JP6764666B2 - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
従来、半導体チップを含む半導体装置において、高密度化や小型化が求められている。このような半導体装置には、半導体チップが埋め込まれた基板、いわゆるチップ内蔵型の配線基板が用いられる（例えば、特許文献１参照）。チップ内蔵型の配線基板を積層することで、高密度化されている。
特開２００６−２１０８７０号公報
ところで、半導体チップ等の電子部品を搭載した半導体装置では、薄型化が望まれている。
本発明の一観点によれば、部品用パッドと接続用パッドとが上面に形成された配線基板と、前記部品用パッドに接続された電子部品と、前記接続用パッドに接続され導電性を有する接続部材と、前記配線基板の上面を覆い、前記電子部品と前記接続部材とを封止する封止樹脂と、前記封止樹脂に埋設されて前記接続部材とはんだを用いて電気的に接続された第１のパッド部と、外部装置接続面を有し前記外部装置接続面が前記封止樹脂の上面より上方に位置するように形成された第２のパッド部と、を有する配線部と、前記封止樹脂に埋設された板状のベース部と、上面が前記封止樹脂の上面より上方に位置するように形成された放熱部と、を有する補強板と、を有し、前記第１のパッド部と前記第２のパッド部は同一金属からなり一体的に形成され、前記ベース部と前記放熱部は同一金属からなり一体的に形成され、前記放熱部は、前記封止樹脂の上面の上まで延出して形成され、前記第１のパッド部及び前記ベース部の側面は、前記封止樹脂の上面に向けて広がるように形成されるとともに、湾曲した曲面であり、前記第１のパッド部は、前記接続部材と接触する部分を除く部分に酸化皮膜が形成されており、前記酸化皮膜は、前記第１のパッド部を構成する金属よりもはんだの濡れ性が悪い。
本発明の一観点によれば、薄型化することができるという効果を奏する。
（ａ）は半導体装置の概略断面図、（ｂ）は半導体装置の一部断面図。 半導体装置の概略平面図。 （ａ）（ｂ）は、補強板の作用を示す断面図。 （ａ）は半導体装置の積層状態を示す概略断面図、（ｂ）は一部断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、半導体装置の製造方法を示す一部断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、半導体装置の製造方法を示す一部断面図。 （ａ）〜（ｇ）は、半導体装置の製造方法を示す一部断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、半導体装置の製造方法を示す一部断面図。 （ａ），（ｂ）は、半導体装置の製造方法を示す一部断面図。 （ａ）〜（ｅ）は、配線部の製造方法を示す斜視図。 （ａ）〜（ｃ）は、変形例の配線部の接続を示す断面図。 （ａ）〜（ｄ）は、変形例の半導体装置を示す一部断面図。 別の半導体装置を示す斜視図。 （ａ）は別の半導体装置を示す斜視図、（ｂ）は一部断面図。 変形例の半導体装置を示す一部断面図。
以下、添付図面を参照して各実施形態を説明する。
なお、添付図面は、便宜上、特徴を分かりやすくするために特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。
図１（ａ）に示すように、半導体装置１は、配線基板１０と、半導体チップ２０と、接続部材３０と、封止樹脂４０と、配線部５０，６０と、補強板７０と、バンプ８０とを有している。
半導体チップ２０と接続部材３０は、配線基板１０の上面に実装されている。バンプ８０は配線基板１０の下面に形成されている。半導体チップ２０と接続部材３０は、封止樹脂４０にて封止されている。封止樹脂４０の上面４０ａには、配線部５０，６０と補強板７０が配設されている。配線部５０，６０は、接続部材３０を介して配線基板１０と電気的に接続されている。
配線基板１０は、絶縁層１１と、配線層１２と、絶縁層１３と、配線層１４と、絶縁層１５と、配線層１６と、保護絶縁層１７と、ソルダレジスト層１８とを有している。
配線基板１０において、絶縁層１１の材料としては、例えば、補強材であるガラスクロス（ガラス織布）にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性の絶縁性樹脂を含浸させ硬化させた、いわゆるガラスエポキシ樹脂を用いることができる。補強材としてはガラスクロスに限らず、例えば、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布、液晶ポリマ（ＬＣＰ：Liquid Crystal Polymer）織布やＬＣＰ不織布を用いることができる。熱硬化性の絶縁性樹脂としてはエポキシ樹脂に限らず、例えば、ポリイミド樹脂やシアネート樹脂などの樹脂材を用いることができる。
絶縁層１１の上面側には、配線層１２、絶縁層１３、配線層１４、絶縁層１５が積層され、絶縁層１１の下面側には配線層１６が積層されている。配線層１２は、絶縁層１１の上面に積層されている。絶縁層１３は、配線層１２を覆うように絶縁層１１の上面側に積層されている。配線層１４は、絶縁層１３の上面に積層されている。配線層１４は、絶縁層１３を厚さ方向に貫通するビア配線と、そのビア配線を介して配線層１２と電気的に接続され、絶縁層１３の上面に積層された配線パターンとを有している。絶縁層１５は、絶縁層１３の上面に積層されている。絶縁層１５は、配線層１４の横方向に形成され、配線層１４は絶縁層１５により埋め込まれている。配線層１６は、絶縁層１１を厚さ方向に貫通するビア配線と、そのビア配線を介して配線層１２と電気的に接続され、絶縁層１１の下面に積層された配線パターンとを有している。
絶縁層１３，１５の材料としては、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれら樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。配線層１２，１４，１６の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）や銅合金を用いることができる。
保護絶縁層１７は、配線層１４の一部と絶縁層１５を被覆するように積層されている。保護絶縁層１７には、配線層１４の上面の一部を部品用パッドＰ１として露出する開口部１７ａと、配線層１４の上面の一部を接続用パッドＰ２として露出する開口部１７ｂとが形成されている。つまり、配線基板１０は、上面に形成された部品用パッドＰ１と接続用パッドＰ２とを有している。ソルダレジスト層１８は、配線層１６の一部と絶縁層１１を被覆するように積層されている。ソルダレジスト層１８には、配線層１６の下面の一部を外部接続パッドＰ３として露出する開口部１８ａが形成されている。
保護絶縁層１７の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。保護絶縁層１７の開口部１７ａ，１７ｂの開口径は、それぞれのパッドに接続される部材に応じて設定される。ソルダレジスト層１８の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。ソルダレジスト層１８の開口部１８ａの開口径は、パッドに接続される部材に応じて設定される。
なお、必要に応じて、開口部１７ａ，１７ｂから露出する配線層１４の表面に表面処理層を形成してもよい。表面処理層の例としては、金（Ａｕ）層、ニッケル（Ｎｉ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ層／パラジウム（Ｐｄ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）などを挙げることができる。これらＡｕ層、Ｎｉ層、Ｐｄ層としては、例えば、無電解めっき法により形成された金属層（無電解めっき金属層）を用いることができる。また、Ａｕ層はＡｕ又はＡｕ合金からなる金属層、Ｎｉ層はＮｉ又はＮｉ合金からなる金属層、Ｐｄ層はＰｄ又はＰｄ合金からなる金属層である。また、配線層１４の上面に、ＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）処理などの酸化防止処理を施して表面処理層を形成するようにしてもよい。例えば、ＯＳＰ処理を施した場合には、配線層１４（部品用パッドＰ１、接続用パッドＰ２）の表面に、アゾール化合物やイミダゾール化合物等の有機被膜による表面処理層が形成される。なお、開口部１７ａ，１７ｂから露出する配線層１４（又は、配線層１４上に表面処理層が形成されている場合には、その表面処理層）自体を、外部接続端子としてもよい。開口部１８ａから露出する配線層１６についても同様に表面処理層を形成してもよい。
部品用パッドＰ１には半導体チップ２０が実装されている。半導体チップ２０は、フェイスダウン状態で（回路形成面を配線基板１０の上面に向けて）フリップチップ実装されている。半導体チップ２０は、半導体集積回路を備えたチップ本体２１と、接続端子である突起電極（バンプ）２２とを有している。突起電極２２は、接合部材２３によって部品用パッドＰ１と電気的に接続されている。突起電極２２としては、例えば、金バンプや銅ポスト等を用いることができる。接合部材２３としては、例えば、鉛（Ｐｂ）を含む合金、スズ（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）の合金、ＳｎとＳｂの合金、Ｓｎと銀（Ａｇ）の合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等のはんだ材料を用いることができる。
半導体チップ２０としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）チップやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）チップなどのロジックチップを用いることができる。また、半導体チップ２０としては、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）チップ、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）チップやフラッシュメモリチップなどのメモリチップを用いることができる。なお、配線基板１０に複数の半導体チップを搭載する場合には、ロジックチップとメモリチップとが組み合わせられてもよい。
なお、半導体チップ２０は、配線基板に実装される電子部品の一例である。電子部品としては、キャパシタ、インダクタ、抵抗等の受動素子を用いることができる。また、電子部品として、半導体チップを含む半導体パッケージ（例えば、ＣＳＰ：chip size package）を用いてもよい。また、これらが組み合わされて配線基板１０に実装されてもよい。
半導体チップ２０と配線基板１０との間にはアンダーフィル樹脂２４が充填されている。このアンダーフィル樹脂２４は、半導体チップ２０の各側面にも延在している。つまり、半導体チップ２０の回路形成面及び側面はアンダーフィル樹脂２４により連続的に被覆され、半導体チップ２０の上面（回路形成面の反対側の面）は、アンダーフィル樹脂２４から露出している。アンダーフィル樹脂２４の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。
接続用パッドＰ２には接続部材３０が接続されている。接続部材３０としては、例えば、コア付きのはんだボールが用いられる。接続部材３０は、略球状のコア３１と、コア３１の外周面を被覆する導電材料３２を有している。接続部材３０は、コア３１が接続用パッドＰ２と接するように配置されている。
コア３１としては、例えば、銅等の金属からなる金属コアを用いることができる。コア３１の材料としては、例えば金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等を用いることができる。なお、コア３１として樹脂からなる樹脂コア等を用いることができる。導電材料３２としては、例えば、鉛（Ｐｂ）を含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＳｂの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等のはんだ材料を用いることができる。コア３１の直径は、半導体チップ２０の高さ（厚さ）を考慮して決定することができる。
なお、図１（ａ）では、接続部材３０は簡略化して図示されているが、複数列の接続部材３０が、例えば、ペリフェラル状に配置されている。配線基板１０が平面視において矩形状である場合に、配線基板１０の周縁に接続部材３０が、例えば、ペリフェラル状に設けられる。
封止樹脂４０は、半導体チップ２０、アンダーフィル樹脂２４、及び接続部材３０を封止するように形成されている。封止樹脂４０の材料としては、例えば、フィラーを含有した熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を用いることができる。
配線部５０，６０は、封止樹脂４０の上面４０ａに配設されている。
図１（ｂ）に示すように、配線部５０は、下側パッド部５１と、上側パッド部５２とを有している。下側パッド部５１と上側パッド部５２とは、一体に形成されている。配線部５０の材料としては、例えば、銅又は銅合金を用いることができる。
下側パッド部５１は、封止樹脂４０に埋設されている。下側パッド部５１は、接続部材３０に接続されている。下側パッド部５１の下面には、接続部材３０が接しており、下側パッド部５１の下面５１ａは接続部材３０に接続されている。したがって、配線部５０は、接続部材３０を介して、図１（ａ）に示す配線基板１０の接続用パッドＰ２と電気的に接続されている。そして、下側パッド部５１の側面５１ｂは、封止樹脂４０に接している。
上側パッド部５２は、封止樹脂４０の上面４０ａから突出するように形成されている。したがって、上側パッド部５２の上面５２ａは、封止樹脂４０の上面４０ａより上方の位置に形成されている。上側パッド部５２の上面５２ａには、表面処理層５５が形成されている。表面処理層５５は、例えば金（Ａｕ）層である。なお、Ａｕ層は、Ａｕ又はＡｕ合金からなる金属層である。なお、表面処理層５５として、ニッケル（Ｎｉ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ層／パラジウム（Ｐｄ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）を用いることができる。なお、Ｎｉ層はＮｉ又はＮｉ合金からなる金属層、Ｐｄ層はＰｄ又はＰｄ合金からなる金属層である。
下側パッド部５１の側面５１ｂは、封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように湾曲した曲面状に形成されている。詳述すると、下側パッド部５１は、平面視における断面が、下側パッド部５１の下面５１ａから封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように形成されている。さらに、下側パッド部５１の側面５１ｂは、下端部から封止樹脂４０の上面４０ａにかけて、下側パッド部５１の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。
同様に、上側パッド部５２の側面５２ｂは、封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように湾曲した曲面状に形成されている。詳述すると、上側パッド部５２は、平面視における断面が、上側パッド部５２の上面５２ａから封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように形成されている。さらに、上側パッド部５２の側面５２ｂは、上端部から封止樹脂４０の上面４０ａにかけて、上側パッド部５２の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。
配線部６０は、下側パッド部６１と、上側パッド部６２と、接続部６３とを有している。下側パッド部６１と上側パッド部６２と接続部６３とは一体に形成されている。配線部６０の材料としては、例えば、銅又は銅合金を用いることができる。
下側パッド部６１は、配線部５０の下側パッド部５１と同様に配設されている。つまり、下側パッド部６１は、封止樹脂４０に埋設されている。下側パッド部６１は、接続部材３０に接続され、その接続部材３０を介して、図１（ａ）に示す配線基板１０の接続用パッドＰ２と電気的に接続されている。
上側パッド部６２は、配線部５０の上側パッド部５２と同様に形成されている。つまり、封止樹脂４０の上面４０ａから突出するように形成されている。したがって、上側パッド部６２の上面６２ａは、封止樹脂４０の上面４０ａより上方の位置に形成されている。上側パッド部６２の上面６２ａには、表面処理層６５が形成されている。
この配線部６０において、下側パッド部６１と上側パッド部６２は、平面視においてずれた位置に形成されている。下側パッド部６１は、配線基板１０の接続用パッドＰ２の位置に応じた位置に形成されている。そして、上側パッド部６２は、この半導体装置１の上に実装される他の半導体装置のパッドに応じた位置に形成されている。接続部６３は、このように形成された上側パッド部６２と下側パッド部６１とを電気的に接続する配線として形成される。本実施形態において、接続部６３は、下側パッド部６１と同様に、封止樹脂４０に埋設されている。なお、接続部６３は、上側パッド部６２と下側パッド部６１とを電気的に接続すればよく、その一部又は全てが封止樹脂４０の上面４０ａから突出するように形成されてもよい。
なお、上記した配線部６０は、配線基板１０の接続用パッドＰ２の位置と他の半導体装置のパッドの位置とが一致している場合である。この場合、下側パッド部６１と上側パッド部６２の一部が接続部として機能している。
下側パッド部６１の側面６１ｂは、封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように湾曲した曲面状に形成されている。詳述すると、下側パッド部６１は、平面視における断面が、下側パッド部６１の下面６１ａから封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように形成されている。さらに、下側パッド部６１の側面６１ｂは、下端部から封止樹脂４０の上面４０ａにかけて、下側パッド部６１の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。
同様に、上側パッド部６２の側面６２ｂは、封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように湾曲した曲面状に形成されている。詳述すると、上側パッド部６２は、平面視における断面が、上側パッド部６２の上面６２ａから封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように形成されている。さらに、上側パッド部６２の側面６２ｂは、上端部から封止樹脂４０の上面４０ａにかけて、上側パッド部６２の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。なお、上側パッド部６２の側面のうち、下側パッド部６１の上面６１ｃに連続する側面の場合、上側パッド部６２は、その上面６１ｃにかけて上側パッド部６２の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。
配線部５０，６０において、下側パッド部５１，６１の側面５１ｂ，６１ｂには、酸化銅の膜が形成されている。酸化銅の膜は、はんだの濡れ性が良くない。つまり、配線部５０，６０の表面において、はんだの濡れ性を低下させる皮膜が形成されている。このような皮膜は、はんだの広がりを阻害する。なお、配線部６０において、接続部６３の側面及び下面も同様に酸化銅などの皮膜が形成されている。また、配線部６０において、下側パッド部６１の上面６１ｃに同様の皮膜が形成されていてもよい。
なお、配線部５０，６０において、接続部材３０と接触する部分には酸化皮膜が形成されていない。このため、配線部５０，６０の下側パッド部５１，６１の下面５１ａ，６１ａは、はんだの濡れ性が良く、接続部材３０が好適に接続される。なお、後述するフラックスの作用により、接続部材３０と接触する部分の酸化皮膜を除去してもよい。また、下面５１ａ，６１ａに表面処理層を形成してもよい。表面処理層として、上記の表面処理層５５，６５と同様のものを用いることができる。表面処理層は、はんだの濡れ性を向上する。このため、下側パッド部５１，６１と接続部材３０とを容易に接続することができる。
図１（ａ）に示すように、補強板７０は、封止樹脂４０の上面４０ａに配設されている。補強板７０は、封止樹脂４０の上面４０ａにあって、その封止樹脂４０により封止された半導体チップ２０の上方に配置されている。
図１（ｂ）に示すように、補強板７０は、ベース部７１と複数の放熱部７２と、粗面めっき層７４と、表面処理層７５とを有している。図２に示すように、ベース部７１は、例えば平面視矩形状（長方形状）の板状に形成されている。放熱部７２は、平面視矩形状（例えば正方形状）に形成されている。ベース部７１と複数の放熱部７２とは、一体に形成されている。補強板７０の材料としては、例えば、銅又は銅合金を用いることができる。補強板７０は、例えば配線部５０，６０を形成する金属板により形成される。
ベース部７１は、上記した配線部５０の下側パッド部５１と同様に配設されている。つまり、ベース部７１は、封止樹脂４０に埋設されている。本実施形態において、ベース部７１の上面７１ｃは、封止樹脂４０の上面４０ａと略面一となっている。ベース部７１は、概略矩形の板状に形成されている。ベース部７１の側面７１ｂは、封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように湾曲した曲面状に形成されている。詳述すると、ベース部７１は、平面視における断面が、ベース部７１の下面７１ａから封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように形成されている。さらに、ベース部７１の側面７１ｂは、下端部から封止樹脂４０の上面４０ａにかけて、封止樹脂４０に対してベース部７１の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。
ベース部７１の下面７１ａには、粗面めっき層７４が形成されている。粗面めっき層７４は、表面（下面７４ａ）が粗面化されている。粗面めっき層７４は、例えばＣｕ、Ｎｉ、クロム（Ｃｒ）、Ｆｅ又はそれらの合金のうちのいずれか一つ、又はこれらのうちの２つ以上からなる積層体から構成することができる。この粗面めっき層７４の下面（粗化面）７４ａは、微細な凹凸形状に形成されている。下面７４ａの粗度は、粗面めっき層７４を電解めっき法にて形成する際に使用するめっき液の組成や電流密度等の調整により設定されている。
ベース部７１の上面７１ｃには、複数の放熱部７２が形成されている。各放熱部７２は、ベース部７１の上面７１ｃから上方に向かって延びるように形成されている。上記したように、ベース部７１は封止樹脂４０に埋設され、ベース部７１の上面７１ｃは、封止樹脂４０の上面４０ａと略面一である。したがって、各放熱部７２の上面７２ａは、封止樹脂４０の上面４０ａより上方の位置に形成されている。本実施形態において、各放熱部７２の上面７２ａは、上記した配線部５０，６０の上側パッド部５２，６２の上面５２ａ，６２ａと同一平面上に配置されている。
放熱部７２の上面７２ａには、表面処理層７５が形成されている。表面処理層７５は、例えば金（Ａｕ）層である。なお、Ａｕ層は、Ａｕ又はＡｕ合金からなる金属層である。なお、表面処理層７５として、ニッケル（Ｎｉ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ層／パラジウム（Ｐｄ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）を用いることができる。なお、Ｎｉ層はＮｉ又はＮｉ合金からなる金属層、Ｐｄ層はＰｄ又はＰｄ合金からなる金属層である。
各放熱部７２の側面７２ｂは、ベース部７１の上面７１ｃに向かって広がるように湾曲した曲面状に形成されている。詳述すると、放熱部７２は、平面視における断面が、放熱部７２の上面７２ａからベース部７１に向かって広がるように形成されている。さらに、放熱部７２の側面７２ｂは、上端部からベース部７１の上面７１ｃにかけて、放熱部７２の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。なお、上記した配線部５０の上側パッド部５２と同様に、封止樹脂４０の上面４０ａにかけて湾曲した側面を持つ放熱部、つまりベース部７１の端部に放熱部７２が形成されてもよい。
図２に示すように、半導体装置１は、平面視において矩形状に形成され、その周辺に沿って複数列の上側パッド部Ｐ４が配置されている。この上側パッド部Ｐ４は、図１（ａ）に示す上側パッド部５２及び上側パッド部６２である。なお、図２では、上側パッド部の配列及び数が、図１（ａ）と異なるため、別の符号Ｐ４にて示している。補強板７０は、半導体装置１において、上側パッド部Ｐ４より内側に配置されている。
本実施形態においてベース部７１は、平面視において矩形状に形成されている。複数の放熱部７２は、平面視において矩形状に形成されている。そして、複数の放熱部７２は、マトリックス状に配列されている。
図１（ａ）に示すように、外部接続パッドＰ３の下面には、バンプ８０が形成されている。バンプ８０は、例えばはんだバンプであり、半導体装置１、つまり配線基板１０を他の基板（例えばマザーボード等の実装基板）に実装する際に使用される外部接続端子である。なお、外部接続端子として、はんだボール、リードピン、スタッドバンプ、等を用いることもできる。
次に、上記の半導体装置１の作用を説明する。
図４（ａ）に示すように、半導体装置１の配線部５０，６０は、この半導体装置１の上方に配置された他の半導体装置１００に接続される。半導体装置１００は、半導体装置１に接続される外部装置の一例である。
半導体装置１００は、例えばメモリや周辺回路等の半導体チップを含む半導体パッケージであり、その下面には接続用パッド１０１，１０２が形成されている。接続用パッド１０１，１０２は、はんだ１１１，１１２を介して、半導体装置１の配線部５０，６０に接続されている。このはんだ１１１，１１２は、例えば、半導体装置１００の接続用パッド１０１，１０２に形成されたはんだバンプである。はんだバンプは、例えば半導体装置１００の接続用パッド１０１，１０２に対してマイクロボールやはんだペーストの塗布により形成することができる。なお、半導体装置１，１００の少なくとも一方にバンプを形成すればよい。
図４（ｂ）に示すように、配線部５０，６０は、封止樹脂４０の上面４０ａに埋設された下側パッド部５１，６１と、封止樹脂４０の上面４０ａから突出する上側パッド部５２，６２とを有している。そして、配線部５０，６０の上側パッド部５２，６２に、他の半導体装置１００が接続される。したがって、配線部５０，６０の上面、詳しくは上側パッド部５２，６２の上面５２ａ，６２ａは、外部装置を接続する外部装置接続面として機能する。なお、上側パッド部５２，６２の上面５２ａ，６２ａに表面処理層５５，６５が形成されているため、表面処理層５５，６５の上面が外部装置接続面として機能する。このように、配線部５０，６０を用いて半導体装置１と半導体装置１００を接続することで、複数の配線基板を積層した半導体装置と比べ、半導体装置１を薄型化することができる。そして、半導体装置１，１００を積層した、所謂ＰＯＰ（Package On Package）構造において薄型化を図ることができる。
図４（ｂ）に示すように、半導体装置１の配線部５０，６０において、上側パッド部５２，６２は封止樹脂４０の上面４０ａから上方に向かって突出している。上側パッド部５２，６２の上面５２ａ，６２ａには表面処理層５５，６５が形成されている。
はんだ１１１，１１２は、上側パッド部５２，６２及び表面処理層５５，６５を覆い、表面処理層５５，６５と上側パッド部５２，６２の側面５２ｂ，６２ｂに接触している。このように、上側パッド部５２，６２を封止樹脂４０の上面４０ａから突出させることで、はんだ１１１，１１２が上側パッド部５２，６２の側面５２ｂ，６２ｂまで回り込み、形状が安定する。このため、上側パッド部５２，６２の上面５２ａ，６２ａ（表面処理層５５，６５）にのみはんだ１１１，１１２を接続する場合と比べ、接触面積が大きくなり、はんだ１１１，１１２の保持強度が増大する。
配線部５０の下側パッド部５１は、封止樹脂４０に埋設されている。同様に、配線部６０の下側パッド部６１と接続部６３は、封止樹脂４０に埋設されている。したがって、配線部５０，６０は、封止樹脂４０から剥離し難い。このため、半導体装置１と半導体装置１００との間の接続強度を確保することができる。
また、下側パッド部５１，６１の側面５１ｂ、６１ｂは、下側パッド部５１，６１の下面５１ａ、６１ａから封止樹脂４０の上面４０ａにかけて、下側パッド部５１，６１の内側に向かって凹状に湾曲した曲面に形成されている。したがって、下側パッド部５１，６１の側面５１ｂ，６１ｂと封止樹脂４０との接触面積が、下面から封止樹脂の上面にかけて側面を直線状に形成したものと比べ大きい。したがって、配線部５０，６０は、封止樹脂４０から剥離し難く、半導体装置１と半導体装置１００との間の接続強度を確保することができる。
図４（ａ）に示すように、補強板７０のベース部７１は封止樹脂４０に埋設されている。ベース部７１の下面７１ａには、粗面めっき層７４が形成されている。この粗面めっき層７４の下面７４ａは、微細な凹凸形状に形成されている。このため、粗面めっき層７４と封止樹脂４０との接触面積が、ベース部７１の下面が平滑面である場合よりも増大する。つまり、ベース部７１の下面７１ａ（粗面めっき層７４の下面７４ａ）が粗面化されているため、その下面７４ａと封止樹脂４０との間で良好な密着性を得ることができる。したがって、封止樹脂４０に対して補強板７０を強固に固定することができる。
図４（ａ）に示すように、上記の半導体装置１において、補強板７０は、封止樹脂４０の上面４０ａに配置されている。そして、補強板７０は、銅又は銅合金によるベース部７１を含む。ベース部７１は、封止樹脂４０に埋設されている。そして、ベース部７１は、粗面めっき層７４により封止樹脂４０に対して強固に固定されている。このような補強板７０は、封止樹脂４０の反りを抑制する。したがって、補強板７０（ベース部７１）により、半導体装置１における反りの発生や、他の半導体装置１００を実装する処理等により生じる反りを抑制することができる。
また、補強板７０のベース部７１により、温度変化による半導体装置１の反りを制御することができる。
図３（ａ）は比較例を示す。例えば、補強板１５０を封止樹脂４０の上面４０ａに固定する。補強板１５０は、本実施形態の補強板７０（ベース部７１）と同様に、銅又は銅合金により形成される。この補強板１５０は、温度変化により伸縮する。例えば、破線にて示すように、補強板１５０が伸張した場合、その補強板１５０の伸張による力（矢印にて示す）は、封止樹脂４０に接した補強板１５０の下面から封止樹脂４０に作用し、補強板１５０の側面から封止樹脂４０に直接的には作用しない。
一方、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、封止樹脂４０に埋設されたベース部７１において、ベース部７１の伸張による力は、ベース部７１の側面７１ｂから封止樹脂４０に直接的に加わる。したがって、温度変化による補強板７０（ベース部７１）の伸縮によって、半導体装置１の反りを制御することができる。
図４（ａ）に示すように、補強板７０は、ベース部７１の上に形成された複数の放熱部７２を有している。これら複数の放熱部７２は、補強板７０において、封止樹脂４０から露出する表面の面積を、ベース部７１単体よりも増加する。
この補強板７０の表面は、封止樹脂４０により封止された半導体チップ２０の上方（図４（ａ）において上方）に配置されている。半導体チップ２０が動作時に発する熱は、封止樹脂４０を介して補強板７０のベース部７１へ伝達される。そして、ベース部７１の上面７１ｃ及び複数の放熱部７２の上面（表面処理層７５）及び側面７２ｂから大気へと放出される。つまり、複数の放熱部７２は、補強板７０に熱放熱性を付加する。
このように、ベース部７１の上面７１ｃに複数の放熱部７２を形成することにより、補強板７０の露出する面積がベース部７１のみの場合と比べて大きく、熱交換の効率、つまり放熱性が向上する。また、図４（ａ）において、封止樹脂４０の上面４０ａから、半導体装置１００に向かって突出している。したがって、封止樹脂４０と半導体装置１００との間を通過する気体（大気）は、複数の放熱部７２の側面７２ｂに当たる。このため、ベース部７１のみとした場合と比べて気体と当たり易く、その気体との間における熱交換によって、高い放熱性が得られる。
次に、上記の半導体装置１の製造方法の一例を、添付図面を用いて説明する。
添付図面は、上記の半導体装置１の一部を示すものである。なお、説明の便宜上、最終的に半導体装置１の各構成要素となる部分には、最終的な構成要素の符号を付し最終的な構成要素の部材名称を用いて説明する。また、各図の説明に必要な部材について符号を付し、説明しない部材については符号を省略する場合がある。
図５（ａ）に示すように、配線基板１０を準備する。
この配線基板１０は、公知の製造方法により形成されるため、その概略について図５（ａ）を参照しながら説明する。
先ず、前述したガラスエポキシ基板等を用いた絶縁層１１を準備し、絶縁層１１の上面に、例えばセミアディティブ法により配線層１２を形成する。次に、例えばレーザ加工法によって絶縁層１１に開口部を形成し、必要に応じてデスミア処理した後、例えばセミアディティブ法により配線層１６を形成する。次に、絶縁層１１の上面に配線層１２を覆うように熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂フィルムをラミネートし、絶縁層１３を形成する。なお、液状又はペースト状の熱硬化性のエポキシ系樹脂などの絶縁性樹脂を塗布し、硬化させて絶縁層１３を形成してもよい。
次に、例えばレーザ加工法によって絶縁層１３に開口部を形成し、必要に応じてデスミア処理した後、例えばセミアディティブ法により配線層１４を形成する。次に、絶縁層１３の上面に配線層１４を覆うように熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂フィルムをラミネートし、硬化後にその絶縁性樹脂フィルムを配線層１４の上面が露出するまで例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing ）を行い、絶縁層１５を形成する。
次いで、配線層１４及び絶縁層１５の上面に、開口部１７ａ，１７ｂを有する保護絶縁層１７を形成し、絶縁層１１の下面に、開口部１８ａを有するソルダレジスト層１８を形成する。保護絶縁層１７は、例えば、感光性の樹脂フィルムをラミネートし、又は液状やペースト状の樹脂を塗布し、当該樹脂をフォトリソグラフィ法により露光・現像して所要の形状にパターニングすることにより得られる。ソルダレジスト層１８は、例えば、感光性の樹脂フィルムをラミネートし、又は液状やペースト状の樹脂を塗布し、当該樹脂をフォトリソグラフィ法により露光・現像して所要の形状にパターニングすることにより得られる。保護絶縁層１７の開口部１７ａ，１７ｂにより、配線層１４の一部が部品用パッドＰ１と接続用パッドＰ２として露出される。
図５（ｂ）に示すように、配線基板１０の接続用パッドＰ２にフラックス２０１を塗布するとともに、図１（ａ）に示す半導体チップ２０を搭載する領域にフラックス２０２を塗布する。そして、図５（ｃ）に示すように、接続用パッドＰ２に接続部材３０（ここでは、はんだボール）を搭載し、所定の温度（例えば、２４０〜２６０℃）でリフローして接続部材３０を接続用パッドＰ２に固定する。
図６（ａ）に示すように、表面を洗浄して図５（ｃ）に示すフラックス２０２を除去する。
図６（ｂ）に示すように、実装する半導体チップ２０（図１（ａ）参照）に応じた領域に、半硬化状態（Ｂ−ステージ状態）のアンダーフィル樹脂２４を配置する。このアンダーフィル樹脂２４は、部品用パッドＰ１を被覆する。
図６（ｃ）に示すように、半導体チップ２０をフリップチップ実装する。このとき、半導体チップ２０の突起電極２２には接合部材２３（はんだ）が付着されている。そして、この突起電極２２が部品用パッドＰ１に接するように、アンダーフィル樹脂２４に半導体チップ２０を圧入する。そして、接合部材２３により半導体チップ２０の突起電極２２を部品用パッドＰ１に接合した後、アンダーフィル樹脂２４を硬化させる。なお、部品用パッドＰ１に接合部材としてのはんだペーストを塗布し、このはんだペーストにより半導体チップ２０の突起電極２２を部品用パッドＰ１に接合するようにしてもよい。
図７（ａ）に示すように、金属板２１０を用意する。金属板２１０の材料としては例えば銅又は銅合金を用いることができる。この金属板２１０の厚さは、例えば５０〜１５０μｍ、好ましくは１００μｍである。この金属板２１０としては、例えば半導体パッケージのリードフレームを形成するための板材を用いることができる。
この金属板２１０の一方の面（図では上面）２１０ａに、エッチングマスク２１１を形成する。エッチングマスク２１１は、図１（ａ）に示す半導体装置１において、封止樹脂４０に埋め込まれる配線部５０，６０と補強板７０に対応する位置に形成される。配線部５０は、封止樹脂４０に埋め込まれる下側パッド部５１を有し、配線部６０は、封止樹脂４０に埋め込まれる下側パッド部６１及び接続部６３を有している。補強板７０は、封止樹脂４０に埋め込まれるベース部７１を有している。これらの下側パッド部５１，６１、接続部６３及びベース部材の位置に応じて、図７（ａ）に示すように、金属板２１０の上面２１０ａを覆うようにエッチングマスク２１１が形成される。
エッチングマスク２１１は、例えばレジスト層である。レジスト層の材料としては、次工程のエッチング処理に対して耐エッチング性がある材料を用いることができる。具体的には、レジスト層の材料としては、感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト（例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト）等を用いることができる。例えば感光性のドライフィルムレジストを用いる場合には、金属板２１０の上面２１０ａにドライフィルムを熱圧着によりラミネートし、そのドライフィルムを露光・現像によりパターニングして上記レジスト層を形成する。なお、液状のフォトレジストを用いる場合にも、同様の工程を経て、レジスト層を形成することができる。なお、エッチングマスク２１１として、例えば金（Ａｕ）等の単一の金属からなるめっき層、Ａｕ，パラジウム（Ｐｄ），ニッケル（Ｎｉ）の少なくとも１つからなる表面処理層を用いることもできる。
図７（ｂ）に示すように、エッチングマスク２１１によって、金属板２１０にハーフエッチングを施し、金属板２１０を所要の深さまで除去し、金属板２１０を部分的に薄化する。そして、この薄化した金属板２１０から突出する下側パッド部５１，６１、接続部６３及びベース部７１を形成する。ハーフエッチングの深さは、金属板２１０の厚さの半分程度（２５〜７５μｍ）が好ましい。ハーフエッチング処理の後、エッチングマスク２１１を除去する。エッチングマスク２１１としてレジスト層を用いた場合、アッシング処理やアルカリ性の剥離液を用いてエッチングマスク２１１を除去する。
図７（ｃ）に示すように、薄化した金属板２１０の他方の面２１０ｂに、所要の位置に開口部２１２Ｘを有するレジスト層２１２を形成する。図７（ｃ）では、薄化した金属板２１０を、前述の図７（ｂ）に示す金属板２１０に対して上下反転して示している。開口部２１２Ｘは、図１（ａ）に示す上側パッド部５２，６２と放熱部７２に対応する領域を露出するように形成される。
レジスト層２１２の材料としては、例えば、次工程のめっき処理に対して耐めっき性を有する材料を用いることができる。例えば、レジスト層２１２の材料としては、感光性のドライフィルムレジスト（例えば、ノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジスト）等を用いることができる。薄化した金属板２１０の上面にドライフィルムを熱圧着によりラミネートし、そのドライフィルムをフォトリソグラフィ法によりパターニングして上記開口部２１２Ｘを有するレジスト層２１２を形成する。なお、液状のフォトレジスト（例えば、ノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等の液状レジスト）を用いてレジスト層２１２を形成してもよい。
図７（ｄ）に示すように、レジスト層２１２をめっきマスクとして、薄化した金属板２１０の上面２１０ｂに、金属板２１０をめっき給電層に利用した電解めっき法を施し、開口部２１２Ｘ内に表面処理層５５，６５，７５を形成する。例えば、表面処理層５５，６５，７５がＮｉ層／Ｐｄ層／Ａｕ層である場合には、金属板２１０の上面２１０ｂに、Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層とをこの順番で積層して表面処理層５５，６５，７５を形成する。そして、レジスト層２１２を例えばアルカリ性の剥離液を用いて除去する。なお、図７（ｃ）及び図７（ｄ）では、上面２１０ｂに形成したレジスト層２１２を示したが、下面、つまり下側パッド部５１，６１、接続部６３及びベース部７１側の面をレジスト層により被覆し、めっき液から保護してもよい。
図７（ｅ）に示すように、ベース部７１の下面７１ａを露出するようにレジスト層２１３を形成する。レジスト層２１３の材料としては、例えば、前述のレジスト層２１２と同様に、次工程のめっき処理に対して耐めっき性を有する材料を用いることができる。
図７（ｆ）に示すように、金属板２１０をめっき給電層に利用した電解めっき法により、ベース部７１の下面７１ａに粗面めっき層７４を形成する。そして、レジスト層２１３を例えばアルカリ性の剥離液を用いて除去する。なお、図７（ｅ）及び図７（ｆ）では、ベース部７１の下面７１ａを露出するレジスト層２１３を示したが、上面、つまり表面処理層５５，６５，７５側の面をレジスト層により被覆し、めっき液から保護してもよい。
上記の工程により、図７（ｇ）に示す構造体２２０が得られる。この構造体２２０は、薄化した金属板２１０の一方（下方）に突出する下側パッド部５１，６１、接続部６３及びベース部７１と、上面２１０ｂに形成された表面処理層５５，６５，７５を有している。また、ベース部７１の下面７１ａに形成された粗面めっき層７４を有している。
図８（ａ）に示すように、構造体２２０の下側パッド部５１，６１の下面にフラックス２１４を塗布する。なお、この構造体２２０の下側の表面において、粗面めっき層７４を除く部分には酸化銅の膜が形成されている。この被膜は、例えば、構造体２２０を形成する工程において、熱処理、または各種の処理における熱履歴により形成される。このような皮膜は、はんだの濡れ性を低下させる。フラックス２１４は、下側パッド部５１，６１の下面におけるはんだの濡れ性を向上させる。この構造体２２０を、配線基板１０の上に配置する。そして、配線基板１０に実装した接続部材３０に、構造体２２０の下側パッド部５１，６１を位置合せする。
図８（ｂ）に示すように、下側パッド部５１，６１に接続部材３０を接続する。例えば、配線基板１０の上に構造体２２０を重ね合わせ、それらをリフロー炉で２３０〜２５０℃程度の温度で加熱する。これにより、接続部材３０の導電材料３２が溶融し、接続部材３０が下側パッド部５１，６１に接続される。このとき、接続部材３０のコア３１は、配線基板１０に対して構造体２２０を所要の間隔で保持するスペーサとして機能する。そして、接続部材３０を介して配線基板１０の接続用パッドＰ２と構造体２２０の下側パッド部５１，６１とが電気的に接続されるとともに、接続部材３０を介して構造体２２０が配線基板１０上に固定される。
図８（ｃ）に示すように、配線基板１０と構造体２２０との間の空間を充填するように封止樹脂４０を形成する。この封止樹脂４０によって、配線基板１０に搭載された半導体チップ２０と接続部材３０が封止される。そして、封止樹脂４０によって、構造体２２０が配線基板１０に強固に固定される。
例えば、封止樹脂４０の材料として熱硬化性を有するモールド樹脂を用いる場合、図８（ｂ）に示す構造体を金型内に収容し、その金型内に流動化したモールド樹脂を導入する。その後、モールド樹脂を所定温度（例えば、１８０℃）に加熱して硬化させ、封止樹脂４０を形成する。
構造体２２０の金属板２１０をエッチングし、図９（ａ）に示す配線部５０，６０及び補強板７０を形成する。金属板２１０の上面２１０ｂには表面処理層５５，６５，７５が形成されている。この表面処理層５５，６５，７５をエッチングマスクとし、構造体２２０の金属板２１０をハーフエッチングする。このハーフエッチングにおいて、前述のハーフエッチング部分を除去する。このエッチング処理により、図９（ａ）に示す上側パッド部５２，６２及び放熱部７２が形成されるとともに、上側パッド部５２，６２を有する配線部５０，６０と、放熱部７２を有する補強板７０とがそれぞれ分離される。
配線部６０において、上側パッド部６２に対応して形成された表面処理層６５により覆われた部分以外がハーフエッチングされ、封止樹脂４０に埋設された下側パッド部６１が形成される。この下側パッド部６１の上面６１ｃは、封止樹脂４０の上面４０ａと略面一となっている。補強板７０において、放熱部７２に対応して形成された表面処理層７５により覆われた部分以外がハーフエッチングされ、封止樹脂４０に埋設されたベース部７１が形成される。このベース部７１の上面７１ｃは、封止樹脂４０の上面４０ａと略面一となっている。つまり、封止樹脂４０の上面４０ａを露出して各配線部５０，６０と補強板７０とを互いに分離するようにエッチング処理が施される。
図９（ｂ）に示すように、配線基板１０の下面の外部接続パッドＰ３にバンプ８０を形成する。バンプ８０は、例えば外部接続パッドＰ３に配置されたはんだボールやはんだペーストをリフロー処理して形成される。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）半導体装置１は、配線基板１０と、半導体チップ２０と、接続部材３０と、封止樹脂４０と、配線部５０，６０と、補強板７０とを有している。配線基板１０は、上面に形成された部品用パッドＰ１と接続用パッドＰ２とを有している。部品用パッドＰ１には半導体チップ２０が接続されている。接続用パッドＰ２には、接続部材３０が接続されている。配線基板１０の上面は封止樹脂４０により覆われ、その封止樹脂４０は半導体チップ２０と接続部材３０とを封止する。封止樹脂４０の上面４０ａには配線部５０，６０が配設されている。配線部５０，６０は、封止樹脂４０に埋設された下側パッド部５１，６１と、封止樹脂４０の上面４０ａから突出する上側パッド部５２，６２を有している。そして、上側パッド部５２，６２は、この半導体装置１の上に配置された他の半導体装置１００に接続される。
このように、半導体装置１００を接続する上側パッド部５２，６２が、封止樹脂４０の上面４０ａから突出している。したがって、複数の配線基板を積層し、配線基板の間に半導体チップを封止した半導体装置と比べ、半導体装置１を薄型化することができる。
（２）配線部５０，６０において、上側パッド部５２，６２は、封止樹脂４０の上面４０ａから突出している。このような形状の配線部５０，６０では、半導体装置１００を接続するはんだ１１１，１１２が上側パッド部５２，６２の側面５２ｂ，６２ｂまで回り込んで形状が安定する。このため、隣接する配線部５０，６０の間隔が狭い場合でも、短絡を防止することができる。
（３）上側パッド部５２，６２の側面５２ｂ，６２ｂは、上側パッド部５２，６２の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。したがって、上側パッド部５２，６２に対して半導体装置１００を接続するはんだ１１１，１１２と上側パッド部５２，６２の接触面積が大きく、高い保持強度を得ることができる。
（４）下側パッド部５１，６１の側面５１ｂ、６１ｂは、下側パッド部５１，６１の内側に向かって凹状に湾曲して形成されている。したがって、下側パッド部５１，６１に対する封止樹脂４０の接触面積が大きく、高い接続強度を得ることができる。
（５）封止樹脂４０の上面４０ａに補強板７０が配設されている。補強板７０は、銅又は銅合金によるベース部７１を含む。ベース部７１は、封止樹脂４０に埋設されている。このような補強板７０は、封止樹脂４０の反りを抑制する。したがって、補強板７０は、半導体装置１における反りの発生や、他の半導体装置１００を実装する処理等により生じる反りを抑制することができる。
（６）ベース部７１の下面７１ａには粗面めっき層７４が形成されている。この粗面めっき層７４の下面７４ａは、微細な凹凸形状に形成されている。このため、粗面めっき層７４と封止樹脂４０との接触面積が、ベース部７１の下面が平滑面である場合よりも増大する。つまり、ベース部７１の下面７１ａ（粗面めっき層７４の下面７４ａ）が粗面化されているため、その下面７４ａと封止樹脂４０との間で良好な密着性を得ることができる。したがって、封止樹脂４０に対して補強板７０を強固に固定することができる。
（７）補強板７０は、ベース部７１の上面に配設された複数の放熱部７２を有している。各放熱部７２は、上面７１ｃから上方に向かって延びるように形成されている。これら複数の放熱部７２は、補強板７０において、封止樹脂４０から露出する表面の面積を、ベース部７１単体よりも増加する。そして、この補強板７０によって、封止樹脂４０に埋設された半導体チップ２０の発する熱が大気へと放出される。このように、複数の放熱部７２は、補強板７０に熱放熱性を付加し、半導体チップ２０の熱を放熱することができる。
（８）封止樹脂４０の上面４０ａから、半導体装置１００に向かって突出している。したがって、封止樹脂４０と半導体装置１００との間を通過する気体（大気）は、複数の放熱部７２の側面７２ｂに当たる。このため、ベース部７１のみとした場合と比べて気体と当たり易く、高い放熱性を得ることができる。
尚、上記の実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態における配線部の形状やエッチングする領域は、適宜変更が可能である。また、配線部以外の部材を封止樹脂４０に埋め込むようにしてもよい。
図１０（ａ）〜図１０（ｅ）は、半導体装置の製造工程を示す部分斜視図である。なお、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）は、工程における処理を判り易くするために示した模式図であり、形状等が部分的に異なる場合がある。
図１０（ａ）に示すように、金属板２３０を用意する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、金属板２３０をハーフエッチングして配線２３１、下側パッド部２３２、ダミーパターン２３３を形成する。この例では、下側パッド部２３２は平面視四角形状に形成され、ダミーパターン２３３は平面視円状に形成されている。配線２３１の幅／間隔（Ｌ／Ｓ）は、例えば５０μｍ／５０μｍである。なお、配線２３１の間隔は、隣接する２本の配線２３１の間の距離である。
次に、図１０（ｃ）に示すように、配線基板１０を配置する。配線基板１０には、接続部材３０が接続されている。接続部材３０は、下側パッド部２３２に接続される。なお、図１０（ｄ）では、金属板２３０の形状を判り易くするために、配線基板１０及び接続部材３０を二点鎖線にて示している。
次に、図１０（ｄ）に示すように、金属板２３０と配線基板１０との間に封止樹脂４０を形成する。
次に、図１０（ｅ）に示すように、金属板２３０をエッチングして上側パッド部２３４とダミーパターン２３３とを封止樹脂４０の上面４０ａから突出させる。このとき、上記の配線２３１において封止樹脂４０の上面４０ａから突出する部分がエッチングにより除去され、配線２３１が封止樹脂４０に埋設される。このように、封止樹脂４０に埋め込まれた微細な配線２３１を形成することができる。
・上記実施形態に対し、上側パッド部と下側パッド部の形状を適宜変更してもよい。
図１１（ａ）に示すように、下側パッド部２４１の側面２４１ｂと上側パッド部２４２の側面２４２ｂとを、封止樹脂４０の上面４０ａに垂直な方向に沿って形成してもよい。このような形状の配線部２４０においても、上記実施形態と同様に、半導体装置１００を接続するはんだ１１１が上側パッド部２４２の側面２４２ｂまで回り込んで形状が安定し、隣接する配線部２４０の間隔が狭い場合でも、短絡を防止することができる。
図１１（ｂ）に示すように、封止樹脂４０に埋め込まれた下側パッド部２５１の上面２５１ｃ（図にて破線にて示す）は、封止樹脂４０の上面４０ａより後退（上面４０ａよりも下側）に位置している。なお、下側パッド部２５１の上面とは、封止樹脂４０に埋め込まれた部分において封止樹脂４０から露出する面、または封止樹脂４０に埋め込まれた部分における上端の断面をいう。この配線部２５０において下側パッド部２５１の側面２５１ｂは、封止樹脂４０の上面４０ａに向かって広がるように湾曲した曲面である。このような配線部２５０は、上側パッド部２５２を形成する工程において、金属板２１０（図９（ａ）参照）をエッチングする処理時間を、封止樹脂４０の上面４０ａまでエッチングするのに要する時間よりも長くすることにより得られる。つまり、封止樹脂４０から露出する上側パッド部２５２の側面２５２ｂの面積が上記実施形態のよりも大きくなる。このため、配線部２５０に接続するはんだ１１１の保持強度を高くすることができる。
図１１（ｃ）に示すように、下側パッド部２６１の側面２６１ｂと、上側パッド部２６２の側面２６２ｂは、それぞれの厚さ方向における中央部分が最もパッド部の内側に向かって窪むように形成されている。つまり、下側パッド部２６１の側面２６１ｂは、下側パッド部２６１の下面２６１ａの端部（図において左右方向の端部）より下側パッド部２６１の内方に向かって窪む湾曲状に形成されている。このように下側パッド部２６１の側面２６１ｂを形成することにより、封止樹脂４０が側面２６１ｂの凹部に入り込むことで、封止樹脂４０と配線部２６０の間の接続強度を高めることができる。同様に、上側パッド部２６２の側面２６２ｂは、上側パッド部２６２の上面２６２ａの端部（図において左右方向の端部）より上側パッド部２６２の内方に向かって窪む湾曲状に形成されている。また、上側パッド部２６２の側面にはんだ１１１が入り込むことで、はんだ１１１の保持強度を高めることができる。
・上記実施形態に対し、補強板の形状を適宜変更してもよい。
図１２（ａ）に示すように、補強板３００は、封止樹脂４０に埋設されたベース部３０１と、ベース部３０１の上面３０１ｃに形成された複数の放熱部７２を有している。ベース部３０１の上面３０１ｃは、封止樹脂４０の上面４０ａより後退（上面４０ａよりも下側）に位置している。したがって、このベース部３０１の厚さは、上記実施形態のベース部７１と比べ薄い。ベース部３０１の上面３０１ｃの位置、つまりベース部３０１の厚さは、ハーフエッチングの処理時間等により制御することが可能である。ベース部３０１の厚さは、半導体装置の反りに影響する。つまり、ベース部３０１の厚さにより、半導体装置の反りを制御することが可能となる。
図１２（ｂ）に示すように、補強板３１０は、封止樹脂４０に埋設されたベース部７１と、ベース部７１の上面７１ｃに形成された放熱部３１１を有している。放熱部３１１の上面３１１ａには表面処理層７５が形成されている。この放熱部３１１は、ベース部７１の端部（図において左端）よりも封止樹脂４０の上面４０ａ上に延出して形成されている。つまり、平面視において、ベース部７１を形成する領域よりも大きな面積にて放熱部３１１を形成することが可能となる。このため、補強板３１０は、封止樹脂４０から露出する表面の面積、大気と接する面積を大きくすることで、放熱効果を向上させることができる。なお、図では、封止樹脂４０上に延出する放熱部３１１を示しているが、上記実施形態のように、ベース部７１上において上方に突出する放熱部７２を形成してもよい。
なお、封止樹脂４０上に延出した放熱部３１１の下面３１１ｃに、ベース部７１の下面７１ａの粗面めっき層７４と同様の粗面めっき層を形成してもよい。粗面めっき層により、放熱部３１１を封止樹脂４０の上面４０ａに強固に固定することができ、放熱部３１１の端部のめくり上がりを抑制することができる。
図１２（ｃ）に示すように、補強板３２０は、封止樹脂４０に埋設されたベース部３２１と、ベース部３２１の上面３２１ｃに形成された複数の放熱部３２２を有している。ベース部３２１の側面３２１ｂは、厚さ方向における中央部分が最もベース部３２１の内側に向かって窪むように形成されている。つまり、ベース部３２１の側面３２１ｂは、ベース部３２１の下面３２１ａの端部（図において左端）よりベース部３２１の内方に向かって窪む湾曲状に形成されている。この場合、窪んだ側面３２１ｂに封止樹脂４０が入り込むことで、ベース部３２１の端部のめくり上がりを抑制することができる。
図１２（ｃ）において、放熱部３２２の側面３２２ｂは、厚さ方向における中央部分が最も放熱部３２２の内側に向かって窪むように形成されている。つまり、放熱部３２２の側面３２２ｂは、放熱部３２２の上面３２２ａの端部より放熱部３２２の内方に向かって窪む湾曲状に形成されている。このような放熱部３２２の側面３２２ｂは、補強板３２０の表面積を、上記の実施形態に比べて増加する。このため、放熱性を向上することができる。
図１２（ｄ）に示すように、補強板３３０は、封止樹脂４０に埋設されたベース部３３１と、ベース部３３１の上面３３１ｃに形成された複数の放熱部３３２を有している。ベース部３３１の側面３３１ｂは、厚さ方向における中央部分が最もベース部３３１の内側に向かって窪むように形成されている。つまり、ベース部３３１の側面３３１ｂは、ベース部３３１の下面３３１ａの端部（図において左端）よりベース部３３１の内方に向かって窪む湾曲状に形成されている。そして、ベース部３３１の上面３３１ｃは、封止樹脂４０の上面４０ａより後退（上面４０ａよりも下側）に位置している。このベース部３３１は、ベース部３３１の厚さにより、半導体装置の反りを制御することを可能とし、ベース部３３１の端部のめくり上がりを抑制することができる。
図１２（ｄ）において、放熱部３３２の側面３３２ｂは、厚さ方向における中央部分が最も放熱部３３２の内側に向かって窪むように形成されている。つまり、放熱部３３２の側面３３２ｂは、放熱部３３２の上面３３２ａの端部より放熱部３３２の内方に向かって窪む湾曲状に形成されている。このような放熱部３３２の側面３３２ｂは、補強板３３０の表面積を、上記の実施形態に比べて増加する。このため、放熱性を向上することができる。
図１３に示す補強板３４０は、封止樹脂４０に埋設された第１のベース部３４１と複数の第２のベース部３４２とを有している。図１３において、第１のベース部３４１は半導体装置１ｂの中央に配設され、その第１のベース部３４１の周囲に、その第１のベース部３４１よりも小さな第２のベース部３４２が配設されている。第２のベース部３４２の上面には放熱部７２が形成され、第１のベース部３４１の上面には放熱部が形成されていない。このような第１のベース部３４１の上面には他の放熱部材（ヒートシンク等）を取着することができる。
このように、大きさが互いに異なる第１のベース部３４１と第２のベース部３４２とを配置することにより、半導体装置１ｂにおける反りを制御ことが可能となる。そして、第１のベース部３４１に対する放熱部材（ヒートシンク等）の有無により、放熱量を制御することが可能となる。
なお、第２のベース部３４２のみを配設した半導体装置としてもよい。複数の第１のベース部３４１を配置してもよく、複数の第１のベース部３４１に対して選択的に他の放熱部材（ヒートシンク等）を取着することで、放熱量を制御することが可能となる。
図１４（ａ）に示す補強板３５０は、第１のベース部３５１と複数の第２のベース部３５２とを有している。図１４（ａ）において、第１のベース部３５１は半導体装置１ｃの中央に配設され、その第１のベース部３５１の周囲に、その第１のベース部３５１よりも小さな第２のベース部３５２が配設されている。
図１４（ｂ）に示すように、第１のベース部３５１と第２のベース部３５２は、封止樹脂４０に埋設されている。第１のベース部３５１の上面に形成された複数の放熱部３５３は、封止樹脂４０の上面４０ａの上に延設され、それらの先端は、第１のベース部３５１に隣接して配置された第２のベース部３５２の上に配置されている。そして、放熱部３５３は、第１のベース部３５１及び第２のベース部３５２と一体的に形成されている。つまり、第１のベース部３５１と第２のベース部３５２は、放熱部３５３を介して互いに接続されている。
同様に、図１４（ａ）に示すように、直線上に配列された複数（４個）の第２のベース部３５２は、放熱部３５４を介して接続されている。
隣接するベース部において、放熱部による接続の有無は、温度変化に対して封止樹脂４０に加わる力に差を生じさせる。このため、封止樹脂４０、ひいては半導体装置の変形の度合いが、ベース部３５１，３５２の配置と放熱部３５３，３５４による接続箇所に応じて異なる。つまり、補強板３５０の構成によって、半導体装置の反りを制御することができる。
・上記各実施形態において、補強板を接着剤等によって固定するようにしてもよい。
図１５に示すように、この半導体装置１ｄは、半導体チップ２０と補強板７０（ベース部７１）との間に接着剤４００を有している。補強板７０は接着剤４００により半導体チップ２０の上面に固定されている。この接着剤４００により、補強板７０の剥離を抑制することができる。また、熱伝導性の良い接着剤４００を用いることで、放熱性の更なる向上を図ることができる。この接着剤４００として、例えば熱伝導部材（ＴＩＭ：Thermal Interface Material）を含む接着剤が用いられる。熱伝導部材としては、例えばインジウム（In）、シリコーン（又は炭化水素）グリース、金属フィラー、グラファイトなどの高熱伝導性物質を用いることができる。
なお、図１５では、ベース部７１の下面７１ａに粗面めっき層７４を形成したが、粗面めっき層７４が省略されてもよい。また、図１５に示す補強板７０は一例であり、上記各実施形態の補強板を接着剤４００により半導体チップ２０の固定するようにしてもよい。
・上記各実施形態において、配線基板１０の上面に複数の電子部品を実装するようにしてもよい。また、配線基板１０の下面に１つ又は複数の電子部品を実装するようにしてもよい。
・上記各実施形態において、図１（ａ）に示す絶縁層１５を省略し、配線層１４の間を保護絶縁層１７で埋めるようにしてもよい。
・上記各実施形態において、保護絶縁層１７をソルダレジスト層としてもよい。
・上記各実施形態において、配線基板１０の構造（配線層、絶縁層の層数）を適宜変更してもよい。
１０ 配線基板
２０ 半導体チップ（電子部品）
３０ 接続部材
４０ 封止樹脂
４０ａ 上面
５０，６０ 配線部
５１，６１ 下側パッド部（第１のパッド部）
５１ｂ，６１ｂ 側面
５２，６２ 上側パッド部（第２のパッド部）
６３ 接続部
７０ 補強板
７１ ベース部
７１ｂ 側面
７２ 放熱部

Claims (8)

  1. 部品用パッドと接続用パッドとが上面に形成された配線基板と、
    前記部品用パッドに接続された電子部品と、
    前記接続用パッドに接続され導電性を有する接続部材と、
    前記配線基板の上面を覆い、前記電子部品と前記接続部材とを封止する封止樹脂と、
    前記封止樹脂に埋設されて前記接続部材とはんだを用いて電気的に接続された第１のパッド部と、外部装置接続面を有し前記外部装置接続面が前記封止樹脂の上面より上方に位置するように形成された第２のパッド部と、を有する配線部と、
    前記封止樹脂に埋設された板状のベース部と、上面が前記封止樹脂の上面より上方に位置するように形成された放熱部と、を有する補強板と、
    を有し、
    前記第１のパッド部と前記第２のパッド部は同一金属からなり一体的に形成され、
    前記ベース部と前記放熱部は同一金属からなり一体的に形成され、
    前記放熱部は、前記封止樹脂の上面の上まで延出して形成され、
    前記第１のパッド部及び前記ベース部の側面は、前記封止樹脂の上面に向けて広がるように形成されるとともに、湾曲した曲面であり、
    前記第１のパッド部は、前記接続部材と接触する部分を除く部分に酸化皮膜が形成されており、
    前記酸化皮膜は、前記第１のパッド部を構成する金属よりもはんだの濡れ性が悪いこと
    を特徴とする半導体装置。
  2. 前記放熱部は、前記ベース部の上にマトリックス状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記補強板は前記封止樹脂に埋設された複数の前記ベース部を含み、
    複数の前記ベース部は、前記放熱部が一体的に形成された第１のベース部と、前記放熱部が形成されていない第２のベース部と、を含むこと
    を特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
  4. 前記補強板は前記封止樹脂に埋設された複数の前記ベース部を含み、
    前記放熱部は、隣接する２つの前記ベース部を接続すること
    を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
  5. 前記ベース部の下面は、熱伝導性を有する接着剤を介して前記電子部品の上面に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
  6. 前記ベース部の下面には粗面めっき層が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
  7. 前記外部装置接続面には外部装置が接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
  8. 配線基板の上面の接続用パッドに接続部材を接続する工程と、
    前記配線基板の上面の部品用パッドに電子部品を実装する工程と、
    金属板をエッチングして薄化した金属板と前記薄化した金属板の一方の面に前記薄化した金属板から突出する第１のパッド部及びベース部を形成する工程と、
    前記第１のパッド部のうち、前記接続部材と接触する部分を除いた部分に、前記第１のパッド部を構成する金属よりもはんだの濡れ性が悪い酸化皮膜を形成する工程と、
    前記第１のパッド部を前記接続部材に対向させて前記金属板を前記配線基板の上方に配置し、はんだを用いて前記第１のパッド部を前記接続部材に接続する工程と、
    前記配線基板と前記金属板との間に、前記電子部品と前記接続部材とを封止する封止樹脂を形成し、前記封止樹脂により前記第１のパッド部及び前記ベース部を埋設する工程と、
    前記薄化した金属板の他方の面をエッチングして前記封止樹脂の上面の一部を露出するとともに、外部装置接続面を有し前記外部装置接続面が前記封止樹脂の上面より上方に位置し前記第１のパッド部と一体的な第２のパッド部と、上面が前記封止樹脂の上面より上方に位置し前記ベース部と一体的な放熱部とを形成する工程と、を含み、
    前記放熱部は、前記封止樹脂の上面の上まで延出して形成されていること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
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