JP2017103425A - Semiconductor package and package on package - Google Patents

Semiconductor package and package on package Download PDF

Info

Publication number
JP2017103425A
JP2017103425A JP2015237816A JP2015237816A JP2017103425A JP 2017103425 A JP2017103425 A JP 2017103425A JP 2015237816 A JP2015237816 A JP 2015237816A JP 2015237816 A JP2015237816 A JP 2015237816A JP 2017103425 A JP2017103425 A JP 2017103425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold resin
pad
semiconductor package
layer
resin portion
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
JP2015237816A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
輝幸 石原
Teruyuki Ishihara
輝幸 石原
武馬 足立
Takema Adachi
武馬 足立
公輔 池田
Kosuke Ikeda
公輔 池田
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.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden 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 Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP2015237816A priority Critical patent/JP2017103425A/en
Publication of JP2017103425A publication Critical patent/JP2017103425A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress warpage of a semiconductor package with a cavity and improve a quality of connection with another wiring board.SOLUTION: A semiconductor package 100 of an embodiment includes: a build-up wiring layer 11; a first pad 21 and a second pad 22 that are formed on a first surface 11F of the build-up wiring layer 11; a first mold resin part 10 that covers the first surface 11F of the build-up wiring layer 11, and has a cavity 5 exposing the first pad 21 and an opening 14a exposing the second pad 22; a conductor post 14 formed by a plating layer in the opening 14a; a first semiconductor element 105 that is mounted onto the first pad 21; and a second mold resin part 70 that is formed in at least the cavity 5. A coefficient of thermal expansion of a resin insulation layer 3 in the build-up wiring layer 11 and a surface direction of the second mold resin part 70 is larger than that of the surface direction of the first mold resin part 10.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、キャビティを有する半導体パッケージおよびそのような半導体パッケージを有するパッケージ・オン・パッケージに関する。   The present invention relates to a semiconductor package having a cavity and a package-on-package having such a semiconductor package.

特許文献1は、半導体チップを内蔵するチップ内蔵基板を開示している。特許文献1のチップ内蔵基板では、半導体チップを実装する第1の基板に第2の基板が貼り合わされている。第1の基板と第2の基板との間に、半導体チップを封止するとともに、第1の基板の配線と第2の基板の配線とを接続する封止接続層が形成されている。封止接続層は絶縁層と電気接続部材から形成されている。特許文献1のチップ内蔵基板は封止接続層中に基板間隔の制御およびチップ内蔵基板の反りの軽減のためのスペーサーを有している。   Patent Document 1 discloses a chip built-in substrate in which a semiconductor chip is built. In the chip-embedded substrate of Patent Document 1, the second substrate is bonded to the first substrate on which the semiconductor chip is mounted. A sealing connection layer is formed between the first substrate and the second substrate to seal the semiconductor chip and connect the wiring of the first substrate and the wiring of the second substrate. The sealing connection layer is formed of an insulating layer and an electrical connection member. The chip built-in substrate of Patent Document 1 has a spacer in the sealing connection layer for controlling the distance between the substrates and reducing the warpage of the chip built-in substrate.

国際公開第2007/069606号International Publication No. 2007/0669606

特許文献1のチップ内蔵基板では、第1の基板と第2の基板が封止接続層によって貼り合わされる。しかしながら、封止接続層中のスペーサーのみでチップ内蔵基板の反りを充分に抑制することは困難であると考えられる。   In the chip-embedded substrate of Patent Document 1, the first substrate and the second substrate are bonded together by the sealing connection layer. However, it is considered difficult to sufficiently suppress the warpage of the chip built-in substrate with only the spacer in the sealing connection layer.

本発明の半導体パッケージは、樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層し、第1面および前記第1面と反対側の第2面を有するビルドアップ配線層と、前記ビルドアップ配線層の第1面に形成される第1パッドおよび第2パッドと、前記ビルドアップ配線層の第1面を覆うと共に、前記第1パッドを露出するキャビティと前記第2パッドを露出する開口とを具備する第1モールド樹脂部と、前記第2パッドに接するように前記第1モールド樹脂部の開口内にめっき層により形成される導体ポストと、前記第1パッドに実装される第1半導体素子と、少なくとも前記キャビティ内に形成される第2モールド樹脂部と、を有している。そして、前記樹脂絶縁層の熱膨張率は前記第1モールド樹脂部の熱膨張率より大きく、前記第2モールド樹脂部の熱膨張率は前記第1モールド樹脂部の熱膨張率より大きい。   According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package in which a resin insulating layer and a conductor layer are alternately stacked, a build-up wiring layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a first of the build-up wiring layers. A first pad and a second pad formed on one surface; a first surface covering the first surface of the build-up wiring layer; a cavity exposing the first pad; and an opening exposing the second pad. 1 mold resin part, a conductor post formed of a plating layer in the opening of the first mold resin part so as to contact the second pad, a first semiconductor element mounted on the first pad, and at least the A second mold resin portion formed in the cavity. The thermal expansion coefficient of the resin insulating layer is larger than the thermal expansion coefficient of the first mold resin part, and the thermal expansion coefficient of the second mold resin part is larger than the thermal expansion coefficient of the first mold resin part.

本発明の実施形態によれば、半導体パッケージおよびパッケージ・オン・パッケージの反りを抑制することができる。半導体パッケージの外部の配線板との接続や、パッケージ・オン・パッケージ内の接続の信頼性が向上すると考えられる。   According to the embodiment of the present invention, warpage of the semiconductor package and the package-on-package can be suppressed. It is considered that the reliability of the connection with the external wiring board of the semiconductor package or the connection within the package-on-package is improved.

本発明の一実施形態の半導体パッケージの断面図。Sectional drawing of the semiconductor package of one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の半導体パッケージの断面図。Sectional drawing of the semiconductor package of other embodiment of this invention. 図1Aに示される半導体パッケージに第2半導体素子が実装されている、本発明の一実施形態のパッケージ・オン・パッケージの断面図。FIG. 1B is a cross-sectional view of a package-on-package according to an embodiment of the present invention in which a second semiconductor element is mounted on the semiconductor package shown in FIG. 1A. 図1Aの導体ポストの端面および側面が粗化されている例を示す拡大図。The enlarged view which shows the example by which the end surface and side surface of the conductor post of FIG. 1A are roughened. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG. 図1に示される半導体パッケージの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor package shown by FIG.

本発明の半導体パッケージの一実施形態が、図面を参照して説明される。図1Aおよび1Bは、実施形態の半導体パッケージ100の断面を説明する図である。半導体パッケージ100は、キャビティ(凹部)5を備えるプリント配線板1と、キャビティ5内に実装されている第1半導体素子105と、少なくともキャビティ5内に形成される第2モールド樹脂部70とを有している。図1Aは、導体ポスト14に外部の配線板110が接続されている例を示している。半導体パッケージ100の一方の面上には、このように外部の配線板などが搭載され得る。プリント配線板1は、さらに、第1面11Fと第1面11Fの反対側の第2面11Bとを有するビルドアップ配線層11と、ビルドアップ配線層11の第1面11Fを覆う第1モールド樹脂部10と、第1パッド21および第2パッド22と、導体ポスト14とを備えている。第1パッド21および第2パッド22は、ビルドアップ配線層11の第1面11F上に形成されている。第1パッド21は電子部品(図1Aの例では第1半導体素子105)と接続されている。キャビティ5は第1パッド21を露出するように第1モールド樹脂部10に備えられている。第1モールド樹脂部10は第2パッド22を露出する開口14aも具備している。図1Aおよび1Bに示されているように、第2パッド22の一部が第1モールド樹脂部10から露出していればよい。導体ポスト14は、第2パッド22に接するように第1モールド樹脂部10の開口14a内にめっき層により形成されている。第1モールド樹脂部10の表面に、導体ポスト14の端面14bが露出している。図1Aの例では、第2パッド22および導体ポスト14は、バンプ111を介して外部の配線板110と接続されている。図1Aおよび1Bの例では、ビルドアップ配線層11は、第1樹脂絶縁層30および第2樹脂絶縁層31を含んでいる(以下、第1および第2樹脂絶縁層30、31は、纏めて単に「樹脂絶縁層3」と称されることがある)。   One embodiment of a semiconductor package of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams illustrating a cross section of a semiconductor package 100 according to an embodiment. The semiconductor package 100 includes a printed wiring board 1 having a cavity (concave portion) 5, a first semiconductor element 105 mounted in the cavity 5, and at least a second mold resin portion 70 formed in the cavity 5. doing. FIG. 1A shows an example in which an external wiring board 110 is connected to the conductor post 14. An external wiring board or the like can be mounted on one surface of the semiconductor package 100 in this way. The printed wiring board 1 further includes a build-up wiring layer 11 having a first surface 11F and a second surface 11B opposite to the first surface 11F, and a first mold that covers the first surface 11F of the build-up wiring layer 11. The resin portion 10, the first pad 21 and the second pad 22, and the conductor post 14 are provided. The first pad 21 and the second pad 22 are formed on the first surface 11F of the buildup wiring layer 11. The first pad 21 is connected to an electronic component (first semiconductor element 105 in the example of FIG. 1A). The cavity 5 is provided in the first mold resin portion 10 so as to expose the first pad 21. The first mold resin portion 10 also includes an opening 14 a that exposes the second pad 22. As shown in FIGS. 1A and 1B, a part of the second pad 22 only needs to be exposed from the first mold resin portion 10. The conductor post 14 is formed of a plating layer in the opening 14 a of the first mold resin portion 10 so as to be in contact with the second pad 22. The end face 14 b of the conductor post 14 is exposed on the surface of the first mold resin portion 10. In the example of FIG. 1A, the second pad 22 and the conductor post 14 are connected to the external wiring board 110 via the bump 111. In the example of FIGS. 1A and 1B, the build-up wiring layer 11 includes a first resin insulating layer 30 and a second resin insulating layer 31 (hereinafter, the first and second resin insulating layers 30 and 31 are collectively shown). It may be simply referred to as “resin insulating layer 3”).

図1Aに示される半導体パッケージ100では、第2モールド樹脂部70が、キャビティ5内に形成され、さらに、第1モールド樹脂部10のビルドアップ配線層11側と反対側の表面10Fを覆っている。第2モールド樹脂部70には、導体ポスト14の第2パッド22側と反対側の端面14bを底面に露出する開口71が設けられている。   In the semiconductor package 100 shown in FIG. 1A, the second mold resin part 70 is formed in the cavity 5 and further covers the surface 10F on the opposite side of the build-up wiring layer 11 side of the first mold resin part 10. . The second mold resin portion 70 is provided with an opening 71 that exposes the end surface 14b of the conductor post 14 opposite to the second pad 22 side from the bottom surface.

実施形態では、樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率(以下、「面方向の熱膨張率」は、単に「熱膨張率」と記載されることがある)が第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率より大きく、第2モールド樹脂部70の面方向の熱膨張率は第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率より大きい。第1および第2モールド樹脂部10、70は、それぞれ無機フィラーを有する樹脂材料で構成され得る。その場合、第2モールド樹脂部70の無機フィラーの含有率は第1モールド樹脂部10の無機フィラーの含有率よりも低くされてもよい。なお、図1Aおよび1Bのようにビルドアップ配線層11が複数の樹脂絶縁層を含む場合は、樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率とは、ビルドアップ配線層11内の樹脂絶縁層それぞれの面方向の熱膨張率の平均値である。すなわち図1Aおよび1Bに示される実施形態では、樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率は、第1樹脂絶縁層30の面方向の熱膨張率および第2樹脂絶縁層31の面方向の熱膨張率の平均値である。   In the embodiment, the thermal expansion coefficient in the surface direction of the resin insulating layer 3 (hereinafter, “the thermal expansion coefficient in the surface direction” may be simply described as “thermal expansion coefficient”) is the first mold resin portion 10. The thermal expansion coefficient in the surface direction of the second mold resin part 70 is larger than the thermal expansion coefficient in the surface direction, and is larger than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin part 10. The 1st and 2nd mold resin parts 10 and 70 may be constituted by resin material which has an inorganic filler, respectively. In that case, the content of the inorganic filler in the second mold resin part 70 may be lower than the content of the inorganic filler in the first mold resin part 10. 1A and 1B, when the build-up wiring layer 11 includes a plurality of resin insulation layers, the thermal expansion coefficient in the surface direction of the resin insulation layer 3 is the resin insulation layer in the build-up wiring layer 11 respectively. It is the average value of the thermal expansion coefficient in the surface direction. That is, in the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, the thermal expansion coefficient in the surface direction of the resin insulating layer 3 is the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first resin insulating layer 30 and the heat in the surface direction of the second resin insulating layer 31. It is the average value of the expansion coefficient.

図1Aに示される実施形態では、プリント配線板1の第1面1Fからビルドアップ配線層11の第2面11Bに向かって、第2モールド樹脂部70、第1モールド樹脂部10、樹脂絶縁層3の順で構成される3層構造が形成されている。第1モールド樹脂部10を構成する樹脂材料には、好ましくは、第1半導体素子105の面方向の熱膨張率と近い面方向の熱膨張率を有し、キャビティ5や導体ポスト14の形成の容易なものが選択される。一方、樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率は、樹脂絶縁層3内のそれぞれの樹脂絶縁層に含まれる補強材の有無やフィラーの含有量によって大きく変わり得る。本実施形態では、第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率は樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率より小さい。   In the embodiment shown in FIG. 1A, from the first surface 1F of the printed wiring board 1 toward the second surface 11B of the build-up wiring layer 11, the second mold resin portion 70, the first mold resin portion 10, and the resin insulating layer A three-layer structure composed of three layers is formed. The resin material constituting the first mold resin portion 10 preferably has a thermal expansion coefficient in the surface direction that is close to the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first semiconductor element 105, and the cavity 5 and the conductor post 14 are formed. The easy one is selected. On the other hand, the coefficient of thermal expansion in the surface direction of the resin insulating layer 3 can vary greatly depending on the presence or absence of the reinforcing material and the filler content contained in each resin insulating layer in the resin insulating layer 3. In the present embodiment, the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin portion 10 is smaller than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the resin insulating layer 3.

3層構造の中間層である第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率が樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率よりも小さいため、この2層間では、高温状態で下に凸の形状に反りが発生しやすい。第1モールド樹脂部10の上方に第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率よりも大きな面方向の熱膨張率を有する第2モールド樹脂部70を配置することにより、この2層間では、高温状態で上に凸の形状に反りが発生しやすい。したがって、下に凸形状の反りが抑えられる。半導体パッケージ100の反りが小さくなる。   Since the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin portion 10 which is an intermediate layer of the three-layer structure is smaller than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the resin insulating layer 3, the two layers are convex downward in a high temperature state. The shape tends to warp. By disposing the second mold resin part 70 having a thermal expansion coefficient in the surface direction larger than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin part 10 above the first mold resin part 10, between the two layers, Warpage tends to occur in a convex shape at high temperature. Therefore, downward warping can be suppressed. The warp of the semiconductor package 100 is reduced.

すなわち、実施形態の半導体パッケージ100では、第1モールド樹脂部10を両側から挟んでいる第2モールド樹脂部70および樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率が、第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率より大きい。半導体パッケージ100の反りが抑制されると考えられる。   That is, in the semiconductor package 100 of the embodiment, the coefficient of thermal expansion in the surface direction of the second mold resin part 70 and the resin insulating layer 3 sandwiching the first mold resin part 10 from both sides is the surface of the first mold resin part 10. Greater than the coefficient of thermal expansion in the direction. It is considered that warpage of the semiconductor package 100 is suppressed.

第2モールド樹脂部70、第1モールド樹脂部10、樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率は、たとえば、無機フィラーの含有量によってそれぞれ調整され得る。樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率が第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率より大きいため、第2モールド樹脂部70の無機フィラー含有率は、第1モールド樹脂部10の無機フィラー含有率よりも低くされ得る。それにより、第2モールド樹脂部70の面方向の熱膨張率が、第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率より大きくなる。   The coefficient of thermal expansion in the surface direction of the second mold resin part 70, the first mold resin part 10, and the resin insulating layer 3 can be adjusted by, for example, the content of the inorganic filler. Since the thermal expansion coefficient in the surface direction of the resin insulating layer 3 is larger than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin part 10, the inorganic filler content of the second mold resin part 70 is the inorganic content of the first mold resin part 10. It can be made lower than the filler content. Thereby, the thermal expansion coefficient in the surface direction of the second mold resin part 70 becomes larger than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin part 10.

半導体パッケージ100が、面方向の熱膨張率の大きい樹脂層で面方向の熱膨張率の小さい樹脂層を挟むサンドイッチ構造で形成されることにより、実装時などの高温状態での反りが抑制される。第1半導体素子105や、導体ポスト14を介して第2パッド22に接続される外部の配線板110とプリント配線板1との接続信頼性が高いと考えられる。   The semiconductor package 100 is formed with a sandwich structure in which a resin layer having a high thermal expansion coefficient in the plane direction and a resin layer having a low thermal expansion coefficient in the plane direction is sandwiched, thereby suppressing warpage in a high temperature state such as mounting. . It is considered that the connection reliability between the printed wiring board 1 and the external wiring board 110 connected to the second pad 22 via the first semiconductor element 105 or the conductor post 14 is high.

図1Bは、他の実施形態の半導体パッケージ100の断面図を示している。半導体パッケージ100におけるプリント配線板1の第2モールド樹脂部70を形成する第2モールド樹脂が、キャビティ5内のみに充填されている。   FIG. 1B shows a cross-sectional view of a semiconductor package 100 of another embodiment. The second mold resin forming the second mold resin portion 70 of the printed wiring board 1 in the semiconductor package 100 is filled only in the cavity 5.

図1Bに示される実施形態では、第2モールド樹脂部70および第1モールド樹脂部10から構成される樹脂部72が形成されている。第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率が樹脂絶縁層3の面方向の熱膨張率よりも小さいため、半導体パッケージ100には、高温状態で、下に凸の形状の反りが発生しやすい。第2モールド樹脂部70の面方向の熱膨張率を第1モールド樹脂部10の面方向の熱膨張率よりも大きくすることにより、樹脂部72全体の面方向の熱膨張率が大きくなる。それにより下に凸形状な反りの発生が抑えられる。半導体パッケージ100の反りが小さくなる。半導体パッケージ100の接続信頼性が向上する。   In the embodiment shown in FIG. 1B, a resin part 72 composed of the second mold resin part 70 and the first mold resin part 10 is formed. Since the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin portion 10 is smaller than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the resin insulating layer 3, the semiconductor package 100 is warped in a convex shape at a high temperature. Cheap. By making the thermal expansion coefficient in the surface direction of the second mold resin part 70 larger than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin part 10, the thermal expansion coefficient in the surface direction of the entire resin part 72 is increased. As a result, the occurrence of a downwardly convex warp is suppressed. The warp of the semiconductor package 100 is reduced. The connection reliability of the semiconductor package 100 is improved.

キャビティ5は、底面5bに第1パッド21を露出し、そして、第1モールド樹脂部10の表面10Fに開口部を有している。図1Aおよび1Bに示される例では、第1半導体素子105が第1パッド21を介してプリント配線板1と接続されている。キャビティ5内に複数の半導体素子や半導体素子以外の電子部品が収容され、それぞれが第1パッド21を介してプリント配線板1の配線層と接続されてもよい。キャビティ5の配置や大きさおよび第1パッド21の数や配置は、キャビティ5内に実装される半導体素子などの数や電極の配置にしたがって適宜選択され得る。キャビティ5の平面形状はたとえば矩形や正方形である。「平面形状」は、プリント配線板1の厚さ方向と直交する面を水平面として描かれる平面図における外周形状を意味している(以下、「平面形状」は同じ意味で用いられる)。キャビティ5の平面形状は、これに限定されず、円形などの他の形状であってもよい。キャビティ5内に収容される半導体素子などの形状などに応じて、キャビティ5は任意の平面形状で形成され得る。   The cavity 5 exposes the first pad 21 on the bottom surface 5 b, and has an opening on the surface 10 </ b> F of the first mold resin portion 10. In the example shown in FIGS. 1A and 1B, the first semiconductor element 105 is connected to the printed wiring board 1 via the first pad 21. A plurality of semiconductor elements and electronic components other than the semiconductor elements may be accommodated in the cavity 5, and each may be connected to the wiring layer of the printed wiring board 1 via the first pad 21. The arrangement and size of the cavities 5 and the number and arrangement of the first pads 21 can be appropriately selected according to the number of semiconductor elements mounted in the cavities 5 and the arrangement of the electrodes. The planar shape of the cavity 5 is, for example, a rectangle or a square. “Planar shape” means an outer peripheral shape in a plan view in which a plane perpendicular to the thickness direction of the printed wiring board 1 is drawn as a horizontal plane (hereinafter, “planar shape” is used in the same meaning). The planar shape of the cavity 5 is not limited to this, and may be another shape such as a circle. Depending on the shape of the semiconductor element or the like accommodated in the cavity 5, the cavity 5 can be formed in an arbitrary planar shape.

第1半導体素子105としては、単体の半導体素子、再配線層を有する半導体素子、WLP(Wafer Level Package)などが例示される。   Examples of the first semiconductor element 105 include a single semiconductor element, a semiconductor element having a redistribution layer, and a WLP (Wafer Level Package).

ビルドアップ配線層11は、交互に積層される樹脂絶縁層(第1および第2の樹脂絶縁層30、31)と所定の配線パターンを有する導体層(第1、第2および第3の導体層20、40、60)とから構成されている。すなわち、図1Aおよび1Bに示される半導体パッケージ100では、ビルドアップ配線層11の第1面11F側に第1樹脂絶縁層30が形成されている。第1樹脂絶縁層30上に第1導体層20が形成されている。第1樹脂絶縁層30の第1導体層20側と反対側に第2導体層40および第2樹脂絶縁層31が形成されている。第2樹脂絶縁層31の第2導体層40側と反対側に第3導体層60が形成されている。第3導体層60は第2樹脂絶縁層31に埋め込まれている。第3導体層60の一面が第2樹脂絶縁層31から露出している。第1導体層20と第2導体層40、および、第2導体層40と第3導体層60とは、第1および第2樹脂絶縁層30および31をそれぞれ貫通するビア導体35および55によって接続されている。   The build-up wiring layer 11 includes resin insulating layers (first and second resin insulating layers 30 and 31) that are alternately stacked and conductor layers (first, second, and third conductor layers) having a predetermined wiring pattern. 20, 40, 60). That is, in the semiconductor package 100 shown in FIGS. 1A and 1B, the first resin insulating layer 30 is formed on the first surface 11F side of the buildup wiring layer 11. A first conductor layer 20 is formed on the first resin insulation layer 30. A second conductor layer 40 and a second resin insulation layer 31 are formed on the side of the first resin insulation layer 30 opposite to the first conductor layer 20 side. A third conductor layer 60 is formed on the second resin insulating layer 31 on the side opposite to the second conductor layer 40 side. The third conductor layer 60 is embedded in the second resin insulation layer 31. One surface of the third conductor layer 60 is exposed from the second resin insulating layer 31. The first conductor layer 20 and the second conductor layer 40, and the second conductor layer 40 and the third conductor layer 60 are connected by via conductors 35 and 55 penetrating the first and second resin insulation layers 30 and 31, respectively. Has been.

ビルドアップ配線層11内の第1樹脂絶縁層30および第2樹脂絶縁層31は、エポキシ樹脂などの樹脂材料により主に形成される。樹脂材料は、補強材にエポキシもしくは他の樹脂組成物を含浸させたプリプレグ材であってもよい。補強材は特に限定されず、好ましくは、ガラス繊維などが用いられる。樹脂材料は、シリカやアルミナなどの無機フィラーを30質量%以上、80質量%以下含んでいてもよい。第1および第2樹脂絶縁層30、31は、たとえば、10μm以上であって、100μm以下の厚さにそれぞれ形成されている。   The first resin insulation layer 30 and the second resin insulation layer 31 in the buildup wiring layer 11 are mainly formed of a resin material such as an epoxy resin. The resin material may be a prepreg material in which a reinforcing material is impregnated with epoxy or another resin composition. The reinforcing material is not particularly limited, and glass fiber or the like is preferably used. The resin material may contain 30% by mass or more and 80% by mass or less of an inorganic filler such as silica or alumina. The first and second resin insulation layers 30 and 31 are formed to have a thickness of 10 μm or more and 100 μm or less, for example.

図1Aおよび1Bの例のように、ビルドアップ配線層11が複数の樹脂絶縁層を含んでいる場合、好ましくは、全ての樹脂絶縁層は同じ樹脂材料で形成される。しかし、互いに異なる樹脂材料が用いられてもよい。   When the buildup wiring layer 11 includes a plurality of resin insulating layers as in the example of FIGS. 1A and 1B, preferably, all the resin insulating layers are formed of the same resin material. However, different resin materials may be used.

第1モールド樹脂部10および第2モールド樹脂部70を構成する樹脂材料は、前述の面方向の熱膨張率を有するものであれば、特に限定されない。材料の例は、エポキシ樹脂である。第1モールド樹脂部10および第2モールド樹脂部70に含まれ得る無機フィラーは、たとえば、SiO2である。無機フィラーはアルミナなどであってもよい。第1モールド樹脂部10に含有される無機フィラーの量は、たとえば、75質量%以上、85質量%以下である。第2モールド樹脂部70に含有される無機フィラーの量は、たとえば、60質量%以上、75質量%以下である。 The resin material which comprises the 1st mold resin part 10 and the 2nd mold resin part 70 will not be specifically limited if it has the thermal expansion coefficient of the above-mentioned surface direction. An example of the material is an epoxy resin. The inorganic filler that can be included in the first mold resin part 10 and the second mold resin part 70 is, for example, SiO 2 . The inorganic filler may be alumina. The amount of the inorganic filler contained in the first mold resin part 10 is, for example, 75% by mass or more and 85% by mass or less. The amount of the inorganic filler contained in the second mold resin part 70 is, for example, 60% by mass or more and 75% by mass or less.

第1モールド樹脂部10は、たとえば、50μm以上、150μm以下の厚さを有する。この厚さは、キャビティ5の深さに略等しい。キャビティ5の深さとは、第1モールド樹脂部10の表面10Fから第1パッド21の表面までの距離である。この距離は、たとえば、後述されるように、第1モールド樹脂部10の形成時に用いられるダミー部材7(図4G参照)の厚さを変えることにより容易に調整され得る。キャビティ5の深さは、第1パッド21に実装される第1半導体素子105の厚さなどに応じて任意に選択される。   The first mold resin portion 10 has a thickness of, for example, 50 μm or more and 150 μm or less. This thickness is approximately equal to the depth of the cavity 5. The depth of the cavity 5 is a distance from the surface 10F of the first mold resin portion 10 to the surface of the first pad 21. This distance can be easily adjusted, for example, by changing the thickness of the dummy member 7 (see FIG. 4G) used when forming the first mold resin portion 10, as will be described later. The depth of the cavity 5 is arbitrarily selected according to the thickness of the first semiconductor element 105 mounted on the first pad 21.

導体ポスト14の第2パッド22側と反対側の端面14bは、第1モールド樹脂部10のビルドアップ配線層11側と反対側の表面10Fに露出している。開口14aは、たとえば、第1モールド樹脂部10の表面10Fからレーザー光を第1モールド樹脂部10に照射することにより形成される。レーザー光のパワーは、第1モールド樹脂部10の表面10F側から第2パッド22側に向かって徐々に弱まり易い。そのため、開口14a、および開口14a内にめっき層により形成される導体ポスト14は、図1Aに示されるように、第2パッド22に向かって縮径するテーパー形状を有している。   An end face 14b of the conductor post 14 opposite to the second pad 22 side is exposed on the surface 10F of the first mold resin portion 10 opposite to the buildup wiring layer 11 side. The opening 14 a is formed, for example, by irradiating the first mold resin part 10 with laser light from the surface 10 </ b> F of the first mold resin part 10. The power of the laser beam tends to gradually weaken from the surface 10F side of the first mold resin portion 10 toward the second pad 22 side. Therefore, the opening 14a and the conductor post 14 formed of a plating layer in the opening 14a have a tapered shape that decreases in diameter toward the second pad 22, as shown in FIG. 1A.

導体ポスト14は、開口14a内に無電解めっき膜と電解めっき膜とからなる導電体が充填されて形成されてもよい。第1導体層20と導体ポスト14との接続が同種金属同士の接合となる。導体ポスト14が第1導体層20と強固に接合されると考えられる。導体ポスト14と第1導体層20との熱膨張率の差による応力も少ないと考えられる。後述されるように、めっき処理の前に、好ましくは、開口14aの内壁面は粗化処理されている。導体ポスト14と開口14aの壁面との接触面積が大きくなり、導体ポスト14と第1モールド樹脂部10との密着性が向上する。   The conductor post 14 may be formed by filling the opening 14a with a conductor made of an electroless plating film and an electrolytic plating film. The connection between the first conductor layer 20 and the conductor post 14 is a joint between the same kind of metals. It is considered that the conductor post 14 is firmly joined to the first conductor layer 20. It is considered that the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the conductor post 14 and the first conductor layer 20 is also small. As will be described later, the inner wall surface of the opening 14a is preferably roughened before the plating process. The contact area between the conductor post 14 and the wall surface of the opening 14a is increased, and the adhesion between the conductor post 14 and the first mold resin portion 10 is improved.

導体ポスト14は、50μm以上であって、150μm以下の高さを有する。導体ポスト14の高さは第1モールド樹脂部10の厚さに応じて設定される。すなわち、導体ポスト14の高さは、キャビティ5の深さに応じて設定され得る。図1Aおよび1Bでは、プリント配線板1の導体ポスト14の端面14bが、第1モールド樹脂部10の表面10Fよりも凹んでいる例が示されている。導体ポスト14を介した外部の配線板との接続において、第1モールド樹脂部10の部分が、はんだなどの接合材の壁となり得る。隣接する電極などと接合材などとの接触により電気的にショート状態となることが防止され得る。しかしながら、導体ポスト14の端面14bは、第1モールド樹脂部10の表面10Fと略面一に形成されてもよい。   The conductor post 14 has a height of 50 μm or more and 150 μm or less. The height of the conductor post 14 is set according to the thickness of the first mold resin portion 10. That is, the height of the conductor post 14 can be set according to the depth of the cavity 5. 1A and 1B show an example in which the end face 14b of the conductor post 14 of the printed wiring board 1 is recessed from the surface 10F of the first mold resin portion 10. FIG. In connection with an external wiring board via the conductor post 14, the portion of the first mold resin portion 10 can be a wall of a bonding material such as solder. It is possible to prevent an electrical short circuit from being caused by contact between an adjacent electrode or the like and a bonding material. However, the end face 14b of the conductor post 14 may be formed substantially flush with the surface 10F of the first mold resin portion 10.

図1Aおよび1Bに示される実施形態では、第2モールド樹脂部70は、第1モールド樹脂部10の表面10Fを覆っている。第1半導体素子105のビルドアップ配線層11と対向する面と反対側の面105Fは、第2モールド樹脂部70に覆われている。これにより、第1半導体素子105が外的なストレスから保護される。また、キャビティ5内への湿気の侵入が阻止される。また、第1半導体素子105との接合部に生じる応力が軽減され得る。その結果、接続信頼性が向上するという利点がある。   In the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, the second mold resin portion 70 covers the surface 10 </ b> F of the first mold resin portion 10. A surface 105 </ b> F opposite to the surface facing the buildup wiring layer 11 of the first semiconductor element 105 is covered with the second mold resin portion 70. Accordingly, the first semiconductor element 105 is protected from external stress. Further, the intrusion of moisture into the cavity 5 is prevented. In addition, the stress generated at the junction with the first semiconductor element 105 can be reduced. As a result, there is an advantage that connection reliability is improved.

第1半導体素子105は電極106を有する。電極106が、プリント配線板1のキャビティ5の底面5bに露出している第1パッド21に接続されている。電極106と第1パッド21との接続方法は特に限定されないが、たとえば、加熱、加圧、および/または加振されることにより両者の間に金属間接合部が形成されて接続されてもよい。電極106と第1パッド21とは、はんだなどの導電性材料で形成される接合材(図示せず)を用いて接続されてもよい。図1Aに示される例では、キャビティ5内に1つの半導体素子(第1半導体素子105)が収容されているが、複数の半導体素子がプリント配線板1に実装されていてもよい。収容される半導体素子の種類は特に限定されない。好ましくは、キャビティ5の深さを超えない厚さの半導体素子が実装される。   The first semiconductor element 105 has an electrode 106. The electrode 106 is connected to the first pad 21 exposed on the bottom surface 5 b of the cavity 5 of the printed wiring board 1. The connection method between the electrode 106 and the first pad 21 is not particularly limited. For example, an intermetallic joint may be formed between the two by heating, pressurizing, and / or exciting. . The electrode 106 and the first pad 21 may be connected using a bonding material (not shown) formed of a conductive material such as solder. In the example shown in FIG. 1A, one semiconductor element (first semiconductor element 105) is accommodated in the cavity 5, but a plurality of semiconductor elements may be mounted on the printed wiring board 1. The kind of semiconductor element accommodated is not particularly limited. Preferably, a semiconductor element having a thickness not exceeding the depth of the cavity 5 is mounted.

図1Aに示されるように、半導体パッケージ100に接続される外部の配線板110は、半導体パッケージ100側の面の接続パッド112上にバンプ111を具備している。バンプ111は導体ポスト14および第2パッド22を介してプリント配線板1のビルドアップ配線層11に接続されている。   As shown in FIG. 1A, the external wiring board 110 connected to the semiconductor package 100 includes bumps 111 on the connection pads 112 on the surface on the semiconductor package 100 side. The bumps 111 are connected to the build-up wiring layer 11 of the printed wiring board 1 through the conductor posts 14 and the second pads 22.

第1半導体素子105および第1モールド樹脂部10の表面10Fを覆う第2モールド樹脂部70の厚さは任意であってよい。図1Aに示される例では、配線板110は、第2モールド樹脂部70と配線板110との間に空間を残して接続されている。第2モールド樹脂部70が膨張または収縮しても、バンプ111に応力が生じ難いと考えられる。しかしながら、第2モールド樹脂部70がプリント配線板1と配線板110との隙間を完全に満たすような厚さを有していてもよい。第2モールド樹脂部70は、少なくとも第1半導体素子105を覆うように形成されていればよく、図1Bに示されるように、キャビティ5内のみに形成されてもよい。   The thickness of the second mold resin part 70 covering the first semiconductor element 105 and the surface 10F of the first mold resin part 10 may be arbitrary. In the example shown in FIG. 1A, the wiring board 110 is connected leaving a space between the second mold resin portion 70 and the wiring board 110. Even if the second mold resin portion 70 expands or contracts, it is considered that stress is hardly generated in the bump 111. However, the second mold resin portion 70 may have a thickness that completely fills the gap between the printed wiring board 1 and the wiring board 110. The second mold resin portion 70 only needs to be formed so as to cover at least the first semiconductor element 105, and may be formed only in the cavity 5 as shown in FIG. 1B.

外部の配線板110の構造や材料は特に限定されない。配線板110は、樹脂材料からなる樹脂絶縁層と銅箔などからなる導体層とで構成されるプリント配線板(たとえばコアレス配線板)であってもよい。配線板110は、アルミナまたは窒化アルミなどの無機材料からなる絶縁性基材の表面に導体膜が形成された配線板であってもよい。バンプ111の材料も特に限定されず、任意の導電性材料が用いられ得る。好ましくは、はんだなどの金属が用いられる。   The structure and material of the external wiring board 110 are not particularly limited. The wiring board 110 may be a printed wiring board (for example, a coreless wiring board) configured by a resin insulating layer made of a resin material and a conductor layer made of copper foil or the like. The wiring board 110 may be a wiring board in which a conductor film is formed on the surface of an insulating substrate made of an inorganic material such as alumina or aluminum nitride. The material of the bump 111 is not particularly limited, and any conductive material can be used. Preferably, a metal such as solder is used.

図2には、図1Aに示される外部の配線板110上に第2半導体素子115が実装されているパッケージ・オン・パッケージ101の例が示されている。図1Aに示される半導体パッケージ100と同様の構成要素には同一の符号が付され、詳細な説明は省略される。第2半導体素子115の一面に設けられている電極(図示せず)は、ボンディングワイヤ116により配線板110に接続されている。第2半導体素子115は、フリップチップ実装方式により接続されてもよい。図2に例示されるパッケージ・オン・パッケージ101を用いることで、小型、かつ、高機能で、内部接続の信頼性の高い半導体装置が提供され得る。   FIG. 2 shows an example of a package-on-package 101 in which the second semiconductor element 115 is mounted on the external wiring board 110 shown in FIG. 1A. Components similar to those of the semiconductor package 100 shown in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. An electrode (not shown) provided on one surface of the second semiconductor element 115 is connected to the wiring board 110 by a bonding wire 116. The second semiconductor elements 115 may be connected by a flip chip mounting method. By using the package-on-package 101 illustrated in FIG. 2, a semiconductor device that is small, has high functionality, and has high internal connection reliability can be provided.

なお、第1モールド樹脂部10の開口14aの内壁面は、後述の開口14a内のデスミア処理により粗化され得る。そのため、開口14a内に形成される導体ポスト14の第1モールド樹脂部10に接する側面も粗面となり得る。また、導体ポスト14の第2パッド22側と反対側の端面14bもまた、後述の金属膜82の除去時のエッチング時に粗化され得る。導体ポスト14の端面14bと導体ポスト14の第1モールド樹脂部10に接する側面とは、異なる表面粗さを有していてもよい。この実施形態が、図3に導体ポスト14の拡大図として示されている。導体ポスト14の端面14bの表面粗さは、たとえば、算術平均粗さで、0.1μm以上、1.0μm以下、好ましくは、0.2μm以上、0.5μm以下である。導体ポスト14の第1モールド樹脂部10に接する側面の表面粗さは、たとえば、1.0μm以上、10μm以下、好ましくは、1.0μm以上、5.0μm以下である。この側面の表面粗さは、前述のデスミア処理によって、第1モールド樹脂部10内の開口14aの内壁面の粗さを調整することにより調整され得る。好ましくは、導体ポスト14の端面14bの粗さは、第1モールド樹脂部10に接する導体ポスト14の側面の粗さよりも小さく形成される。   The inner wall surface of the opening 14a of the first mold resin portion 10 can be roughened by a desmear process in the opening 14a described later. Therefore, the side surface in contact with the first mold resin portion 10 of the conductor post 14 formed in the opening 14a can also be a rough surface. Further, the end face 14b of the conductor post 14 on the side opposite to the second pad 22 side can also be roughened during etching when the metal film 82 described later is removed. The end surface 14b of the conductor post 14 and the side surface in contact with the first mold resin portion 10 of the conductor post 14 may have different surface roughness. This embodiment is shown as an enlarged view of the conductor post 14 in FIG. The surface roughness of the end face 14b of the conductor post 14 is, for example, an arithmetic average roughness of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less, preferably 0.2 μm or more and 0.5 μm or less. The surface roughness of the side surface of the conductor post 14 in contact with the first mold resin portion 10 is, for example, 1.0 μm or more and 10 μm or less, preferably 1.0 μm or more and 5.0 μm or less. The surface roughness of this side surface can be adjusted by adjusting the roughness of the inner wall surface of the opening 14a in the first mold resin portion 10 by the aforementioned desmear process. Preferably, the roughness of the end face 14 b of the conductor post 14 is smaller than the roughness of the side face of the conductor post 14 that is in contact with the first mold resin portion 10.

つぎに、図1Aに示される半導体パッケージ100の製造方法の一実施形態が、図4A〜4Pを参照して説明される。   Next, an embodiment of a method for manufacturing the semiconductor package 100 shown in FIG. 1A will be described with reference to FIGS.

本実施形態の半導体パッケージ100の製造方法では、まず、図4Aに示されるように、出発材料として、ベース板80およびキャリア銅箔81付き金属膜(金属箔)82が用意される。キャリア銅箔付き金属膜のキャリア銅箔81と金属膜82とは、例えば、熱可塑性の接着剤(図示せず)により接着される。そして、キャリア銅箔付き金属膜のキャリア銅箔81が、たとえばプリプレグからなるベース板80に熱圧着により貼り付けられている。キャリア銅箔81と金属膜82とは、外周付近の余白部だけで接合されてもよい。ベース板80は、適度な剛性を有しているものであればよい。例えば、ベース板80は、銅などの金属板またはセラミックスなどの絶縁板であってもよい。金属膜82は、たとえば、3μm以上、8μm以下の厚さの銅箔である。   In the manufacturing method of the semiconductor package 100 of the present embodiment, first, as shown in FIG. 4A, a base plate 80 and a metal film (metal foil) 82 with a carrier copper foil 81 are prepared as starting materials. The carrier copper foil 81 and the metal film 82 of the metal film with the carrier copper foil are bonded by, for example, a thermoplastic adhesive (not shown). And the carrier copper foil 81 of the metal film with carrier copper foil is affixed on the base board 80 which consists of prepregs, for example by thermocompression bonding. The carrier copper foil 81 and the metal film 82 may be joined only at a margin near the outer periphery. The base plate 80 only needs to have moderate rigidity. For example, the base plate 80 may be a metal plate such as copper or an insulating plate such as ceramics. The metal film 82 is, for example, a copper foil having a thickness of 3 μm or more and 8 μm or less.

図4A〜4Kには、ベース板80の両側の面に金属膜82が接合され、それぞれの面において、ビルドアップ配線層11などが形成される製造方法の一例が示されている。しかし、ベース板80の一方の面だけにビルドアップ配線層11などが形成されてもよい。以下の説明では、他面80B側に関しての説明、および、各図面における他面80B側の符号は省略される。   4A to 4K show an example of a manufacturing method in which a metal film 82 is bonded to both sides of the base plate 80, and the buildup wiring layer 11 and the like are formed on each side. However, the build-up wiring layer 11 or the like may be formed only on one surface of the base plate 80. In the following description, the description on the other surface 80B side, and the reference numeral on the other surface 80B side in each drawing are omitted.

図4Bに示されるように、金属膜82上に、第3導体層60の導体パターンが形成される。第3導体層60の導体パターンは、次の工程で形成される。第3導体層60の導体パターンを形成する位置に開口を有するレジストパターン(図示せず)が形成される。このレジストパターンの開口内に、金属膜82をシード層とする電解めっきによりめっき導体が充填される。レジストパターンが除去されることにより、所定の導体パターンを有する第3導体層60が形成される。第3導体層60は、好ましくは、5μm以上であって、25μm以下程度の厚さに形成される。   As shown in FIG. 4B, the conductor pattern of the third conductor layer 60 is formed on the metal film 82. The conductor pattern of the third conductor layer 60 is formed in the following process. A resist pattern (not shown) having an opening at a position where the conductor pattern of the third conductor layer 60 is formed is formed. The plating conductor is filled in the opening of the resist pattern by electrolytic plating using the metal film 82 as a seed layer. By removing the resist pattern, the third conductor layer 60 having a predetermined conductor pattern is formed. The third conductor layer 60 is preferably formed to a thickness of about 5 μm or more and about 25 μm or less.

次に、図4Cに示されるように、金属膜82の上および第3導体層60上に第2樹脂絶縁層31が形成される。たとえば、フィルム状の絶縁材が第3導体層60上に積層され、加圧されると共に加熱される。続いて、第2樹脂絶縁層31の第3導体層60側と反対側の表面の所定の場所に好ましくはCO2レーザー光が照射される。図4Dに示されるように、第3導体層60に向かって縮径するテーパー形状を有する導通用孔55aが形成され得る。 Next, as shown in FIG. 4C, the second resin insulation layer 31 is formed on the metal film 82 and on the third conductor layer 60. For example, a film-like insulating material is laminated on the third conductor layer 60, pressed and heated. Subsequently, a CO 2 laser beam is preferably applied to a predetermined place on the surface of the second resin insulating layer 31 opposite to the third conductor layer 60 side. As shown in FIG. 4D, a conduction hole 55 a having a tapered shape that decreases in diameter toward the third conductor layer 60 may be formed.

図4Dに示されるように、導通用孔55a内および第2樹脂絶縁層31の表面上に、たとえば無電解めっきにより金属層41が形成される。金属層41は、スパッタリングや真空蒸着などにより形成されてもよい。   As shown in FIG. 4D, the metal layer 41 is formed in the conduction hole 55a and on the surface of the second resin insulation layer 31 by, for example, electroless plating. The metal layer 41 may be formed by sputtering or vacuum deposition.

金属層41上に、所定の位置に開口を有するレジストパターン(図示せず)が形成される。金属層41をシード層としてその表面にめっき膜が、電解めっきにより形成される。図4Eに示されるように、第2樹脂絶縁層31上の金属層41およびめっき膜42により第2導体層40が形成される。また、導通用孔55a内の金属層41およびめっき膜42によりビア導体55が形成される。レジストパターンが除去される。金属層41の露出部分がエッチングなどにより除去される。金属層41およびめっき膜42の材料は、特に限定されないが、好ましくは、銅が用いられる。第2導体層40は、好ましくは、5μm以上であって、25μm以下の厚さに形成される。   A resist pattern (not shown) having openings at predetermined positions is formed on the metal layer 41. A plating film is formed on the surface of the metal layer 41 as a seed layer by electrolytic plating. As shown in FIG. 4E, the second conductor layer 40 is formed by the metal layer 41 and the plating film 42 on the second resin insulating layer 31. The via conductor 55 is formed by the metal layer 41 and the plating film 42 in the conduction hole 55a. The resist pattern is removed. The exposed portion of the metal layer 41 is removed by etching or the like. Although the material of the metal layer 41 and the plating film 42 is not specifically limited, Preferably, copper is used. The second conductor layer 40 is preferably formed to a thickness of 5 μm or more and 25 μm or less.

次に、第2導体層40および第2樹脂絶縁層31上に、第2樹脂絶縁層31の形成方法と同様な方法で第1樹脂絶縁層30が形成される。第1樹脂絶縁層30上に、第2導体層40の形成方法と同様な方法で第1導体層20が形成される。ビア導体55の形成方法と同様な方法で第1樹脂絶縁層30を貫通するビア導体35が形成される(図4F)。これにより、3層構造のビルドアップ配線層11が形成される。4層以上のビルドアップ配線層11が形成されてもよい。製造されるプリント配線板の層構造に応じて、図4C〜4Eを参照して説明された工程が適宜繰り返される。この実施形態では、3層構造のため、第1導体層20に第1パッド21と第2パッド22とが形成される。なお、第1樹脂絶縁層30および第1導体層20上にソルダーレジスト(図示せず)が形成されてもよい。   Next, the first resin insulation layer 30 is formed on the second conductor layer 40 and the second resin insulation layer 31 by the same method as the method for forming the second resin insulation layer 31. The first conductor layer 20 is formed on the first resin insulating layer 30 by the same method as the method for forming the second conductor layer 40. A via conductor 35 penetrating the first resin insulating layer 30 is formed by a method similar to the method of forming the via conductor 55 (FIG. 4F). Thereby, the build-up wiring layer 11 having a three-layer structure is formed. Four or more build-up wiring layers 11 may be formed. Depending on the layer structure of the printed wiring board to be manufactured, the steps described with reference to FIGS. In this embodiment, the first pad 21 and the second pad 22 are formed on the first conductor layer 20 because of the three-layer structure. A solder resist (not shown) may be formed on the first resin insulation layer 30 and the first conductor layer 20.

図4Gに示されるように、ビルドアップ配線層11の第1面11Fのキャビティ5の形成領域にダミー部材7が配置される。ダミー部材7は、たとえば、キャビティ5の形成領域と略同じ大きさおよび形状に形成された樹脂フィルムである。たとえば、第1パッド21および第1樹脂絶縁層30に対して良好な密着性を有するものの、強い接着性を示さないようなフィルムが使用され得る。たとえば、ダミー部材7は、図4Gに示されるように、接着剤8により接着されてもよい。ダミー部材7および接着剤8としては、第1モールド樹脂部10と接着しない材料が好ましい。ダミー部材7は、たとえば、ポリイミドなどの樹脂材料からなる。接着剤8には、第1パッド21および第1樹脂絶縁層30に対して剥離可能な程度の接着性を有するものが用いられる。ダミー部材7および/または接着剤8の厚さを適宜選択することにより、キャビティ5の深さが容易に調整され得る。   As shown in FIG. 4G, the dummy member 7 is disposed in the formation region of the cavity 5 on the first surface 11F of the build-up wiring layer 11. The dummy member 7 is, for example, a resin film formed in substantially the same size and shape as the formation region of the cavity 5. For example, a film that has good adhesion to the first pad 21 and the first resin insulation layer 30 but does not exhibit strong adhesion can be used. For example, the dummy member 7 may be bonded by an adhesive 8 as shown in FIG. 4G. As the dummy member 7 and the adhesive 8, a material that does not adhere to the first mold resin portion 10 is preferable. The dummy member 7 is made of a resin material such as polyimide, for example. As the adhesive 8, an adhesive having an adhesive property that can be peeled from the first pad 21 and the first resin insulating layer 30 is used. By appropriately selecting the thickness of the dummy member 7 and / or the adhesive 8, the depth of the cavity 5 can be easily adjusted.

続いて、ダミー部材7を覆うように第1モールド樹脂部10が形成される(図4H)。第1モールド樹脂部10を形成するモールド樹脂が、たとえば、液状やペースト状の状態で、ノズルからの吐出によりダミー部材7の一面7F上などに供給される。フィルム状のモールド樹脂がダミー部材7上に積層され、加熱されてもよい。加熱などにより軟化したモールド樹脂によって、ダミー部材7や第1樹脂絶縁層30などが覆われ得る。第1モールド樹脂部10の表面10Fがダミー部材7の一面7Fよりも上方に位置するように、第1モールド樹脂部10は形成される。第1モールド樹脂部10は、たとえば、50μm以上、150μm以下の厚さに形成される。   Subsequently, the first mold resin portion 10 is formed so as to cover the dummy member 7 (FIG. 4H). The mold resin that forms the first mold resin portion 10 is supplied onto the one surface 7F of the dummy member 7 by discharging from a nozzle in a liquid or pasty state, for example. A film-shaped mold resin may be laminated on the dummy member 7 and heated. The dummy member 7 and the first resin insulating layer 30 can be covered with mold resin softened by heating or the like. The first mold resin portion 10 is formed so that the surface 10F of the first mold resin portion 10 is positioned above the one surface 7F of the dummy member 7. The first mold resin portion 10 is formed to a thickness of, for example, 50 μm or more and 150 μm or less.

図4Iに示されるように、第1モールド樹脂部10を貫通する開口14aが形成される。図4Iには、第2パッド22の一部を露出するように形成されている開口14aが示されている。開口14aの形成後、付着した樹脂残渣を除去するため、好ましくは、過マンガン酸溶液への浸漬などにより開口14a内のデスミア処理が行われる。デスミア処理に用いる過マンガン酸溶液等での処理時間の調整により、開口14aの内壁面の表面粗さが調整され得る。導体ポスト14と開口14aの壁面との密着性が向上すると考えられる。デスミア処理中、第1モールド樹脂部10の表面10Fが粗化されてもよい。   As shown in FIG. 4I, an opening 14a penetrating the first mold resin portion 10 is formed. FIG. 4I shows an opening 14 a formed so as to expose a part of the second pad 22. After the opening 14a is formed, desmear treatment in the opening 14a is preferably performed by immersion in a permanganic acid solution or the like in order to remove the adhered resin residue. The surface roughness of the inner wall surface of the opening 14a can be adjusted by adjusting the treatment time with a permanganic acid solution or the like used for the desmear treatment. It is considered that the adhesion between the conductor post 14 and the wall surface of the opening 14a is improved. During the desmear process, the surface 10F of the first mold resin portion 10 may be roughened.

続いて、開口14a内に導体ポスト14が形成される。開口14aの内壁面上に、無電解めっき膜が形成される。無電解めっき膜をシード層として電解めっき膜が形成される(図4J)。無電解めっき膜および電解めっき膜により開口14aが充填され、導体ポスト14が形成される。第1モールド樹脂部10の表面上にも、導体膜17が形成され得る。   Subsequently, the conductor post 14 is formed in the opening 14a. An electroless plating film is formed on the inner wall surface of the opening 14a. An electrolytic plating film is formed using the electroless plating film as a seed layer (FIG. 4J). The opening 14a is filled with the electroless plating film and the electrolytic plating film, and the conductor post 14 is formed. The conductor film 17 can also be formed on the surface of the first mold resin portion 10.

図4Kに示されるように、ダミー部材7の一面7Fが第1モールド樹脂部10から露出するように、第1モールド樹脂部10の表面側が研磨される。好ましくは、ダミー部材7の一面7Fが露出するところで第1モールド樹脂部10の研磨は終了する。キャビティ5の深さが、ダミー部材7の厚さに略等しくなる。また、所望の深さのキャビティ5を形成するために、ダミー部材7の厚さがキャビティ5の所望の深さと等しくなるまで、ダミー部材7の一面7F側の部分と第1モールド樹脂部10とが研磨されてもよい。第1モールド樹脂部10の研磨には、たとえば、サンドブラスト、バフ研磨、または、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)などが用いられるが、研磨方法はこれらに限定されない。   As shown in FIG. 4K, the surface side of the first mold resin portion 10 is polished so that the one surface 7F of the dummy member 7 is exposed from the first mold resin portion 10. Preferably, the polishing of the first mold resin portion 10 ends when the one surface 7F of the dummy member 7 is exposed. The depth of the cavity 5 is substantially equal to the thickness of the dummy member 7. Further, in order to form the cavity 5 having a desired depth, the portion on the one surface 7F side of the dummy member 7 and the first mold resin portion 10 until the thickness of the dummy member 7 becomes equal to the desired depth of the cavity 5. May be polished. For example, sand blasting, buffing, or chemical mechanical polishing (CMP) is used for polishing the first mold resin portion 10, but the polishing method is not limited thereto.

その後、図4Lに示されるように、ベース板80およびキャリア銅箔81が除去される。前述のように、キャリア銅箔81と金属膜82とは、熱可塑性樹脂により接着されている。そのため、例えば温度を上昇させて力を加えることによりベース板80およびキャリア銅箔81と金属膜82とは簡単に分離される。その結果、金属膜82のキャリア銅箔81との接合面が露出する。なお、このキャリア銅箔81と金属膜82とがその周囲のみで接着されている場合には、その接着されている部分の内側を切断することにより、両者は簡単に分離される。図4Lには、図4K中のベース板80の上面側のプリント配線板が示されている。   Thereafter, as shown in FIG. 4L, the base plate 80 and the carrier copper foil 81 are removed. As described above, the carrier copper foil 81 and the metal film 82 are bonded by the thermoplastic resin. Therefore, for example, the base plate 80, the carrier copper foil 81, and the metal film 82 are easily separated by increasing the temperature and applying a force. As a result, the joint surface of the metal film 82 with the carrier copper foil 81 is exposed. In addition, when this carrier copper foil 81 and the metal film 82 are adhere | attached only in the circumference | surroundings, both are easily isolate | separated by cut | disconnecting the inner side of the adhere | attached part. FIG. 4L shows a printed wiring board on the upper surface side of the base plate 80 in FIG. 4K.

ダミー部材7が工程途上のプリント配線板から除去される。たとえば、ダミー部材7の一面7Fが治工具などに吸着されて、ダミー部材7が引き上げられる。接着剤8が用いられている場合は、好ましくは、ダミー部材7と共に接着剤8も除去される。ダミー部材7および接着剤8は溶剤などにより除去されてもよい。図4Mに示されるように、第1モールド樹脂部10に周囲を囲まれているキャビティ5が形成される。   The dummy member 7 is removed from the printed wiring board in the process. For example, one surface 7F of the dummy member 7 is attracted to a jig or the like, and the dummy member 7 is pulled up. When the adhesive 8 is used, the adhesive 8 is preferably removed together with the dummy member 7. The dummy member 7 and the adhesive 8 may be removed with a solvent or the like. As shown in FIG. 4M, a cavity 5 surrounded by the first mold resin portion 10 is formed.

金属膜82が、エッチングなどにより除去される。導体ポスト14および第1パッド21に金属膜82と同じ材料が用いられる場合には、導体ポスト14の端面14bおよび第1パッド21の露出面21aも、同時にエッチングされる(図4N)。その結果、導体ポスト14の端面14bが第1モールド樹脂部10の表面よりも凹んでもよい。また、前述のように、導体ポスト14の端面14bが粗化されてもよい。   The metal film 82 is removed by etching or the like. When the same material as the metal film 82 is used for the conductor post 14 and the first pad 21, the end surface 14b of the conductor post 14 and the exposed surface 21a of the first pad 21 are simultaneously etched (FIG. 4N). As a result, the end face 14 b of the conductor post 14 may be recessed from the surface of the first mold resin portion 10. Further, as described above, the end face 14b of the conductor post 14 may be roughened.

金属膜82の除去後、図4Oに示されるように、キャビティ5内に第1半導体素子105が、たとえばフリップチップ実装される。第1半導体素子105の電極106が、たとえば第1パッド21との間の金属間接合などにより第1パッド21に接続される。はんだなどの接合材が用いられてもよい。   After removing the metal film 82, as shown in FIG. 4O, the first semiconductor element 105 is flip-chip mounted in the cavity 5, for example. The electrode 106 of the first semiconductor element 105 is connected to the first pad 21 by, for example, an intermetallic junction with the first pad 21. A bonding material such as solder may be used.

続いて、図4Pに示されるように、第2モールド樹脂部70が形成される。第2モールド樹脂部70を形成するモールド樹脂が、少なくともキャビティ5内に充填される。第2モールド樹脂部70の形成方法は特に限定されず、たとえば、液状の樹脂材料が注入された後に加熱されて硬化されてもよい。図1Aに示される半導体パッケージ100のように、第1モールド樹脂部10の表面10F全面を覆うように、第2モールド樹脂部70が形成されてもよい。その場合、第2モールド樹脂部70の形成後、開口71が形成される。開口71は、導体ポスト14の端面14b上の第2モールド樹脂部70に、たとえばレーザー光を照射することによって形成され得る。半導体パッケージ100が完成する。図1Aに示される外部の配線板110が接続される場合は、たとえば、第2モールド樹脂部70の形成の前に、外部の配線板110が半田リフローなどにより実装されてもよい。その後、外部の配線板110と第1モールド樹脂部10との隙間から、第2モールド樹脂部70の樹脂材料が注入されてもよい。なお、必要に応じて半導体パッケージ100の裏面側(ビルドアップ配線層11の第2面11B側)にソルダーレジスト(図示せず)が塗布されてもよい。   Subsequently, as shown in FIG. 4P, the second mold resin portion 70 is formed. The mold resin that forms the second mold resin portion 70 is filled in at least the cavity 5. The method for forming the second mold resin portion 70 is not particularly limited, and for example, it may be heated and cured after a liquid resin material is injected. As in the semiconductor package 100 shown in FIG. 1A, the second mold resin portion 70 may be formed so as to cover the entire surface 10F of the first mold resin portion 10. In that case, the opening 71 is formed after the formation of the second mold resin portion 70. The opening 71 can be formed, for example, by irradiating the second mold resin portion 70 on the end face 14b of the conductor post 14 with laser light. The semiconductor package 100 is completed. When the external wiring board 110 shown in FIG. 1A is connected, for example, the external wiring board 110 may be mounted by solder reflow or the like before the second mold resin portion 70 is formed. Thereafter, the resin material of the second mold resin portion 70 may be injected from the gap between the external wiring board 110 and the first mold resin portion 10. Note that a solder resist (not shown) may be applied to the back surface side of the semiconductor package 100 (the second surface 11B side of the buildup wiring layer 11) as necessary.

1 プリント配線板
1F プリント配線板の第1面
5 キャビティ
5b キャビティの底面
7 ダミー部材
7F ダミー部材の一面
10 第1モールド樹脂部
11 ビルドアップ配線層
11F ビルドアップ配線層の第1面
11B ビルドアップ配線層の第2面
14 導体ポスト
14b 導体ポストの端面
20 第1導体層
21 第1パッド
22 第2パッド
30 第1樹脂絶縁層
31 第2樹脂絶縁層
40 第2導体層
60 第3導体層
70 第2モールド樹脂部
80 ベース板
81 キャリア銅箔
82 金属膜
100 半導体パッケージ
101 パッケージ・オン・パッケージ
105 第1半導体素子
110 配線板
111 バンプ
115 第2半導体素子
116 ボンディングワイヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed wiring board 1F First surface 5 of printed wiring board 5 Cavity 5b Bottom surface of cavity 7 Dummy member 7F One side of dummy member 10 First mold resin part 11 Build-up wiring layer 11F First surface 11B of build-up wiring layer Build-up wiring Layer second surface 14 conductor post 14b conductor post end surface 20 first conductor layer 21 first pad 22 second pad 30 first resin insulation layer 31 second resin insulation layer 40 second conductor layer 60 third conductor layer 70 first 2 mold resin part 80 base plate 81 carrier copper foil 82 metal film 100 semiconductor package 101 package-on-package 105 first semiconductor element 110 wiring board 111 bump 115 second semiconductor element 116 bonding wire

Claims (10)

樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層し、第1面および前記第1面と反対側の第2面を有するビルドアップ配線層と、
前記ビルドアップ配線層の第1面に形成される第1パッドおよび第2パッドと、
前記ビルドアップ配線層の第1面を覆うと共に、前記第1パッドを露出するキャビティと前記第2パッドを露出する開口とを具備する第1モールド樹脂部と、
前記第2パッドに接するように前記第1モールド樹脂部の開口内にめっき層により形成される導体ポストと、
前記第1パッドに実装される第1半導体素子と、
少なくとも前記キャビティ内に形成される第2モールド樹脂部と、
を有する半導体パッケージであって、
前記樹脂絶縁層の面方向の熱膨張率は前記第1モールド樹脂部の面方向の熱膨張率より大きく、前記第2モールド樹脂部の面方向の熱膨張率は前記第1モールド樹脂部の面方向の熱膨張率より大きい。
A buildup wiring layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface, wherein the resin insulating layers and the conductor layers are alternately laminated;
A first pad and a second pad formed on the first surface of the build-up wiring layer;
A first mold resin portion that covers the first surface of the build-up wiring layer and includes a cavity that exposes the first pad and an opening that exposes the second pad;
A conductor post formed by a plating layer in the opening of the first mold resin portion so as to be in contact with the second pad;
A first semiconductor element mounted on the first pad;
At least a second mold resin portion formed in the cavity;
A semiconductor package comprising:
The thermal expansion coefficient in the surface direction of the resin insulating layer is larger than the thermal expansion coefficient in the surface direction of the first mold resin part, and the thermal expansion coefficient in the surface direction of the second mold resin part is the surface of the first mold resin part. Greater than the coefficient of thermal expansion in the direction.
請求項1記載の半導体パッケージであって、前記第2モールド樹脂部が、前記第1モールド樹脂部の前記ビルドアップ配線層と反対側の表面を覆っている。 2. The semiconductor package according to claim 1, wherein the second mold resin portion covers a surface of the first mold resin portion opposite to the build-up wiring layer. 請求項1記載の半導体パッケージであって、前記導体ポストは前記第2パッドに向かって縮径するテーパー形状を有している。 2. The semiconductor package according to claim 1, wherein the conductor post has a tapered shape whose diameter decreases toward the second pad. 請求項1記載の半導体パッケージであって、前記導体ポストの前記第2パッド側と反対側の端面が前記第1モールド樹脂部の前記表面と面一か、前記表面よりも凹んでいる。 2. The semiconductor package according to claim 1, wherein an end surface of the conductor post opposite to the second pad side is flush with the surface of the first mold resin portion or is recessed from the surface. 請求項1記載の半導体パッケージであって、前記導体ポストの前記第2パッド側と反対側の端面の粗さは、前記第1モールド樹脂部に接する側面の粗さよりも小さい。 2. The semiconductor package according to claim 1, wherein a roughness of an end surface of the conductor post opposite to the second pad side is smaller than a roughness of a side surface in contact with the first mold resin portion. 請求項1記載の半導体パッケージであって、前記第1および第2モールド樹脂部は、無機フィラーを有する樹脂材料からなり、前記第2モールド樹脂部の無機フィラーの含有率は、前記第1モールド樹脂部の無機フィラーの含有率よりも低い。 2. The semiconductor package according to claim 1, wherein the first and second mold resin parts are made of a resin material having an inorganic filler, and the content of the inorganic filler in the second mold resin part is the first mold resin. It is lower than the content of the inorganic filler. 請求項6記載の半導体パッケージであって、前記第1モールド樹脂部は、75質量%以上、85質量%以下の無機フィラーを含有する樹脂材料からなる。 7. The semiconductor package according to claim 6, wherein the first mold resin part is made of a resin material containing an inorganic filler of 75% by mass or more and 85% by mass or less. 請求項6記載の半導体パッケージであって、前記第2モールド樹脂部は、60質量%以上、75質量%以下の無機フィラーを含有する樹脂材料からなる。 7. The semiconductor package according to claim 6, wherein the second mold resin portion is made of a resin material containing an inorganic filler of 60% by mass or more and 75% by mass or less. 請求項6記載の半導体パッケージであって、前記無機フィラーはSiO2を含んでいる。 The semiconductor package according to claim 6, wherein the inorganic filler contains SiO 2 . 請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体パッケージにおける前記導体ポストに外部の配線板が接続されているパッケージ・オン・パッケージ。 The package on package by which the external wiring board is connected to the said conductor post in the semiconductor package of any one of Claims 1-9.
JP2015237816A 2015-12-04 2015-12-04 Semiconductor package and package on package Pending JP2017103425A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015237816A JP2017103425A (en) 2015-12-04 2015-12-04 Semiconductor package and package on package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015237816A JP2017103425A (en) 2015-12-04 2015-12-04 Semiconductor package and package on package

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017103425A true JP2017103425A (en) 2017-06-08

Family

ID=59016902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015237816A Pending JP2017103425A (en) 2015-12-04 2015-12-04 Semiconductor package and package on package

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017103425A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113078148A (en) * 2021-03-12 2021-07-06 上海易卜半导体有限公司 Semiconductor packaging structure, method, device and electronic product

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113078148A (en) * 2021-03-12 2021-07-06 上海易卜半导体有限公司 Semiconductor packaging structure, method, device and electronic product
CN113078148B (en) * 2021-03-12 2024-03-26 上海易卜半导体有限公司 Semiconductor packaging structure, method, device and electronic product

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9691696B2 (en) Interposers with circuit modules encapsulated by moldable material in a cavity, and methods of fabrication
TWI751530B (en) Manufacturing method for semiconductor device
JP4093186B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP4012496B2 (en) Semiconductor device
JP4830120B2 (en) Electronic package and manufacturing method thereof
JP2011061004A (en) Semiconductor device, and method of manufacturing the same
JP5942823B2 (en) Electronic component device manufacturing method, electronic component device, and electronic device
JP2017041500A (en) Printed wiring board and semiconductor package
JP5367523B2 (en) Wiring board and method of manufacturing wiring board
JP2006019368A (en) Interposer, its manufacturing method, and semiconductor device
JP2005310946A (en) Semiconductor device
JP2008277570A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2008010885A (en) Chip built-in substrate
US20200105651A1 (en) Wiring board
US9706663B2 (en) Printed wiring board, method for manufacturing the same and semiconductor device
JP2015211194A (en) Printed wiring board, semiconductor package and printed wiring board manufacturing method
JP2017034059A (en) Printed wiring board, semiconductor package and manufacturing method for printed wiring board
JP2015225895A (en) Printed wiring board, semiconductor package and printed wiring board manufacturing method
JP4182144B2 (en) Manufacturing method of chip embedded substrate
JP2018022824A (en) Electronic component built-in substrate, manufacturing method, and electronic component device
JP2011109104A (en) Method for sealing electronic component
KR102066015B1 (en) Semiconductor package and method of manufacturing the same
JP2017103426A (en) Semiconductor package and package on package
JP2014160705A (en) Wiring board, package structure using the same, electronic device using the same and wiring board manufacturing method
JP4316624B2 (en) Semiconductor device