JP5129783B2 - 補強材付き配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板の反りを防止するための補強材を備えた補強材付き配線基板及びその製造方法に関するものである。

コンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される半導体集積回路素子（ＩＣチップ）は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。一般的にＩＣチップの底面には多数の端子が密集してアレイ状に配置されており、このような端子群はマザーボード側の端子群に対してフリップチップの形態で接続される。ただし、ＩＣチップ側の端子群とマザーボード側の端子群とでは端子間ピッチに大きな差があることから、ＩＣチップをマザーボード上に直接的に接続することは困難である。そのため、通常はＩＣチップをＩＣチップ搭載用配線基板上に搭載してなる半導体パッケージを作製し、その半導体パッケージをマザーボード上に搭載するという手法が採用される（例えば特許文献１参照）。

なお、ＩＣチップは、一般に熱膨張係数が２．０ｐｐｍ／℃〜５．０ｐｐｍ／℃程度の半導体材料（例えばシリコン等）を用いて形成される。一方、ＩＣチップ搭載用配線基板は、それよりも熱膨張係数がかなり大きい樹脂材料等を用いて形成された樹脂配線基板であることが多い。この樹脂配線基板の一例としては、コア基板の表面及び裏面にビルドアップ層を形成したものが実用化されている。この樹脂配線基板においては、コア基板として、例えば、補強繊維に樹脂を含浸させた樹脂基板（ガラスエポキシ基板など）が用いられている。そして、そのコア基板の剛性を利用して、コア基板の表面及び裏面に樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層することにより、ビルドアップ層が形成される。つまり、この樹脂配線基板において、コア基板は、補強の役割を果たしており、ビルドアップ層と比べて非常に厚く形成されている。また、コア基板には、表面及び裏面に形成されたビルドアップ層間の導通を図るための配線（具体的には、スルーホール導体など）が貫通形成されている。

ところで近年では、半導体集積回路素子の高速化に伴い、使用される信号周波数が高周波帯域となってきている。この場合、コア基板を貫通する配線が大きなインダクタンスとして寄与し、高周波信号の伝送ロスや回路誤動作の発生につながり、高速化の妨げとなってしまう。この問題を解決するために、樹脂配線基板を、コア基板を有さない基板とすることが提案されている（例えば特許文献２参照）。この基板は、比較的に厚いコア基板を省略することにより全体の配線長を短くしたものであるため、高周波信号の伝送ロスが低減され、半導体集積回路素子を高速で動作させることが可能となる。

しかし、コア基板を省略すると樹脂配線基板が薄肉化されるため、樹脂配線基板の剛性の低下が避けられなくなる。この場合、フリップチップ接続に用いたはんだが冷却される際に、チップ材料と基板材料との熱膨張係数差に起因する熱応力の影響を受けて、樹脂配線基板がチップ搭載面側に反りやすくなる。その結果、チップ接合部分にクラックが起こり、オープン不良などが生じやすくなる。つまり、上記のようなＩＣチップを用いて半導体パッケージを構成した場合、高い歩留まりや信頼性を実現できないという問題が生じる。

上記の問題を解決するために、樹脂配線基板１０１の片面（ＩＣチップ１０６の搭載面１０２）に、矩形枠状のスティフナ１０５（補強材）を貼付した半導体パッケージ１００が提案されている（図２６参照）。スティフナ１０５は、樹脂配線基板１０１よりも剛性の高い材料（例えば金属材料）を用いて形成される。ここで、金属製のスティフナ１０５を使用して半導体パッケージ１００を製造する場合、樹脂配線基板１０１の熱膨張係数は、金属製スティフナ１０５の熱膨張係数よりも大きくなる。そのため、熱膨張係数差に起因する熱応力の影響を受けて樹脂配線基板１０１に反りが発生することがある。

この対策として、スティフナの一部にスリットを形成し、熱応力の分散を図るようにした技術が従来提案されている（例えば、特許文献３参照）。図２７は、特許文献３の半導体パッケージに用いられるスティフナ１１０を示している。図２７のスティフナ１１０は４つの角部１１１を有する矩形枠状に形成されており、そのスティフナ１１０の中央部には、ＩＣチップを配置するための開口部１１２が形成されている。また、このスティフナ１１０には、開口部１１２の各角部とスティフナ１１０の対応する各角部１１１にわたりスリット１１４が設けられている。

特開２００２−２６５００号公報（図１など） 特開２００２−２６１７１号公報（図５など） 特開２００７−２９９８８７号公報（図３など）

ところで、上記従来のスティフナ１１０において、スリット１１４は、その一端が開口部１１２に開放状態で形成されるとともに他端が角部１１１の近傍に位置している。つまり、スティフナ１１０は、スリット１１４によって完全に分断されておらず一部が繋がった状態となっている。このため、スティフナ１１０においてその繋がった部分に熱応力が集中することがあり、その場合には樹脂配線基板の反りを解消することができなくなる。このように樹脂配線基板に反りが発生した場合、チップ搭載面の平坦度を十分に確保できなくなるため、ＩＣチップの搭載が困難となり、製品信頼性が低下してしまう。

ここで、仮にスティフナ１１０を完全に分断して複数片にしてしまうと、そのスリット１１４の部分の強度が弱くなるおそれがあり、スティフナ接着後における樹脂配線基板の平坦性が保持できなくなる可能性がある。つまり、スリット１１４の箇所で樹脂配線基板が曲がってしまうおそれがある。このような問題は、特にコア基板を有しない場合において顕著になると予想される。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、補強材に加わる応力を確実に緩和して配線基板の反りを防止することができる補強材付き配線基板及びその製造方法を提供することにある。

そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状の配線基板と、前記基板主面側に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈する補強材とを備える補強材付き配線基板であって、前記補強材はスリットを介して分割された複数の分割片からなり、前記スリットを埋める樹脂材料によって前記複数の分割片同士が結合されていることを特徴とする補強材付き配線基板がある。

従って、手段１に記載の発明によると、補強材と配線基板との間に熱膨張係数差があったとしても、補強材がスリットを介して分割された複数の分割片からなるので、熱膨張係数差に起因して補強材に加わる熱応力が、そのスリットにより確実に緩和される。その結果、補強材付き配線基板の反りが防止される。また、配線基板においてスリットに対応した部分は本来強度が弱くて曲がりやすいが、スリットを埋める樹脂材料によって複数の分割片同士が結合されているため、当該部分が補強される。よって、補強材接合後の平坦性を保持することができる。

前記配線基板としては、基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状のものが使用される。配線基板におけるコア基板の有無は問わないが、例えばコア基板を有しないものとしてもよい。この場合、前記配線基板において、前記複数の樹脂絶縁層には前記複数のビア導体が形成され、前記複数のビア導体は前記複数の樹脂絶縁層の各層において同一方向に拡径している構成としてもよい。

前記樹脂絶縁層は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂絶縁層を形成するための高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料、あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。

前記導体層及び前記主面側接続端子は主として銅からなり、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成される。具体的に言うと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっきなどの手法が適用される。なお、スパッタやＣＶＤ等の手法により薄膜を形成した後にエッチングを行うことで導体層や主面側接続端子を形成したり、導電性ペースト等の印刷により導体層や主面側接続端子を形成したりすることも可能である。

また、前記複数の主面側接続端子に接続可能なチップ部品としては、チップコンデンサ、半導体集積回路素子（ＩＣチップ）、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などを挙げることができる。ＩＣチップの具体例としては、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory ）などを挙げることができる。ここで、「半導体集積回路素子」とは、主としてコンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される素子をいう。チップ部品の他の具体例としては、チップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップコイル、チップインダクタなどを挙げることができる。

前記補強材は、前記基板主面側に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈している。補強材は、前記配線基板を構成する樹脂材料よりも高剛性であることが好ましい。その理由は、補強材自体に高い剛性が付与されていれば、それを面接合することで配線基板に高い剛性を付与することができ、外部から加わる応力に対していっそう強くなるからである。また、高い剛性を有する補強材であれば、補強材を薄くしても配線基板に十分高い剛性を付与することができるため、補強材付き配線基板全体の薄肉化を阻害しないからである。

なお、前記補強材は、例えば、剛性の高い金属材料やセラミック材料を用いて形成されることが好ましく、例えば、樹脂材料中に無機材料を含有させた複合材料によって形成されたものでもよい。

前記補強材を構成する金属材料としては、鉄、金、銀、銅、銅合金、鉄ニッケル合金、珪素、ガリウム砒素などがある。また、前記補強材を構成するセラミック材料としては、例えばアルミナ、ガラスセラミック、結晶化ガラス等の低温焼成材料、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素などがある。前記補強材を構成する樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリブテン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）などがある。

前記補強材は配線基板の基板主面に接合されるが、接合の手法は特に限定されることはなく、補強材を形成している材料の性質、形状等に合った周知の手法を採用することができる。例えば、補強材の接合面を、前記基板主面に対して接着剤を介して接合することが好ましい。このようにすれば、配線基板に対して補強材を確実かつ容易に接合することができる。なお、接着剤としては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ゴム系接着剤などが挙げられる。

前記補強材はスリットを介して分割された複数の分割片からなる。前記スリットの形状、数、設置位置などは特に限定されず、それぞれ必要に応じて任意に変更することができる。もっとも、補強材の枠内面から枠外面にわたって延びているスリットを形成することがよく、このようなスリットによれば、熱膨張係数差に起因して補強材に加わる熱応力が緩和されやすくなる。

前記スリットの形状は直線的であっても非直線的であってもよいが、例えばクランク形状のように非直線的な形状であることが好ましい。非直線的なスリットであると、補強材に加わる熱応力を緩和するために個々の分割片の位置がずれたとしても、補強材の面方向にて各分割片の一部が重なり合うこととなる。そして、各分割片の重なり合う部分によって、配線基板の反りを確実に防止することができる。

前記補強材は、前記配線基板に接合される接合面とその反対側に位置する非接合面とを有するとともに、前記非接合面側のスリット幅のほうが前記接合面側のスリット幅よりも大きくなるように設定されていてもよい。このような構成であると、補強材の接合面の面積を十分に確保することができ、補強材を配線基板に確実に固定することができる。また、スリット入り口が広くなった状態となるので、樹脂材料を充填しやすい構造となる。

前記配線基板において前記スリットが形成された箇所に対応する位置には、複数層にわたりプレーン状導体層が配置されていてもよい。この場合、補強材においてスリットが形成される部分は剛性が低くなりやすいが、配線基板の複数層にプレーン状導体層を設けることによってその剛性が低くなる部分を補強することができる。このため、補強材付き配線基板の剛性を十分に確保することができる。

前記スリットは樹脂材料によって埋められており、その樹脂材料の介在によって前記複数の分割片同士が結合され一体化している。この場合において樹脂材料は特に限定されず任意のものが使用可能であるが、例えば、前記配線基板における前記複数の樹脂絶縁層を構成している樹脂材料と同じものであってもよい。このような樹脂材料を選択することで、樹脂絶縁層との馴染みがよくなり、配線基板との間に好適な密着性を得ることができる。あるいは、前記樹脂材料は、前記基板主面と前記チップ部品との隙間を封止しているアンダーフィル材と同じものであってもよい。このような樹脂材料を選択することで、アンダーフィル材との馴染みがよくなり、アンダーフィル材との間に好適な密着性を得ることができる。また、スリット埋設専用の樹脂材料を用意しておく必要がないため、工程の煩雑化や低コスト化が達成しやすくなる。さらに、前記樹脂材料は、前記補強材を前記配線基板の前記基板主面側に接合している接着剤と同じものであってもよい。この場合においても同様にスリット埋設専用の樹脂材料を用意しておく必要がないため、工程の煩雑化や低コスト化が達成しやすくなる。

前記補強材、前記配線基板、前記樹脂材料の熱膨張係数は特に限定されず各々任意に設定可能であるが、例えば、前記補強材の熱膨張係数は前記配線基板の熱膨張係数よりも小さく、前記樹脂材料の熱膨張係数は前記配線基板の熱膨張係数よりも大きいことがよい。即ち、このような大小関係を設定しておくことで熱応力が緩和されやすくなるからである。

また、上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状の配線基板を準備する配線基板準備工程と、スリットを介して分割された複数の分割片からなり、前記スリットを樹脂材料で埋めることで前記複数の分割片同士が結合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈する補強材を準備する補強材準備工程と、前記補強材を前記配線基板の前記基板主面側に接合する補強材接合工程とを含むことを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法がある。

また、上記課題を解決するための別の手段（手段３）としては、基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状の配線基板を準備する配線基板準備工程と、スリットを介して分割された複数の分割片からなり、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈する補強材を準備する補強材準備工程と、前記補強材を前記配線基板の前記基板主面側に接合する補強材接合工程と、前記スリットを樹脂材料で埋めることで前記複数の分割片同士を結合するスリット樹脂埋め工程とを含むことを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法がある。

上記手段３の製造方法においては、樹脂系の接着剤を用いて前記補強材を前記配線基板の前記基板主面側に接合するとともに、前記接着剤の一部を前記樹脂材料として前記スリットを埋めることで前記複数の分割片同士を結合することにより、補強材接合工程とスリット樹脂埋め工程とを同時に行うようにしてもよい。また、前記基板主面上に前記チップ部品を実装する実装工程をさらに含み、前記スリット樹脂埋め工程は、前記実装工程後において前記基板主面と前記チップ部品との隙間をアンダーフィル材で封止するとともに、その際に前記スリットを前記アンダーフィル材で埋めることで前記複数の分割片同士を結合することとしてもよい。

第１実施形態のスティフナ付き配線基板を示す平面図。 図１のＡ−Ａ線における概略断面図。 第１実施形態のスティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 第２実施形態のスティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 上記スティフナ付き配線基板の製造方法を説明するための概略断面図。 第３実施形態のスティフナ付き配線基板及びその製造方法を説明するための平面図。 図１７のＢ−Ｂ線における概略断面図。 第４実施形態のスティフナ付き配線基板及びその製造方法を説明するための平面図。 図１９のＣ−Ｃ線における概略断面図。 別の実施形態のスティフナ付き配線基板を示す概略平面図。 別の実施形態のスティフナ付き配線基板を示す概略平面図。 別の実施形態のスティフナ付き配線基板を示す概略平面図。 別の実施形態のスティフナ付き配線基板を示す概略平面図。 別の実施形態のスティフナ付き配線基板を示す部分概略断面図。 従来のスティフナ付き配線基板を示す斜視図。 従来のスティフナ付き配線基板を示す平面図。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の補強材付き配線基板を具体化した第１の実施の形態を図１〜図１３に基づき詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、本実施の形態の半導体パッケージ１０は、スティフナ付き配線基板１１（補強材付き配線基板）と、ＩＣチップ２１（チップ部品）とからなるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）である。なお、半導体パッケージ１０の形態は、ＢＧＡのみに限定されず、例えばＰＧＡ（ピングリッドアレイ）やＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）等であってもよい。ＩＣチップ２１は、縦１５．０ｍｍ×横１５．０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの矩形平板状であって、熱膨張係数が４．２ｐｐｍ／℃のシリコンからなる。

スティフナ付き配線基板１１は、配線基板４０と、補強材である配線基板用スティフナ（以下「スティフナ」という）３１とを備えている。本実施の形態の配線基板４０は、基板主面４１及び基板裏面４２を有し、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚さ０．４ｍｍの平面視略矩形状に形成されている。また、配線基板４０は、コア基板を含まずに形成された、いわゆるコアレス配線基板であって、エポキシ樹脂からなる４層の樹脂絶縁層４３，４４，４５，４６と銅からなる導体層５１とを交互に積層した構造を有する。本実施の形態の配線基板４０において、樹脂絶縁層４３〜４６の熱膨張係数は約３０ｐｐｍ／℃となっており、導体層５１の熱膨張係数は約１７ｐｐｍ／℃となっている。なお、熱膨張係数は、０℃〜ガラス転移温度（Ｔｇ）間の測定値の平均値をいう。

図２に示されるように、配線基板４０の基板主面４１上（第４層の樹脂絶縁層４６の表面上）には、端子パッド５２（主面側接続端子）がアレイ状に配置されている。さらに、端子パッド５２の表面上には、複数の主面側はんだバンプ５４が配設されている。各主面側はんだバンプ５４は、前記ＩＣチップ２１の面接続端子２２に電気的に接続されている。即ち、ＩＣチップ２１は、配線基板４０の基板主面４１側に搭載されている。なお、各端子パッド５２及び各主面側はんだバンプ５４が形成されている領域は、ＩＣチップ２１を搭載可能なＩＣチップ搭載領域２３である。

一方、配線基板４０の基板裏面４２上（第１層の樹脂絶縁層４３の下面上）には、ＢＧＡ用パッド５３（裏面側接続端子）がアレイ状に配設されている。また、各ＢＧＡ用パッド５３の表面上には、マザーボード接続用の複数の裏面側はんだバンプ５５が配設されており、各裏面側はんだバンプ５５により、配線基板４０は図示しないマザーボード（母基板）上に実装される。

各樹脂絶縁層４３〜４６には、それぞれビア穴５６及びビア導体５７が設けられている。各ビア穴５６は、円錐台形状をなし、各樹脂絶縁層４３〜４６に対してＹＡＧレーザまたは炭酸ガスレーザを用いた穴あけ加工を施すことで形成される。各ビア導体５７は、基板裏面４２側（図２では下方向）に行くに従って拡径した導体であって、各導体層５１、前記端子パッド５２及びＢＧＡ用パッド５３を相互に電気的に接続している。

図１及び図２に示されるように、本実施形態のスティフナ３１は、例えば、縦５０．０ｍｍ×横５０．０ｍｍ×厚さ２．０ｍｍの矩形枠状の部材であり、４つの分割片３６からなる。各分割片３６は、枠内面３７から枠外面３８にわたって放射状にかつ直線的に延びるスリット３９を介して、互いに完全に分割されている。本実施形態の各分割片３６は、全て同一形状、同一サイズの部材となっている。なお、スリット３９はスティフナ３１における４箇所に配置されているとともに、それらはスティフナ３１の各辺に対して斜めに交わるような位置関係となっている。

なお、スティフナ３１における各分割片３６は、金属材料（例えば、銅）を用いて配線基板４０よりも厚く形成されている。従って、スティフナ３１（分割片３６）は、配線基板４０よりも剛性が高くなっている。さらに、スティフナ３１の熱膨張係数は、約１７ｐｐｍ／℃であり、配線基板４０を構成する樹脂絶縁層４３〜４６の熱膨張係数（約３０ｐｐｍ／℃）よりも小さい値となっている。

スティフナ３１は、配線基板４０に接合される接合面３２と、接合面３２の反対側に位置する非接合面３３とを有している。接合面３２は、基板主面４１の外周部（即ち、基板主面４１において前記ＩＣチップ搭載領域２３を除く領域）に面接触可能となっている。

また、スティフナ３１には、接合面３２の中央部及び非接合面３３の中央部にて開口する平面視で矩形状の開口部３５が貫通形成されている。開口部３５は、端子パッド５２及び前記主面側はんだバンプ５４を露出させるようになっている。具体的に言うと、開口部３５は、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍで、四隅に半径１．５ｍｍのアールを有する断面略正方形状の孔である。

図１及び図２に示されるように、スティフナ３１を構成する各分割片３６間のスリット３９は硬化した樹脂材料Ｒ１で埋められており、その硬化した樹脂材料Ｒ１によって分割片３６同士が互いに結合され、物理的に一体化している。ここでは樹脂材料Ｒ１としてスリット埋設専用のエポキシ系樹脂が使用されている。なお、この樹脂の熱膨張係数は配線基板４０を構成する樹脂絶縁層４３〜４６の熱膨張係数（約３０ｐｐｍ／℃）よりも大きく、約４０ｐｐｍ／℃となっている。

そして図２に示されるように、スティフナ３１を構成する各分割片３６の接合面３２は、基板主面４１の外周部に対して接着剤３０（例えば、エポキシ系接着剤）を介して面接合（接合固定）されている。このようにスティフナ付き配線基板１１を構成すれば、スティフナ３１により配線基板１１に高い剛性が付与される。

次に、スティフナ付き配線基板１１の製造方法について説明する。
まず配線基板作製工程を行って、所定構造の配線基板４０をあらかじめ準備しておく。

図３に示されるように、ガラスエポキシ基板などの十分な強度を有する支持基板７０を準備する。次に、支持基板７０上に、エポキシ樹脂からなるシート状の絶縁樹脂基材を貼り付けて下地樹脂絶縁層７１を形成することにより、支持基板７０及び下地樹脂絶縁層７１からなる基材６９を得る。そして、図４に示されるように、基材６９の片面（具体的には下地樹脂絶縁層７１の上面）に、積層金属シート体７２を配置する。ここで、下地樹脂絶縁層７１上に積層金属シート体７２を配置することにより、以降の製造工程で積層金属シート体７２が下地樹脂絶縁層７１から剥がれない程度の密着性が確保される。積層金属シート体７２は、２枚の銅箔７３，７４を剥離可能な状態で密着させてなる。具体的には、金属めっき（例えば、クロムめっき）を介して各銅箔７３，７４を積層することで積層金属シート体７２が形成されている。

その後、図５に示されるように、積層金属シート体７２を包むようにシート状の絶縁樹脂基材７５を配置し、真空圧着熱プレス機（図示略）を用いて真空下にて加圧加熱することにより、絶縁樹脂基材７５を硬化させて第４層の樹脂絶縁層４６を形成する。ここで、樹脂絶縁層４６は、積層金属シート体７２と密着するとともに、その積層金属シート体７２の周囲領域において下地樹脂絶縁層７１と密着することで、積層金属シート体７２を封止する。

そして、図６に示されるように、レーザ加工を施すことによって樹脂絶縁層４６の所定の位置にビア穴５６を形成し、次いで各ビア穴５６内のスミアを除去するデスミア処理を行う。その後、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことで、各ビア穴５６内にビア導体５７を形成する。さらに、従来公知の手法（例えばセミアディティブ法）によってエッチングを行うことで、樹脂絶縁層４６上に導体層５１をパターン形成する（図７参照）。

また、第１層〜第３層の樹脂絶縁層４３〜４５及び導体層５１についても、上述した第４層の樹脂絶縁層４６及び導体層５１と同様の手法によって形成し、樹脂絶縁層４６上に積層していく。以上の工程によって、基材６９上に積層金属シート体７２、樹脂絶縁層４３〜４６及び導体層５１を積層した積層体８０を形成する（図８参照）。なお図８に示されるように、積層体８０において積層金属シート体７２上に位置する領域が、配線基板４０となるべき配線積層部８１となる。

この積層体８０をダイシング装置（図示略）により切断し、積層体８０における配線積層部８１の周囲領域を除去する。この際、図８に示すように、配線積層部８１とその周囲部８２との境界（図８では矢印で示す境界）において、配線積層部８１の下方にある基材６９（支持基板７０及び下地樹脂絶縁層７１）ごと切断する。この切断によって、樹脂絶縁層４６にて封止されていた積層金属シート体７２の外縁部が露出した状態となる。つまり、周囲部８２の除去によって、下地樹脂絶縁層７１と樹脂絶縁層４６との密着部分が失われる。この結果、配線積層部８１と基材６９とは積層金属シート体７２のみを介して連結した状態となる。

ここで、図９に示されるように、積層金属シート体７２における２枚の銅箔７３，７４の界面にて剥離して、配線積層部８１を基材６９から分離する。そして、図１０に示されるように、配線積層部８１（樹脂絶縁層４６）の下面上にある銅箔７３に対してエッチングによるパターニングを行うことにより、最表層の樹脂絶縁層４６上に端子パッド５２を形成する。

続くはんだバンプ形成工程では、最表層の樹脂絶縁層４６上に形成された複数の端子パッド５２上に、ＩＣチップ接続用の主面側はんだバンプ５４を形成する（図１１参照）。具体的には、図示しないはんだボール搭載装置を用いて各端子パッド５２上にはんだボールを配置した後、はんだボールを所定の温度に加熱してリフローすることにより、各端子パッド５２上に主面側はんだバンプ５４を形成する。同様に、樹脂絶縁層４３上に形成された複数のＢＧＡ用パッド５３上に、裏面側はんだバンプ５５を形成する。

また、補強材準備工程を行って、所定構造のスティフナ３１をあらかじめ準備しておく。具体的には以下のような手順による。まず、同一形状、同一サイズを有する４個の分割片３６を用意し、同じ幅のスリット３９が生じるように各分割片３６を二次元的に配置する。この場合、各分割片３６を位置決め用の金型内に配置してもよい。この状態で各スリット３９に未硬化の樹脂材料Ｒ１を充填し、その後において熱や紫外線等によりその樹脂材料Ｒ１を硬化させる。その結果、４個の分割片３６を互いに結合し、これらが一体化してなる矩形枠状のスティフナ３１とする。ここでは、樹脂材料Ｒ１をスリット３９の深さ分だけ充填してもよい（即ち完全に充填してもよい）が、不完全であってもよい。

次いで、補強材接合工程を行い、先に作製したスティフナ３１を配線基板４０の基板主面４１に接合する。具体的には、スティフナ３１の接合面３２に接着剤３０を塗布した後、その接合面３２を基板主面４１に接触するよう配置する（図１２、図１３参照）。この状態で、例えば１５０℃程度で加熱処理（キュア）を行って接着剤３０を硬化させれば、加熱処理後に接着剤３０が室温まで冷却されるとともに、スティフナ３１が基板主面４１に対して接着剤３０を介して接合固定される。

その後、配線基板４０のＩＣチップ搭載領域２３にＩＣチップ２１を載置する。このとき、ＩＣチップ２１側の面接続端子２２と、配線基板４０側の主面側はんだバンプ５４とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各主面側はんだバンプ５４をリフローすることにより、面接続端子２２と主面側はんだバンプ５４とが接合され、配線基板４０にＩＣチップ２１が搭載される（図１参照）。この後、さらにアンダーフィル材２５を用いて基板主面４１とＩＣチップ２１との隙間を封止することで、スティフナ付き配線基板１１とＩＣチップ２１とからなる半導体パッケージ１０が完成する。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態のスティフナ付き配線基板１１において、スティフナ３１はスリット３９を介して分割された４個の分割片３６からなる。そして、これらのスリット３９を埋める樹脂材料Ｒ１によって、各分割片３６同士が互いに結合されている。ゆえに、スティフナ３１と配線基板４０との間に熱膨張係数差があったとしても、その熱膨張係数差に起因してスティフナ３１に加わる熱応力が、スリット３９の存在により確実に緩和される。その結果、スティフナ付き配線基板１１の反りが防止される。また、配線基板４０においてスリット３９に対応した部分は本来強度が弱くて曲がりやすいが、スリット３９を埋める樹脂材料Ｒ１によって４個の分割片３６同士が結合されているため、当該部分が補強される。よって、スティフナ３１接合後の平坦性を保持することができる。

（２）本実施形態では、あらかじめスリット３９を埋めて各分割片３６を連結、一体化したスティフナ３１を準備しておき、そのスティフナ３１を配線基板４０に接合するという手順を採用して、スティフナ付き配線基板１１を製造している。そして、このような製造方法によれば、各分割片３６の相対位置が保持されるため、位置ずれすることなくスティフナ３１を配線基板４１に接合することができる。よって、上記の優れたスティフナ付き配線基板１１を比較的簡単にかつ確実に製造することができる。

［第２の実施の形態］
以下、第２実施形態のスティフナ付き配線基板１１Ａ（補強材付き配線基板）及びその製造方法を図１４〜図１６に基づき詳細に説明する。

まず、第１実施形態と同様に配線基板作製工程を行って、所定構造の配線基板４０をあらかじめ準備しておく。また、補強材準備工程を行って、所定構造のスティフナ３１をあらかじめ準備するものの、その際にスリット３９の樹脂埋めは行わないでおく（図１４参照）。なお、スティフナ３１の接合面３２上にはあらかじめ接着剤３０を塗布しておく。次いで、補強材接合工程を行い、スティフナ３１を配線基板４０の基板主面４１に対して接着剤３０により接合固定する（図１５参照）。さらに、この状態で各スリット３９を埋めるように未硬化の樹脂材料Ｒ１を充填し、その後において熱や紫外線等によりその樹脂材料Ｒ１を硬化させる。その結果、４個の分割片３６を互いに結合、一体化する（図１６参照）。そして、ＩＣチップ２１の実装、リフロー及びアンダーフィル材２５による界面封止等を経ることにより、スティフナ付き配線基板１１ＡとＩＣチップ２１とからなる半導体パッケージ１０Ａを完成させる。

そして、本実施形態の製造方法であっても、スティフナ３１に加わる応力を確実に緩和して配線基板４０の反りを防止できる上記の優れたスティフナ付き配線基板１１Ａを比較的簡単にかつ確実に製造することができる。

［第３の実施の形態］
以下、第３実施形態のスティフナ付き配線基板１１Ｂ（補強材付き配線基板）及びその製造方法を図１７〜図１８に基づき詳細に説明する。

本実施形態では、スリット３９が樹脂材料Ｒ１で埋められているものの、その材料が第１実施形態のものとは異なっている。具体的にいうと、ここではアンダーフィル材２５でスリット３９を埋めることにより、各分割片３６が互いに連結、一体化されている。このような構造のスティフナ付き配線基板１１Ｂは以下のような手順で作製される。

まず、第１実施形態と同様に配線基板作製工程を行って、所定構造の配線基板４０をあらかじめ準備しておく。また、補強材準備工程を行って、所定構造のスティフナ３１をあらかじめ準備するものの、その際にスリット３９の樹脂埋めは行わないでおく。なお、スティフナ３１の接合面３２上にはあらかじめ接着剤３０を塗布しておく。次いで、補強材接合工程を行い、スティフナ３１を配線基板４０の基板主面４１に対して接着剤３０により接合固定する。次に、ＩＣチップ２１を載置してリフローを行うことによりＩＣチップ２１を実装した後、さらにアンダーフィル材２５を用いて基板主面４１とＩＣチップ２１との隙間を封止する。そしてその際に、スリット３９についてもアンダーフィル材２５で埋めることで４個の分割片３６同士を結合し、一体化させるようにする（スリット樹脂埋め工程）。即ち、スリット３９を埋める樹脂材料Ｒ１としてアンダーフィル材２５の一部を流用する。その結果、スティフナ付き配線基板１１ＢとＩＣチップ２１とからなる半導体パッケージ１０Ｂが完成するようになっている。

そして、本実施形態の製造方法であっても、スティフナ３１に加わる応力を確実に緩和して配線基板４０の反りを防止できる上記の優れたスティフナ付き配線基板１１Ｂを比較的簡単にかつ確実に製造することができる。また、この製造方法によれば、スリット３９を埋める樹脂材料Ｒ１としてアンダーフィル材２５を選択しているため、当該樹脂材料Ｒ１とＩＣチップ２１を封止しているアンダーフィル材２５との馴染みがよくなり、当該樹脂材料Ｒ１とアンダーフィル材２５との間に好適な密着性を得ることができる。また、スリット埋設専用の樹脂材料Ｒ１を別に用意しておく必要がないため、工程の煩雑化や低コスト化が達成しやすくなる。

［第４の実施の形態］
以下、第４実施形態のスティフナ付き配線基板１１Ｃ（補強材付き配線基板）及びその製造方法を図１９〜図２０に基づき詳細に説明する。

本実施形態では、スリット３９が樹脂材料Ｒ１で埋められているものの、その材料が第１実施形態のものとは異なっている。具体的にいうと、ここではスティフナ３１を配線基板４１の基板主面４２側に接合している接着剤３０と同じものを使用し、この接着剤３０でスリット３９を埋めることにより、各分割片３６が互いに連結、一体化されている。このような構造のスティフナ付き配線基板１１Ｃ以下のような手順で作製される。

まず、第１実施形態と同様に配線基板作製工程を行って、所定構造の配線基板４０をあらかじめ準備しておく。また、補強材準備工程を行って、所定構造のスティフナ３１をあらかじめ準備するものの、その際にスリット３１の樹脂埋めは行わないでおく。なお、スティフナ３１の接合面３２上にはあらかじめ接着剤３０を塗布しておく。次いで、補強材接合工程を行い、スティフナ３１を配線基板４０の基板主面４１に対して接着剤３０により接合固定する。さらに、スリット樹脂埋め工程を行って、スリット３９にも接着剤３０を埋めるようにして充填する。なお、補強材接合工程及びスリット樹脂埋め工程における接着剤３０の硬化処理は別々に行ってもよいが、同時に行ってもよい。次に、ＩＣチップ２１の載置、リフロー、アンダーフィル材２５による界面封止等を経ることで、スティフナ付き配線基板１１ＣとＩＣチップ２１とからなる半導体パッケージ１０Ｃが完成するようになっている。

そして、本実施形態の製造方法であっても、スティフナ３１に加わる応力を確実に緩和して配線基板４０の反りを防止できる上記の優れたスティフナ付き配線基板１１Ｃを比較的簡単にかつ確実に製造することができる。また、この製造方法によれば、スリット３９を埋める樹脂材料Ｒ１として接着剤３０を選択しているため、スリット埋設専用の樹脂材料Ｒ１を別に用意しておく必要がなく、工程の煩雑化や低コスト化が達成しやすくなる。

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
・上記第１実施形態等においては、直線的に延びるスリット３９を４箇所に有するスティフナ３１を例示したが、これに限定されることはなく、例えば以下のようなものとしてもよい。図２１に示す別の実施形態のスティフナ付き配線基板１１Ｄのスティフナ３１Ｄでは、直線的に延びるスリット３９を４箇所に有するものの、各スリット３９がコーナー部に配置されており、各分割片３６Ｄが台形状となっている。図２２に示す別の実施形態のスティフナ付き配線基板１１Ｅのスティフナ３１Ｅでは、直線的に延びるスリット３９を４箇所に有するものの、各スリット３９は各辺に対して直交する位置関係にあり、各分割片３６Ｅが略Ｌ字状となっている。図２３に示す別の実施形態のスティフナ付き配線基板１１Ｆのスティフナ３１Ｆでは、非直線状（より詳細にはクランク状）に形成されたスリット３９Ｆを４箇所に有したものとなっており、それゆえ各分割片３６Ｆも若干複雑な形状となっている。図２４に示す別の実施形態のスティフナ付き配線基板１１Ｇでは、直線的に延びるスリット３９を２箇所に有しており、各分割片３６Ｇが略Ｌ字形状となっている。

・図２５に示される別の実施形態のスティフナ付き配線基板１１Ｈのように構成してもよい。即ち、このスティフナ付き配線基板１１Ｈのスティフナ３１Ｈにおいては、非接合面３３側のスリット幅のほうが接合面３２側のスリット幅よりも大きくなるように設定されている。従って、スリット３９Ｈの断面形状は略Ｖ字状を呈している。このような構成であると、スティフナ３１Ｈの接合面３２の面積を十分に確保することができ、スティフナ３１Ｈを配線基板４０Ｈに確実に固定することができる。

・また、図２５に示す別の実施形態の場合、配線基板４０Ｈにおいてスリット３９Ｈが形成された箇所に対応する位置には、複数層にわたりプレーン状導体層５１Ａが配置されている。このような構成によると、配線基板４０Ｈにおいて剛性が低くなりやすい部分を、プレーン状導体層５１Ａによって補強することができる。

・上記実施形態においては、スリット埋設のための樹脂材料Ｒ１として、接着剤３０やアンダーフィル材２５等を使用したが、これに代えて例えば配線基板４０における複数の樹脂絶縁層４３〜４６を構成している樹脂材料（即ちエポキシ樹脂からなるビルドアップ材）と同じものを選択してもよい。このような選択によれば、スリット３９を埋める樹脂材料Ｒ１と樹脂絶縁層４３〜４６との馴染みがよくなり、配線基板４０との間に好適な密着性を得ることができる。

次に、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状の配線基板と、前記基板主面側に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈する補強材とを備える補強材付き配線基板であって、前記補強材はスリットを介して分割された複数の分割片からなり、前記スリットを埋める樹脂材料によって前記複数の分割片同士が結合され、前記補強材の熱膨張係数は前記配線基板の熱膨張係数よりも小さく、前記樹脂材料の熱膨張係数は前記配線基板の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする補強材付き配線基板。

（２）基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状の配線基板と、前記基板主面側に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈する補強材とを備える補強材付き配線基板であって、前記補強材はスリットを介して分割された複数の分割片からなり、前記スリットを埋める樹脂材料によって前記複数の分割片同士が結合され、前記樹脂材料は、前記補強材を前記配線基板の前記基板主面側に接合している接着剤と同じものであることを特徴とする補強材付き配線基板。

１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ…補強材付き配線基板としてのスティフナ付き配線基板
２１…チップ部品としてのＩＣチップ
２２…端子
３１，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈ…補強材としてのスティフナ
２５…アンダーフィル材
３２…接合面
３３…非接合面
３５…開口部
３６，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ…分割片
３７…枠内面
３８…枠外面
３９，３９Ｆ，３９Ｈ…スリット
４０，４０Ｈ…配線基板
４１…基板主面
４２…基板裏面
４３，４４，４５，４６…樹脂絶縁層
５１，５１ａ…導体層
５２…主面側接続端子
Ｒ１…樹脂材料

Claims (9)

1. 基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状の配線基板と、
   前記基板主面側に接合され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈する補強材と
   を備える補強材付き配線基板であって、
   前記補強材はスリットを介して分割された複数の分割片からなり、前記スリットを埋める樹脂材料によって前記複数の分割片同士が結合されていることを特徴とする補強材付き配線基板。
2. 前記スリットは枠内面から枠外面にわたって延びていることを特徴とする請求項１に記載の補強材付き配線基板。
3. 前記補強材は、前記配線基板に接合される接合面とその反対側に位置する非接合面とを有するとともに、前記非接合面側のスリット幅のほうが前記接合面側のスリット幅よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の補強材付き配線基板。
4. 前記樹脂材料は、前記配線基板における前記複数の樹脂絶縁層を構成している樹脂材料と同じものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板。
5. 前記樹脂材料は、前記基板主面と前記チップ部品との隙間を封止しているアンダーフィル材と同じものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補強材付き配線基板。
6. 基板主面及び基板裏面を有し、コア基板を含まずに複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状の配線基板を準備する配線基板準備工程と、
   スリットを介して分割された複数の分割片からなり、前記スリットを樹脂材料で埋めることで前記複数の分割片同士が接続され、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈する補強材を準備する補強材準備工程と、
   前記補強材を前記配線基板の前記基板主面側に接合する補強材接合工程と
   を含むことを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。
7. 基板主面及び基板裏面を有し、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を積層してなる構造を有し、チップ部品の端子を面接続するための複数の主面側接続端子が前記基板主面上に配設された矩形板状の配線基板を準備する配線基板準備工程と、
   スリットを介して分割された複数の分割片からなり、前記複数の主面側接続端子を露出させる開口部が貫通形成され、平面視形状が全体として矩形枠状を呈する補強材を準備する補強材準備工程と、
   前記補強材を前記配線基板の前記基板主面側に接合する補強材接合工程と、
   前記スリットを樹脂材料で埋めることで前記複数の分割片同士を接続するスリット樹脂埋め工程と
   を含むことを特徴とする補強材付き配線基板の製造方法。
8. 樹脂系の接着剤を用いて前記補強材を前記配線基板の前記基板主面側に接合するとともに、前記接着剤の一部を前記樹脂材料として、前記スリットを埋めることで前記複数の分割片同士を接続することにより補強材接合工程とスリット樹脂埋め工程とを同時に行うこと
   を特徴とする請求項７に記載の補強材付き配線基板の製造方法。
9. 前記基板主面上に前記チップ部品を実装する実装工程をさらに含み、
   前記スリット樹脂埋め工程は、
   前記実装工程後において前記基板主面と前記チップ部品との隙間をアンダーフィル材で封止するとともに、その際に前記スリットを前記アンダーフィル材で埋めることで前記複数の分割片同士を接続する
   ことを特徴とする請求項７に記載の補強材付き配線基板の製造方法。

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