｂにおける繊維基材層の体積占有率も同様の算出方法により、算出できる。
また、本実施形態では、繊維基材層は、１層のみであるため、基板２における繊維基材層表面から基板表面までの距離Ｄ３は、繊維基材層裏面から基板裏面までの距離Ｄ４よりも短くなっている。
このような基板２の平均線膨張係数は、回路層２２のパターンによって異なるが、たとえば、５０℃〜７０℃における基板面内方向の平均線膨張係数βが１ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。２５ｐｐｍ／℃以下とすることで、搭載される半導体素子３との線膨張係数差を小さくすることができ、製造安定性に優れたものとすることができる。一方で、１ｐｐｍ／℃以上とすることで、封止材との熱膨張係数の差が小さくなり歪みが低減されるという効果がある。なかでも、βは、８ｐｐｍ／℃以上、２０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。
なお、平均線膨張係数は、以下のようにして計測できる。
基板２から５ｍｍ×２０ｍｍのサンプルを切り出し、ＴＭＡ（ＴＡインスツルメント（株）製）を用いて、室温（２５℃）から５℃／分でサンプルを昇温しながらサンプルの面内方向の変位量を計測し、面内方向の線膨張係数を算出する。そして、５０℃〜１５０℃における面内方向の線膨張係数を算出する。
（半導体素子）
半導体素子３は、ダイアタッチフィルムＦを介して、基板２のソルダーレジスト層２３上に搭載されている。この半導体素子３は、基板２に、ボンディングワイヤＷにより電気的に接続されている。
（封止材）
封止材４は、基板２表面を覆うとともに、半導体素子３を覆っている。封止材４は、熱硬化性樹脂組成物で構成される。
熱硬化性樹脂組成物としては、たとえば、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、無機充填材とを含むものがあげられる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましく、エポキシ樹脂としては、一分子中にエポキシ基を２個以上、より好ましくは３個以上有するものであることが好ましい。例えば、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型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、ジアミノジフェニルメタン型グリシジルアミン、アミノフェノール型グリシジルアミンのような芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレンおよび／またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、アリサイクリックジエポキシ−アジペイド等の脂環式エポキシ等の脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。これらは単独でも２種以上混合して使用しても良い。
熱硬化性樹脂の含有量の下限値は、熱硬化性樹脂組成物の合計値１００重量％に対して、とくに限定されないが、好ましくは１重量％以上３０重量％以下、より好ましくは５重量％以上２０重量％以下、さらには、１０重量％以下である。
硬化剤は、特に限定されないが、たとえばフェノール樹脂とすることができる。このようなフェノール樹脂系硬化剤は、一分子内にフェノール性水酸基を２個以上、より好ましくは３個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、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、ナフトールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂；トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂；フェニレン骨格及び／又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び／又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物等が挙げられる。これらは、１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。このようなフェノール樹脂系硬化剤により、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスが良好となる。特に、硬化性の点から、たとえばフェノール樹脂系硬化剤の水酸基当量は、９０ｇ／ｅｑ以上、２５０ｇ／ｅｑ以下とすることができる。
さらに、併用できる硬化剤としては、例えば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、縮合型の硬化剤等を挙げることができる。
重付加型の硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物；ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物；ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物；イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。
触媒型の硬化剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）、２，４，６−トリスジメチルアミノメチルフェノール（ＤＭＰ−３０）などの３級アミン化合物；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ２４）などのイミダゾール化合物；ＢＦ３錯体などのルイス酸などが挙げられる。
縮合型の硬化剤としては、例えば、メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂；メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂などが挙げられる。
このような他の硬化剤を併用する場合において、フェノール樹脂系硬化剤の含有量の下限値としては、全硬化剤に対して、２０重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上であることがより好ましく、５０重量％以上であることが特に好ましい。配合割合が上記範囲内であると、耐燃性、耐半田性を保持しつつ、良好な流動性を発現させることができる。また、フェノール樹脂系硬化剤の含有量の上限値としては、特に限定されないが、全硬化剤に対して、１００重量％以下であることが好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物に対する硬化剤の含有量の合計値の下限値については、特に限定されるものではないが、熱硬化性樹脂組成物の合計値１００重量％に対して、０．８重量％以上であることが好ましく、１．５重量％以上であることがより好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、良好な硬化性を得ることができる。また、硬化剤の含有量の合計値の上限値についても、特に限定されるものではないが、熱硬化性樹脂組成物の合計値１００重量％に対して、１２重量％以下であることが好ましく、１０重量％以下であることがより好ましい。
無機充填剤としては、例えば、溶融シリカ、球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられる。無機充填剤の粒径は、金型キャビティへの充填性の観点から、０．０１μｍ以上、１５０μｍ以下であることが望ましい。
無機充填剤の含有量は、熱硬化性樹脂組成物の合計値１００重量％に対して、好ましくは８０重量％以上であり、より好ましくは８３重量％以上であり、さらに好ましくは８６重量％以上である。下限値が上記範囲内であると、得られる熱硬化性樹脂組成物の硬化に伴う吸湿量の増加や、強度の低下が低減できる。また、無機充填剤の量は、熱硬化性樹脂組成物の合計値１００重量％に対して、好ましくは９５重量％以下であり、より好ましくは９３重量％以下であり、さらに好ましくは９１重量％以下である。上限値が上記範囲内であると、得られる熱硬化性樹脂組成物は良好な流動性を有するとともに、良好な成形性を備える。
さらに、熱硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤は、エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤の水酸基との反応を促進するものであればよく、一般に使用される硬化促進剤を用いることができる。
硬化促進剤の具体例としては、有機ホスフィン、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物等のリン原子含有化合物が好ましい。
封止材４の厚みは、特に制限されないが、たとえば、３００〜５００μｍである。
封止材（硬化物）４は、５０℃〜７０℃における平均線膨張係数αが８ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。なかでも、９ｐｐｍ／℃以上、１５ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。
平均線膨張係数αを２５ｐｐｍ／℃以下とすることで、硬化後の封止材４が大きく収縮してしまうことを抑制できる。一方で、詳しくは後述するが、平均線膨張係数αを８ｐｐｍ／℃以上とすることで、硬化後の封止材４が冷却する工程等で発生する封止材４の収縮力を基板２に作用させて、反りの少ない半導体装置１０を確実に提供できる。
ここで、α―βが、−６ｐｐｍ／℃以上、１２ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。α―βを−６ｐｐｍ／℃以上α―βを１２ｐｐｍ／℃以下とすることで、温度サイクル試験等において、半導体装置１０の信頼性が低下してしまうことを防止できる。
次に、本実施形態の半導体装置１０の製造方法について説明する。
図１および図２を参照して説明する。
はじめに、基板２を用意する。
ここで、基板２は次のようにして製造できる。
まず、樹脂層２１２および繊維基材層２１１で構成されたプリプレグを用意する。このプリプレグにおいて、繊維基材層２１１は、プリプレグの厚み方向の中心位置から、プリプレグ表面側にずれて配置されることとなる。このような構造のプリプレグは、たとえば、以下のようにして製造することができる。繊維基材層２１１を、厚みの異なる一対のフィルム状の樹脂層（樹脂層２１２となるもの）ではさむ。そして、一対の樹脂層を溶融させて、繊維基材層２１１に含浸させる。これにより、厚さ方向において、繊維基材層２１１が偏在したプリプレグを得ることができる。
そして、プリプレグを挟むように一対の金属層２２'（たとえば銅層）を配置し（図２（ａ）参照）、加熱加圧成形する。これにより、積層板２０を得る。ここで、繊維基材層２１１は、プリプレグの厚み方向の中心位置よりも、一方の表面側に偏在しているため、積層板２０は、図２（ａ）に示すように、一方の表面側が凸面状に湾曲し、凸状に反ったものとなる（いわゆるクライ反り）。換言すると、積層板２０は、逆Ｕ字型となる。
次に、この積層板２０にスルーホール２１３を形成する。その後、スルーホール２１３内面および金属層２２'上に第一めっき層を形成し、さらに、スルーホール２１３内に導電体２１４を充填する。次に、導電体２１４を被覆するように、前記第一めっき層上にさらに第二めっき層を形成し、その後、エッチングを行って、回路層２２を形成する。
これにより、コア層２１および回路層２２が積層された積層体が得られる。その後、回路層２２上に、ソルダーレジスト層２３を設け、ソルダーレジスト層２３に回路層２２が露出する開口を形成する。
これにより、図２（ｂ）に示すように、基板２を得ることができる。
基板２は、２５℃において、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った形状となる。基板２の反り量は、たとえば、−３０μｍ〜−１００μｍである。なお、−は、基板２の素子搭載面側が凸状に反っていることを意味し、＋は、基板２の半導体素子搭載面と反対側の面が凸状に反っていることを意味する。
反り量は、以下のようにして計測できる。
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）を用いて計測する。２５℃において、測定範囲を１３ｍｍ×１３ｍｍの範囲とし、基板２表面（半導体素子が搭載される側の面）にレーザを当てて測定を行い、レーザーヘッドからの距離が、最遠点と最近点の差を反り量とする。
次に、基板２上に半導体素子３を実装する。
半導体素子３には、ダイアタッチフィルムＦが貼り付けられており、このダイアタッチフィルムＦを介して半導体素子３が基板２上に搭載される。その後、ワイヤＷにより、半導体素子３と基板２とを電気的に接続する。このワイヤボンディングを行う際、基板２および半導体素子３は、たとえば、１００〜２００℃、２〜５分加熱される。この加熱が行われている間は、基板２の反りは加熱により解消され、基板２は略平坦となる。
ここで、前述したように、基板２において、基板２の厚み方向の中心に位置する中心面Ｃから、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率Ａが、中心面Ｃから、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率Ｂよりも高くなっている。これにより、半導体素子搭載面側の剛性が高くなるので、半導体素子３を基板２に搭載する際に、基板２が加熱されてしまっても、所望の位置に半導体素子を搭載できる。
ワイヤボンディングが終了したら、基板２および半導体素子３を室温まで冷却する。
このとき、図２（ｃ）に示すように、基板２は、２５℃において、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った形状となる。基板２の反り量は、たとえば、−３０μｍ〜−１００μｍである。反り量の計測方法は前述したとおりである。
その後、封止材４により、半導体素子３の封止を行う。封止の方法は、ポッティング、トランスファ成形、圧縮成形のいずれであってもよい。
この封止工程では、封止材４、半導体素子３および基板２は、たとえば、１７５℃で加熱され、封止材４が硬化する。その後、封止材４、半導体素子３および基板２は冷却され、半導体装置１０が得られることとなる（図１参照）。
ここで、封止材４は、硬化工程において硬化収縮し、冷却工程においても収縮する。封止材４が収縮することで、基板２の素子搭載面側が封止材４側に引っ張られることとなる。
特に、硬化工程および冷却工程における封止材の収縮量が基板の収縮量よりも大きい場合には基板２の素子搭載面側が封止材４側に引っ張られやすい。封止材４の収縮量と基板の収縮量の差により、半導体装置１０に反りが生じることとなるが、本実施形態では、基板単体時に、凸状に反った基板２を使用しているため、封止工程後の、基板２の反り量は、小さな値となり、反りの低減された半導体装置１０を得ることができる。
半導体装置１０における基板２は、平坦または、半導体素子搭載面と反対側の面が凸状にわずかに反った状態（いわゆるスマイル反り）となる。
ここで、基板２を用意する工程における基板２の２５℃における前記基板の反り量をＭとし、封止工程後の半導体装置１０における基板２の反り量をＮとした場合、Ｍは、−３０μｍ〜−１００μｍであり、Ｎは、０μｍから＋１００μｍとなる。
なお、半導体装置１０の状態で、基板２の反り量を計測する際には、基板裏面（半導体素子搭載面と反対側の面）にレーザを当てて計測すればよい。
ここで、従来の技術水準について説明する。
特許文献１に開示されたような、平坦な基板を半導体装置に組み込んだ場合、基板は半導体素子側と反対側に向かって凸状に大きく反っていた（スマイル反り）。封止材で半導体素子を封止する際に、封止材が大きく収縮するため、基板が大きく反るのである。
これに対し、本実施形態では、基板単体の状態で、半導体素子搭載面側に凸状に反った（いわゆるクライ反り）基板２を使用している。基板２において、繊維基材層２１１の体積占有率Ａを、体積占有率Ｂよりも高くしている。これにより、基板２は、基板２の厚み方向の中心に位置する中心面Ｃから半導体素子搭載面までの領域が熱収縮しにくく、中心面Ｃから半導体素子搭載面と反対側の面までの領域が熱収縮しやすい構造となる。そのため、基板２単体では、半導体素子搭載面側が凸状となるように反るのである。しかしながら、この基板２上に封止材４を設けることで、封止材４の硬化収縮、冷却工程における収縮の力が基板２に作用する。これにより、基板２のそりが解消されることとなる。半導体装置１０における基板２は、平坦または、半導体素子搭載面と反対側の面が凸状にわずかに反った状態（いわゆるスマイル反り）となるのである。
なお、前述したように、特許文献１には、繊維基材層が厚み方向に偏在したプリプレグが開示されているが、このプリプレグを使用した基板においては、基板の厚み方向の中心線を挟んで、繊維基材層は対称配置されている。すなわち、特許文献１に開示された基板において、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層の体積占有率Ａと、前記基板の厚みの中心から、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材の体積占有率Ｂとが等しくなっている。
特許文献１においては、基板の厚みの中心線を挟んで、繊維基材層が対称配置されているため、基板単体の状態での反りが低減させていると考えられる。従来、反りのない半導体装置を得るためには、基板単体の状態で反りを低減させておくことが重要であると考えられていたため、特許文献１では、このような構造を採用しているのである。従って、特許文献１からは、繊維基材の体積占有率Ａを、体積占有率Ｂよりも高くすることは全く想定できない。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
たとえば、前記実施形態では、基板２は、コア層２１と、回路層２２と、ソルダーレジスト層２３とで構成された、いわゆるコア基板であったが、これに限られず、基板はビルドアップ基板であってもよい。図３に示すように、コア層２１と、ビルドアップ層５１、５２とを備えるビルドアップ基板５を使用する。この基板５のビルドアップ層５１は、コア層２１の半導体素子搭載面側の表面上に複数層積層されている。ビルドアップ層５１は、いわゆるプリプレグで構成されており、繊維基材層５１１と、絶縁性の樹脂層５１２とを含んでいる。繊維基材層５１１は、前述した繊維基材層２１１と同様のものを使用できる。また、樹脂層５１２も前述したコア層２１の樹脂層２１２と同様のもの使用できる。
各ビルドアップ層５１の繊維基材層５１１は、ビルドアップ層５１の厚みの中心位置よりも基板２の半導体素子搭載面側に位置しており、偏在して配置されている。
一方で、ビルドアップ層５２は、コア層２１の裏面側に積層されている。ビルドアップ層５２は、樹脂層で構成され、繊維基材層を含んでいない。樹脂層としては、前述したコア層２１の樹脂層２１２と同様のもの使用できる。
基板５において、ビルドアップ層５１と回路層５３とは交互に配置され、ビルドアップ層５１には、ビアホールが形成されている。ビアホール内部には、銅等の導電体５１３が充填されている。
また、ビルドアップ層５１上には、ソルダーレジスト層５４が設けられている。ソルダーレジスト層５４は、第一実施形態と同様のソルダーレジスト層２３で構成される樹脂層５４２と、繊維基材層５４１とを含んで構成され、繊維基材層５４１に樹脂層５４２が含浸している。繊維基材層５４１は、ソルダーレジスト層５４の厚みの中心位置よりも、半導体素子３側に偏在して配置されている。繊維基材層５４１を構成する繊維基材は、第一実施形態の繊維基材層２１１と同様である。
また、基板５において、ビルドアップ層５２と回路層５３とは交互に配置され、ビルドアップ層５２には、ビアホールが形成されている。ビアホール内部には、銅等の導電体５２３が充填されている。また、ビルドアップ層５１上には、ソルダーレジスト層２３が設けられている。
半導体素子３と基板５とは半田バンプを介して接続されている。
このような半導体装置５０における基板５は、基板５の中心面Ｃから、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層２１１，５１１の体積占有率Ａが、前記基板５の厚みの中心面Ｃから、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂよりも高い。これにより、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
さらに、本発明の半導体装置は、図４に示すような半導体装置６０であってもよい。
この半導体装置の基板６は、コア層２１と、ビルドアップ層５１とを備える。図４のコア層２１よりも上側の各ビルドアップ層５１の繊維基材層５１１は、ビルドアップ層５１の厚みの中心位置よりも基板２の半導体素子搭載面側に位置しており、偏在して配置されている。
半導体素子３と基板５とは半田バンプを介して接続されている。
このような半導体装置６０において、基板６は、基板６の中心面Ｃから、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層２１１，５１１の体積占有率Ａが、前記基板の中心面Ｃから、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材層５１１の体積占有率Ｂよりも高い。これにより、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
特に、図３，４に示した半導体装置５０、６０を製造する際には、基板５，６上に半導体素子３を搭載した後、高温でリフローする必要がある。そのため、基板５，６が軟化しやすく、基板５，６の反りが悪化するため、半導体素子３と基板５，６との接続信頼性が低下するおそれあるが、基板５，６の半導体素子搭載面側の剛性が高いので、このような反りの悪化や接続信頼性の低下を抑制することができる。
なお、図４においては、コア層２１よりも下側のビルドアップ層５１の繊維基材層５１１は、ビルドアップ層５１の厚みの中心位置よりも、半導体素子搭載面と反対側に位置している。同様に、図４のコア層２１よりも下側のソルダーレジスト層５４においても、繊維基材層５４１は厚みの中心位置よりも、半導体素子搭載面と反対側に位置している。このように繊維基材層が偏在していても、基板６の中心面Ｃから、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層の体積占有率Ａが、前記基板の中心面Ｃから、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂよりも高ければよい。
さらに、本発明の半導体装置は、図５に示すような半導体装置７０であってもよい。
この半導体装置の基板７は、コア層２１と、ビルドアップ層５２とを備える。
このような基板７は、基板７の中心面Ｃから、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率Ａが、基板７の中心面Ｃから、半導体素子搭載面と反対側の面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂよりも高い。これにより、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
さらには、本発明の半導体装置を、図６に示すように、チップサイズパッケージの半導体装置８０としてもよい。この半導体装置８０は、コア層２１と、回路層２２と、ソルダーレジスト２３を備える基板８を有している。基板８と、半導体素子３との間には、樹脂層８１（アンダーフィル）が充填されている。基板８は、基板８の厚み方向の中心に位置する中心面から、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層２１１の体積占有率Ａが、前記基板の前記中心面から半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材層２１１の体積占有率Ｂよりも高い。これにより、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、図３、４の半導体装置５０、６０では、封止材４と基板６，７との接触面積は比較的小さなものとなる。また、図６に示した半導体装置８０では、封止材４と基板８とは接触しない。しかしながら、封止材４の収縮力は、基板６，７、８に作用するため、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上述した各変形例において、基板の線膨張係数は、第一実施形態と同じ範囲にあり、第一実施形態と同様の製造方法で半導体装置を得ることができる。また、基板のそりの変化も第一実施形態と同様となる。
すなわち、第一実施形態と同様に、基板５〜８は、２５℃において、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った状態となっている。そして、半導体素子３を搭載する際には、基板５〜８の反りは加熱により解消され、基板５〜８は略平坦となる。次に、基板５〜８および半導体素子３が冷却されるが、冷却後、２５℃においては、基板５〜８は、半導体素子３側に向かって凸状に反った状態となっている。その後、封止を行なうことで、基板５〜８の反りが解消され、基板５〜８は平坦、または、半導体素子搭載面と反対側の面が凸状にわずかに反った状態となる。
さらに、前記実施形態では、半導体装置を一つ製造する工程について説明したが、複数の半導体装置を一度に製造してもよい。
たとえば、基板２をダイシング領域によって区画された複数の素子搭載領域を備える基板とし、基板の素子搭載領域それぞれに、半導体素子を実装してもよい。その後、各半導体素子を封止した後、基板をダイシング領域に沿って切断してもよい。
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例および比較例では、以下のフェノキシ樹脂を使用した。
（合成例）
容量１Ｌの反応容器に、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製「ＹＸ−４０００」、エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ）１００ｇ、ビスフェノールアセトフェノン８０ｇ、およびシクロヘキサノン７０ｇを入れ撹拌して溶解させた。つぎに、５０ｗｔ％テトラメチルアンモニウムクロライド溶液０．４ｇを滴下し、窒素雰囲気下、１８０℃で５時間反応させた。反応終了後、析出物をろ過し、真空乾燥機にて、９５℃で８時間真空乾燥し、上記一般式（Ｘ）で表される重量平均分子量３８，０００、ガラス転移温度１３０℃のビスフェノールアセトフェノン構造を含むフェノキシ樹脂を得た。
（評価）
実施例、比較例において、以下の評価を行なった。
（１）基板の反り
温度可変レーザ三次元測定機（ＬＳ２００−ＭＴ１００ＭＴ５０：株式会社ティーテック社製）を用いて、２５℃における基板の反りの測定を行った。１３ｍｍ×１３ｍｍの範囲で、基板面にレーザを当てて測定を行い、レーザーヘッドからの距離が、最遠点と最近点の差を反りとした。
なお、半導体装置に組み込まれた状態の基板の反りは、基板の半導体素子搭載面と反対側の面にレーザをあてて計測を行なった。サンプル数は、１０とし、その平均値を反りとした。
（２）平均線熱膨張係数
基板の平均線膨張係数は、以下のようにして計測した。
５ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、ＴＭＡ装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて５℃／分の条件で、５０℃〜９０℃における面内方向（ＸＹ方向）の線膨張係数を測定し、５０℃〜７０℃の平均線膨張係数を算出した。
また、封止材の平均線膨張係数は、以下のようにして計測した。
封止材の原料となる樹脂組成物を幅５ｍｍ、長さ約２０ｍｍ、厚さ４ｍｍに成形し、１７５℃オーブン中５時間硬化した。このサンプルをＴＭＡ装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて５℃／分の条件で、５０℃〜９０℃における線膨張係数を測定し、５０℃〜７０℃の平均線膨張係数を算出した。
（３）弾性率
基板の弾性率は、以下のようにして計測した。
幅１０ｍｍ、長さ約１５０ｍｍ、厚さ４ｍｍに成形し、積層板から１０ｍｍ×６０ｍｍのテストピースを切り出し、動的粘弾性測定装置（ＴＡインスツルメント社製、ＤＭＡ９８３）を用いて３℃／分で昇温し、測定した。
封止材の弾性率は、以下のようにして計測した。
封止材の原料となる樹脂組成物を幅１０ｍｍ、長さ約１５０ｍｍ、厚さ４ｍｍに成形し、１７５℃オーブン中５時間硬化した。このサンプルを動的粘弾性測定装置（ＴＡインスツルメント社製、ＤＭＡ９８３）を用いて３℃／分で昇温し、測定した。
（４）信頼性試験
実施例および比較例で作製した半導体装置４個を６０℃、６０％の条件下で４０時間処理後、ＩＲリフロー炉（ピーク温度：２６０℃）で３回処理し、大気中で、−５５℃（１５分）、１２５℃（１５分）で２０００サイクル処理した。つぎに、超音波映像装置（日立建機ファインテック社製、ＦＳ３００）を用いて、半導体素子に異常がないか観察した。
◎：半導体素子に異常なし。
○：半導体素子の一部にクラックが見られる。
（実施例１）
（プリプレグの製造）
１．樹脂組成物のワニスＡの調製
ビフェニルアラルキル型ノボラックエポキシ樹脂（日本化薬社製、ＮＣ−３０００）１１．０重量部、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂（日本化薬社製、ＧＰＨ−１０３）８．８重量部、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−３０）１６．０重量部、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂（ロンザジャパン社製、プリマセットＢＡ２３０）４．０重量部、をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、充填材Ａとして球状溶融シリカ（アドマテックス社製、ＳＯ−３２Ｒ、平均粒径１μｍ）６０．０重量部とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（モメンティフ゛・ハ゜フォーマンス社製、Ａ１８７）０．２重量部を添加して、高速撹拌装置を用いて３０分間撹拌して、不揮発分５０重量％となるように調整し、樹脂組成物のワニス（樹脂ワニス）を調製した。
２．キャリア材料の製造
上記で得られた樹脂ワニスをＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレート、帝人デュポンフィルム社製ピューレックスフィルム、厚さ３６μｍ）上に、ダイコーター装置を用いて乾燥後の樹脂層の厚さが１５．０μｍとなるように塗工し、これを１６０℃の乾燥装置で５分間乾燥して、第一のＰＥＴフィルム付き樹脂シート（第一のキャリア材料）を得た。
また、前記樹脂ワニスをＰＥＴフィルム上に同様に塗工し、乾燥後の樹脂層の厚さが２２．０μｍになるように、１６０℃の乾燥機で５分間乾燥して、第二樹のＰＥＴフィルム付き樹脂シート（第二のキャリア材料）を得た。
３．プリプレグの製造
第一のキャリア材料、および第二のキャリア材料をガラス繊維基材（厚さ４６μｍ、日東紡績製、ＷＥＡ−１２８０、ＩＰＣ規格１２８０）の両面に樹脂層が繊維基材と向き合うように配し、真空ラミネート装置および熱風乾燥装置により樹脂組成物を含浸させ、ＰＥＴフィルムが積層されたプリプレグを得た。
具体的には、ガラス繊維基材の両面に第一のキャリア材料および第二のキャリア材料がガラス繊維基材の幅方向の中心に位置するように、それぞれ重ね合わせ、常圧より９．９９９×１０４Ｐａ（約７５０Ｔｏｒｒ）以上減圧した条件下で、８０℃のラミネートロールを用いて接合した。
ここで、ガラス繊維基材の幅方向寸法の内側領域においては、第一のキャリア材料および第二のキャリア材料の樹脂層をガラス繊維基材の両面側にそれぞれ接合するとともに、ガラス繊維基材の幅方向寸法の外側領域においては、第一のキャリア材料および第二のキャリア材料の樹脂層同士を接合した。
つぎに、上記接合したものを、１２０℃に設定した横搬送型の熱風乾燥装置内を２分間通すことによって、圧力を作用させることなく加熱処理してプリプレグを得た。
このとき、繊維基材層表面から、樹脂層表面までの距離（図１の距離Ｄ1に該当）が４μｍ、ガラス繊維基材層の厚みが４６μｍ、繊維基材層裏面から樹脂層の裏面までの距離（図１の距離Ｄ２に該当）が１０μｍで、総厚６０μｍであった。
（基板の製造）
次に、上記で得られたプリプレグを使用し、前記実施形態と同様の方法で基板を製造した。
得られたプリプレグから、ＰＥＴフィルムを剥離し、プリプレグの表裏面に、１２μｍの銅箔（三井金属鉱業社製３ＥＣ−ＶＬＰ箔）を重ね合わせ、２２０℃、３ＭＰａで２時間加熱加圧成形することにより、金属層を有する積層板を得た。得られた積層板のコア層（プリプレグからなる部分）の厚みは、６０μｍであった。
このとき、積層板は、一方の表面側が凸面状に湾曲し、凸状に反っていた（クライ反り）（図２（ａ）参照）。
次に、この積層板に、炭酸レーザーによりスルーホールを形成した。その後、スルーホール内を、６０℃の膨潤液（アトテックジャパン社製、スウェリングディップ セキュリガント Ｐ）に５分間浸漬し、さらに８０℃の過マンガン酸カリウム水溶液（アトテックジャパン社製、コンセントレート コンパクト ＣＰ）に１０分浸漬後、中和して粗化処理した。さらに、脱脂、触媒付与、活性化の工程を実施した後、スルーホール内面および金属層上にめっき層を形成し、さらに、スルーホール内に導電体を充填した。次に、導電体を被覆するように、前記めっき層上にさらにめっき層を形成し、その後、エッチングを行って、回路層（残銅率７０％、Ｌ／Ｓ＝５０／５０μｍ）を形成した。回路層の厚みは、１５μｍであった。なお、回路層は、積層板の表裏面に設けられている。
つぎに、ソルダーレジスト層（太陽インキ製造株式会社製 商品名ＡＵＳ４１０ 厚み２０μｍ）を、各回路層上に重ね合わせ、これに真空加圧式ラミネーター装置を用いて、温度１５０℃、圧力１ＭＰａ、時間１２０秒で真空加熱加圧成形した。その後、熱風乾燥装置にて２２０℃で６０分間加熱硬化をおこなった。なお、ソルダーレジスト層は、積層板の表裏面に設けられている。次いで、回路層が露出するように炭酸レーザーによりブラインドビアホール（非貫通孔）を形成した。
このようにして得られた基板を５０ｍｍ×５０ｍｍサイズに切断し、半導体パッケージ用の基板を得た。この基板は、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った形状（クライ反り）であった。基板（２５℃）の反り量は、−５３μｍであった。
また、この基板においては、基板の厚み方向の中心に位置する中心面から、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材の体積占有率Ａが、前記基板の前記中心面から、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材の体積占有率Ｂよりも高い。さらには、コア層（プリプレグ）の厚み方向の中心から、前記基板の半導体素子搭載面側の前記コア層の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率が、コア層の厚み方向の中心から、前記コア層の前記表面と反対側の裏面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率よりも高い。
（半導体装置の製造）
上記で得られた半導体パッケージ用の基板上に、半導体素子（ＴＥＧチップ、サイズ２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚み７２５μｍ）を、搭載した。半導体素子には、ダイアタッチフィルムが貼り付けられており、このダイアタッチフィルムを介して、基板上に半導体素子が搭載された。その後、半導体素子と、基板とをワイヤにより電気的に接続した。このワイヤボンディング工程では、基板は１５０℃に加熱された。
ワイヤボンディング工程後、基板を２５℃まで冷却した。このとき、基板（２５℃）は、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った形状（クライ反り）であった。
次に、封止材（住友ベークライト株式会社製、シリカ充填量８０ｗｔ％）を用いて、１７５℃、９０秒、６．９ＭＰａの条件で半導体素子搭載面をトランスファ成形で封止した後、１７５℃、５時間の条件で後硬化させた。その後、２５℃まで冷却して、半導体装置を得た。
半導体装置においては、基板は、半導体素子と反対側に向かって凸状に反っており、いわゆるスマイル反りとなっていた。半導体装置における基板の反りは＋９４μｍであった。
表１に評価結果を示す。
また、表２に、基板および封止材の線膨張係数、弾性率を示す。
（実施例２）
実施例２では、封止材の厚みを実施例１と異なるものとした（４５０μｍ）。その他の点は、実施例１と同じである。
実施例２においても、基板においては、基板の厚み方向の中心に位置する中心面から、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材の体積占有率Ａが、前記基板の前記中心面から、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材の体積占有率Ｂよりも高い。さらには、コア層（プリプレグ）の厚み方向の中心から、前記基板の半導体素子搭載面側の前記コア層の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率が、コア層の厚み方向の中心から、前記コア層の前記表面と反対側の裏面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率よりも高い。
実施例２においても、基板は、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った形状であった。基板（２５℃）の反り量は、−５４μｍであった。また、ワイヤボンディング工程後、基板を２５℃まで冷却した後の基板（２５℃）は、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った形状であった。また、半導体装置においては、基板は半導体素子と反対側に向かって凸状に反っており、いわゆるスマイル反りとなっていた。半導体装置における基板の反りは＋９７μｍであった。
表１に評価結果を示す。
（実施例３）
実施例３では、封止材の厚みを４５０μｍとし、半導体素子の厚みを３００μｍとした。その他の点は、実施例１と同じである。
実施例３においても、基板においては、基板の厚み方向の中心に位置する中心面から、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材の体積占有率Ａが、前記基板の前記中心面から、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材の体積占有率Ｂよりも高い。さらには、コア層（プリプレグ）の厚み方向の中心から、前記基板の半導体素子搭載面側の前記コア層の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率が、コア層の厚み方向の中心から、前記コア層の前記表面と反対側の裏面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率よりも高い。
実施例３においても、基板は、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った形状であった。基板（２５℃）の反り量は、−４９μｍであった。また、ワイヤボンディング工程後、基板を２５℃まで冷却した後の基板（２５℃）は、半導体素子３が搭載される側に向かって凸状に反った形状であった。また、半導体装置においては、基板は、半導体素子と反対側に向かって凸状に反っており、いわゆるスマイル反りとなっていた。半導体装置における基板の反りは＋６２μｍであった。
表１に評価結果を示す。
（比較例１）
比較例１では、基板において、繊維基材層表面から、樹脂層表面までの距離（図１の距離Ｄ1に該当）を７μｍ、繊維基材層裏面から樹脂層の裏面までの距離（図１の距離Ｄ２に該当）を７μｍとした。比較例１の基板は、基板の厚み方向の中心に位置する中心面から、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材の体積占有率Ａが、前記基板の中心面から半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材の体積占有率Ｂと等しい。その他の点は、実施例１と同じである。
基板単体の状態では、基板は半導体素子搭載面と反対側の面が凸状に突出し、凹状に反っていた（スマイル反り）。基板（２５℃）の反り量は＋３８μｍであった。また、ワイヤボンディング工程後、基板を２５℃まで冷却した後の基板（２５℃）は、依然として凹状に反った形状であった。さらに、半導体装置においても、基板は、凹状に反ったスマイル反りの状態であり、半導体装置における基板の反りは＋１４２μｍであった。
表１に評価結果を示す。
（比較例２）
比較例２では、基板において、繊維基材層表面から、樹脂層表面までの距離（図１の距離Ｄ1に該当）を７μｍ、繊維基材層裏面から樹脂層の裏面までの距離（図１の距離Ｄ２に該当）を７μｍとした。比較例２の基板は、基板の厚み方向の中心に位置する中心面から、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層の体積占有率Ａが、前記基板の中心面から半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂと等しい。その他の点は、実施例２と同じである。
基板単体の状態では、基板は半導体素子搭載面と反対側の面が凸状に突出し、凹状に反っていた（スマイル反り）。基板（２５℃）の反り量は＋４２μｍであった。また、ワイヤボンディング工程後、基板を２５℃まで冷却した後の基板（２５℃）は、依然として凹状に反った形状であった（スマイル反り）。また、半導体装置においても、基板は、凹状に反ったスマイル反りの状態であり、半導体装置における基板の反りは＋１４９μｍであった。
表１に評価結果を示す。
（比較例３）
比較例３では、基板において、繊維基材層表面から、樹脂層表面までの距離（図１の距離Ｄ1に該当）を７μｍ、繊維基材層裏面から樹脂層の裏面までの距離（図１の距離Ｄ２に該当）を７μｍとした。比較例３の基板は、基板の厚み方向の中心に位置する中心面から、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材層の体積占有率Ａが、前記基板の中心面から、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂと等しい。その他の点は、実施例３と同じである。
基板単体の状態では、基板は半導体素子搭載面と反対側の面が凸状に突出し、凹状に反っていた（スマイル反り）。基板（２５℃）の反り量は＋４８μｍであった。また、ワイヤボンディング工程後、基板を２５℃まで冷却した後の基板（２５℃）は、依然として凹状に反った形状であった（スマイル反り）。また、半導体装置においても、基板は、凹状に反ったスマイル反りの状態であり、半導体装置における基板の反りは＋１１３μｍであった。
表１に評価結果を示す。
実施例１〜３および比較例１〜３では、半導体装置中の基板は、いずれもスマイル反りとなっているが、実施例１〜３では、比較例１〜３に比べ、半導体装置における基板の反りが低減されていることがわかる。また、これにより、半導体装置の信頼性も向上していることがわかる。
また、実施例１〜３では、基板の中心面から、半導体素子搭載面までの領域における繊維基材の体積占有率Ａが、前記基板の中心面から、半導体素子搭載面と反対側の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂよりも高くなっている。これにより、半導体素子を基板に実装する際に、基板の素子搭載面側が軟化してしまうことが防止され、半導体素子を基板の所望の位置に搭載できた。
これに対し、比較例１〜３では、半導体素子を基板に実装する際に、基板の素子搭載面側が軟化しやすく、半導体素子を基板の所望の位置に搭載することが難しかった。
Figure 2013239610
Figure 2013239610
２ 基板
３ 半導体素子
４ 封止材
５ 基板
６ 基板
７ 基板
８ 基板
１０ 半導体装置
２０ 積層板
２１ コア層
２２ 回路層
２２' 金属層
２３ ソルダーレジスト層
５０ 半導体装置
５１ ビルドアップ層
５２ ビルドアップ層
５３ 回路層
５４ ソルダーレジスト層
６０ 半導体装置
７０ 半導体装置
８０ 半導体装置
８１ 樹脂層
２１１ 繊維基材層
２１２ 樹脂層
２１３ スルーホール
２１４ 導電体
５１１ 繊維基材層
５１２ 樹脂層
５１３ 導電体
５２３ 導電体
５４１ 繊維基材層
５４２ 樹脂層
Ｃ 中心面
Ｄ1 厚み
Ｄ２ 厚み
Ｄ３ 距離
Ｄ４ 距離

Claims (12)

  1. 基板と、
    この基板上に搭載された半導体素子と、
    前記基板上に設けられ、熱硬化性樹脂組成物からなり、前記半導体素子を封止する封止材とを備え、
    前記基板は、少なくとも１層の繊維基材層と、この繊維基材層に含浸された樹脂層とを備え、
    前記基板において、前記基板の厚み方向の中心から、半導体素子搭載面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ａが、前記基板の厚み方向の中心から、前記半導体素子搭載面と反対側の面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂよりも高い半導体装置。
  2. 請求項１に記載の半導体装置において、
    前記基板は、前記繊維基材層と、この繊維基材層に含浸された前記樹脂層とを備えるコア層を有し、
    前記コア層は、コア層の厚み方向の中心から、前記基板の半導体素子搭載面側の前記コア層の表面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率が、
    コア層の厚み方向の中心から、前記コア層の前記表面と反対側の裏面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率よりも高い半導体装置。
  3. 請求項１または２に記載の半導体装置において、
    Ａ／Ｂが、１．２以上である半導体装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置において、
    前記封止材の５０℃〜７０℃における平均線膨張係数αと、前記基板の基板面内方向の５０℃〜７０℃における平均線膨張係数βとの差であるα―βが、−６ｐｐｍ／℃以上、１２ｐｐｍ／℃以下である半導体装置。
  5. 請求項４に記載の半導体装置において、
    前記基板の基板面内方向の５０℃〜７０℃における平均線膨張係数βが１ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以下であり、
    前記封止材の５０℃〜７０℃における平均線膨張係数αが８ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以下である半導体装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体装置において、
    平面視において、前記基板は、前記半導体素子よりも大きく、
    半導体素子と基板とがワイヤボンディングされている半導体装置。
  7. 基板に半導体素子を実装する工程と、
    熱硬化性樹脂組成物からなる封止材を硬化させて、前記半導体素子を封止する工程と、
    を含み、
    前記基板は、少なくとも１層の繊維基材層と、この繊維基材層に含浸された樹脂層とを含み、
    前記基板において、前記基板の厚み方向の中心から、半導体素子搭載面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ａが、前記基板の厚み方向の中心から、半導体素子搭載面と反対側の面までの領域における前記繊維基材層の体積占有率Ｂよりも高い半導体装置の製造方法。
  8. 請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
    Ａ／Ｂが、１．２以上である半導体装置の製造方法。
  9. 請求項７または８に記載の半導体装置の製造方法において、
    半導体素子を実装する前記工程は、
    ２５℃において、前記半導体素子が搭載される側に向かって凸状に反った前記基板を用意する工程と、
    この基板に対し、前記半導体素子を実装する工程とを含む半導体装置の製造方法。
  10. 請求項９に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記半導体素子を封止材で封止する前記工程の前段であり、前記半導体素子を前記基板に実装した後において、
    前記基板は、前記半導体素子側に向かって凸状に反っている半導体装置の製造方法。
  11. 請求項７乃至１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記半導体素子を封止する前記工程後の当該半導体装置において、前記基板は平坦、または、前記半導体素子が搭載される側と反対側に向かって凸状に反った形状となっている半導体装置の製造方法。
  12. 請求項７乃至１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記半導体素子を封止する前記工程後において、
    前記封止材の５０℃〜７０℃における平均線膨張係数αと、前記基板の基板面内方向の５０℃〜７０℃における平均線膨張係数βとの差であるα―βが、−６ｐｐｍ／℃以上、１２ｐｐｍ／℃以下である半導体装置の製造方法。
JP2012112134A 2012-05-16 2012-05-16 半導体装置および半導体装置の製造方法 Pending JP2013239610A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012112134A JP2013239610A (ja) 2012-05-16 2012-05-16 半導体装置および半導体装置の製造方法
PCT/JP2013/003029 WO2013172008A1 (ja) 2012-05-16 2013-05-13 半導体装置および半導体装置の製造方法
KR1020147034961A KR20150008489A (ko) 2012-05-16 2013-05-13 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
TW102117195A TW201405727A (zh) 2012-05-16 2013-05-15 半導體裝置及半導體裝置之製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012112134A JP2013239610A (ja) 2012-05-16 2012-05-16 半導体装置および半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013239610A true JP2013239610A (ja) 2013-11-28

Family

ID=49583437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012112134A Pending JP2013239610A (ja) 2012-05-16 2012-05-16 半導体装置および半導体装置の製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2013239610A (ja)
KR (1) KR20150008489A (ja)
TW (1) TW201405727A (ja)
WO (1) WO2013172008A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI603505B (zh) * 2015-04-07 2017-10-21 矽品精密工業股份有限公司 封裝基板

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009022461A1 (ja) * 2007-08-10 2009-02-19 Sanyo Electric Co., Ltd. 回路装置及びその製造方法、携帯機器
JP2011111508A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 樹脂含浸シート、積層板、及びモジュール

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009022461A1 (ja) * 2007-08-10 2009-02-19 Sanyo Electric Co., Ltd. 回路装置及びその製造方法、携帯機器
JP2011111508A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 樹脂含浸シート、積層板、及びモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013172008A1 (ja) 2013-11-21
KR20150008489A (ko) 2015-01-22
TW201405727A (zh) 2014-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI583560B (zh) 積層板，電路基板及半導體封裝
JP6410405B2 (ja) 樹脂基板、プリプレグ、プリント配線基板、半導体装置
JP6083127B2 (ja) 積層板、ビルドアップ層付き積層板、回路基板、半導体パッケージおよび積層板の製造方法
WO2017170643A1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリプレグ、金属張積層板、樹脂基板、プリント配線基板および半導体装置
JP6480650B2 (ja) 金属張積層板、プリント配線基板、半導体パッケージ、半導体装置および金属張積層板の製造方法
JP2013180406A (ja) プリプレグ、基板、半導体装置、プリプレグの製造方法、基板の製造方法、および半導体装置の製造方法
JP6281184B2 (ja) 金属張積層板、プリント配線基板、半導体パッケージ、および半導体装置
JP2016216639A (ja) プリプレグ、樹脂基板、金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置
JP6008104B2 (ja) プリプレグおよび金属張積層板
JP7040174B2 (ja) 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリプレグ、金属張積層板、プリント配線基板および半導体装置
JP6808985B2 (ja) 樹脂膜、キャリア付樹脂膜、プリント配線基板および半導体装置
JP6217069B2 (ja) 樹脂基板、金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置
JP2017183227A (ja) 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリント配線基板および半導体装置
WO2013021587A1 (ja) プリプレグ、積層板、プリント配線基板、半導体パッケージおよび半導体装置
JP2017084949A (ja) 回路基板用樹脂組成物、プリプレグ、金属張積層板、回路基板、および半導体パッケージ
JP2013006328A (ja) 積層板、回路基板、および半導体パッケージ
WO2013172008A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP7102816B2 (ja) 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリプレグ、金属張積層板、プリント配線基板および半導体装置
JP5935314B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP6972522B2 (ja) プリプレグ、金属張積層板、プリント配線基板および半導体パッケージ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160329

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20161108