TWI611521B - 半導體封裝及半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種半導體封裝(1)，其具有：佈線基板(2)，係具備基板(21)、設於基板(21)之一面側之第1導體圖案(221)、與設於基板(21)之另一面側並與第1導體圖案(221)電氣連接之第2導體圖案(224)；半導體元件(3)，係接合於基板(21)之一面並電氣連接至第1導體圖案(221)；金屬製之補強構件(4、5)，係接合至佈線基板(2)，熱膨脹係數小於佈線基板(2)；絕緣性樹脂層(61)，係設置成被覆補強構件(4)之表面之至少一部分；與絕緣性樹脂層(62)，係設置成被覆補強構件(5)之表面之至少一部分。

Description

半導體封裝及半導體裝置
本發明係關於半導體封裝及半導體裝置。
隨著近年來電子機器之高機能化及輕薄短小化的要求，電子零件之高密度集成化、進而高密度安裝化正進展中，此等電子機器所使用之半導體封裝，亦進行著較習知更加小型化且多接腳化。
隨著半導體封裝的小型化，在使用了習知般之引線框架之形態的封裝中，由於其小型化受到限制，故最近提案有被稱為BGA(Ball Grid Array，球柵陣列)或CSP(Chip Scale Package，晶片尺寸封裝)之區域安裝型之新穎封裝方式作為於電路基板上安裝晶片者。
BGA或CSP等新穎封裝中所使用之佈線基板(例如中介層(interposer))，一般係於使樹脂組成物浸含至纖維基材中而成之基板上形成導體圖案或導體柱而成。
專利文獻1：日本專利特開2009-81261號公報
專利文獻2：日本專利特開2003-142617號公報
專利文獻3：日本專利特開2004-311598號公報
專利文獻4：日本專利特開平9-266231號公報
此種中介層係與晶片間的熱膨脹係數差較大。又，中介層 通常面積較晶片大，故未與晶片接觸之部分的面積大。此種未與晶片接觸之部分係剛性極低，因為上述般之晶圓與中介層之熱膨脹差，而有於高溫時在容易朝晶片側曲翹、使電氣連接可靠性降低的問題。
另外，由於晶圓發熱，故對中介層等之佈線基板亦要求優越的散熱性。
根據本發明，提供一種半導體封裝，其具有：佈線基板，係具備：含纖維基材之基板；設於上述基板之一面側之第1導體圖案；與設於上述基板之另一面側，並與上述第1導體圖案電氣連接之第2導體圖案；半導體元件，係接合於上述基板之上述一面，並電氣連接至上述第1導體圖案；金屬製之補強構件，係接合至上述佈線基板，熱膨脹係數小於上述佈線基板；與絕緣層，係設置成被覆上述補強構件之表面之至少一部分；上述絕緣層係絕緣性樹脂層或陶瓷層。
根據此種構成之發明，由於補強構件之熱膨脹係數小於佈線基板之熱膨脹係數，故藉由將補強構件接合至佈線基板，則佈線基板不易發生曲翹。因此，可提高半導體元件與佈線基板間之連接可靠性。
於此所謂熱膨脹係數，係指50℃~150℃下之面方向的平 均線膨脹係數。
再者，本發明中，在金屬製之補強構件表面上設有絕緣層。絕緣層係樹脂層或陶瓷層，由於其熱放射性較金屬製之補強構件優越，故可將傳達至補強構件的熱經由絕緣層而效率佳地予以散熱。可使佈線基板的熱經由補強構件、絕緣層而散熱，而可抑制佈線基板所發生之曲翹。藉此，可作成連接可靠性優越的半導體封裝。
再者，根據本發明，亦可提供具有上述半導體封裝之半導體裝置。
根據本發明，可提供高可靠性之半導體封裝及具備此半導體封裝之半導體裝置。
上述目的及其他目的、特徵及優點，將藉由下述之較佳實施形態及隨附之以下圖式進一步闡明。
以下根據圖式說明本發明之實施形態。又，所有圖式中，係對相同構成要件加註相同符號，其詳細說明並不重複而適當省略。
<第1實施形態> (半導體封裝)
首先，說明半導體封裝。
參照圖1~圖4、圖8，說明本實施形態之半導體封裝。
圖1為概略表示本發明第1實施形態之半導體封裝的剖面 圖，圖2為表示圖1所示半導體封裝的俯視圖，圖3為表示圖1所示半導體封裝的仰視圖，圖4為表示圖1所示半導體封裝之製造方法之一例的圖。又，以下說明中，為了方便說明，將圖1中之上側稱為「上」，將其下側稱為「下」。又，圖1至4中，分別為了方便說明，而將半導體封裝之各部分誇大描繪。
首先，說明半導體封裝1之概要。
本實施形態之半導體封裝1，係如圖1所示，具有：佈線基板2，其具備基板21、設於基板21之一面側的第1導體圖案221、設於基板21之另一面側並與第1導體圖案221電氣連接之第2導體圖案224；半導體元件3，其接合於基板21之一面，並與第1導體圖案221電氣連接；金屬製之補強構件4、5，其接合至上述佈線基板2，熱膨脹係數小於上述佈線基板2；絕緣性樹脂層(絕緣層)61，其設置成被覆補強構件4之表面之至少一部分；與絕緣性樹脂層(絕緣層)62，其設置成被覆補強構件5之表面之至少一部分。
於此，本說明書中，所謂熱膨脹係數係指於50℃~150℃下之面方向的平均線膨脹係數。
接著詳細說明半導體封裝1。
如上述般，如圖1所示，半導體封裝1係具有佈線基板2、搭載於佈線基板2上之半導體元3、第1補強構件4、第2補強構件5、設於第1補強構件4上之絕緣層61、與設於第 2補強構件5上之絕緣層62。
根據此種半導體封裝1，由於佈線基板2中，與半導體元件3接合之部分以外的部分，被第1補強構件4及第2補強構件5所補強，故增加半導體封裝1整體的剛性。尤其是由於第1補強構件4及第2補強構件5之熱膨脹係數分別小於佈線基板2(進而基板21)，故可抑制或防止因佈線基板2與半導體元件3之間的熱膨脹係數差所造成之佈線基板2的曲翹。
另外，於金屬製之第1補強構件4上，設有樹脂製之絕緣層61。同樣地，於金屬製之第2補強構件5上設有樹脂製之絕緣層62。絕緣層61、62係熱放射性較金屬製之補強構件4、5優越。例如，金屬之熱放射率係在將黑體設為1時，其為0.1左右，但樹脂之熱放射率大於金屬之放射率，一般而言為0.8以上。因此，傳達至補強構件4、5的熱可經由絕緣層61、62而效率佳地散熱。藉此，可使佈線基板2之熱經由補強構件4、5而由絕緣層61、62進行散熱。因此，可抑制佈線基板2所發生之曲翹，可作成連接可靠性優越的半導體封裝。
以下依序詳細說明半導體封裝1之各部分。
[佈線基板]
佈線基板2係支撐半導體元件3的基板(第1佈線基板)，例如屬於將其所搭載之半導體元件3與後述之母板200間之 電氣連接進行中繼的中繼基板(中介層)。又，佈線基板2之俯視形狀通常呈正方形、長方形等之四角形。
佈線基板2係具有基板21、導體圖案221、222、223、224、導體柱231、232、233、含有屬於熱傳導部之傳熱柱24的傳熱部、與絕緣層251、261。
尚且，本實施形態中，導體圖案221係構成設於基板21一面側之第1導體圖案，導體圖案224係構成設於基板21之另一面側並與上述第1導體圖案電氣連接之第2導體圖案。
基板21係由複數(本實施形態中為3層)之絕緣層211、212、213所構成。更具體而言，基板21係使絕緣層211、絕緣層212、絕緣層213依序積層而構成。又，構成基板21之絕緣層的數目並不限定於此，可為1層或2層，亦可為4層以上。
各絕緣層211、212、213係由具有絕緣性之材料所構成。
具體而言，各絕緣層211、212、213係由基材(纖維基材)、與浸含於該基材中之樹脂組成物所構成。又，亦可絕緣層211、212、213中之至少1層含有基材，其他層則不含有基材而僅由樹脂組成物所構成。
基材係使用作為各絕緣層211、212、213的芯材。藉由具有此種基材，可提高基板21的剛性。
作為基材，可舉例如玻璃織布、玻璃不織布等之由玻璃纖 維所構成的玻璃纖維基材，以聚醯胺樹脂纖維、芳香族聚醯胺樹脂纖維、全芳香族聚醯胺樹脂纖維等之聚醯胺系樹脂纖維，聚酯樹脂纖維、芳香族聚酯樹脂纖維、全芳香族聚酯樹脂纖維等之聚酯系樹脂纖維，聚醯亞胺樹脂纖維、氟樹脂纖維等之任一種以上作為主成分之織布或不織布所構成的合成纖維基材，或以牛皮紙、棉絨紙、棉絨與牛皮紙漿之混抄紙等之任一者作為主成分的紙基材等。此等之中，作為此種基材，較佳為玻璃纖維基材。藉此，可提高基板21之剛性，並可達到基板21的薄型化。再者，亦可減小基板21的熱膨脹係數。
作為構成此種玻璃纖維基材之玻璃，可舉例如E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃、Q玻璃等之任一種以上。此等之中，較佳為T玻璃。藉此，可減小玻璃纖維基材之熱膨脹係數，因此可減小基板21之熱膨脹係數。
另外，在絕緣層211、212、213含有基材時，絕緣層211、212、213中之基材的含有率分別較佳為30~70wt%，更佳40~60wt%。藉此，可確實防止此等絕緣層之龜裂等破損，並可充分減低各絕緣層的電氣絕緣性及熱膨脹係數。
浸含於此種基材之樹脂組成物係含有樹脂材料。作為此種樹脂材料，適合使用熱硬化性樹脂。
作為上述熱硬化性樹脂，可舉例如酚酚醛清漆樹脂、甲酚 酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂等之酚醛清漆型酚樹脂，未改質之可溶酚醛酚樹脂、桐油、亞麻仁油、核桃油等經改質之油改質可溶酚醛酚樹脂等之可溶酚醛型酚樹脂等之酚樹脂，雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂等之雙酚型環氧樹脂，酚醛清漆環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂等之酚醛清漆型環氧樹脂，聯苯型環氧樹脂等之環氧樹脂，氰酸酯樹脂、脲(尿素)樹脂、三聚氰胺樹脂等之具有三
Figure TWI611521BD00001
環的樹脂，不飽和聚酯樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、二烯丙基酞酸酯樹脂、聚矽氧樹脂、具有苯并
Figure TWI611521BD00002
環之樹脂、氰酸酯樹脂等。此等可使用任1種以上。
此等之中，特佳為氰酸酯樹脂。藉此，可充分減小基板21之熱膨脹係數。再者，可使基板21之電氣特性(低介電係數、低耗損因數等)優越。
另外，上述樹脂組成物較佳係含有填充材。亦即，絕緣層211、212、213較佳係分別含有填充材。藉此，可減低絕緣層211、212、213之熱膨脹係數。
作為上述填充材，可舉例如各種無機填充材或有機填充材。
作為無機填充材，可舉例如二氧化矽、氧化鋁、矽藻土、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、金屬肥粒鐵等之氧化物，氫氧化鋁、氫氧化鎂等之氫氧化物，碳酸鈣(輕質、重質)、碳酸鎂、白雲石、碳鈉鋁石等之碳酸鹽，硫酸鈣、硫酸鋇、 硫酸銨、亞硫酸鈣等之硫酸鹽或亞硫酸鹽，滑石、雲母、黏土、玻璃纖維、矽酸鈣、蒙脫石、皂土等之矽酸鹽，硼酸鋅、甲基硼酸鋇、硼酸鋁、硼酸鈣、硼酸鈉等之硼酸鹽，碳黑、石墨、碳纖維等之碳，其他鐵粉、銅粉、鋁粉、鋅白、硫化鉬、硼烷纖維、鈦酸鉀、鈦酸鋯酸鉛。此等之中，可使用任1種以上。
另外，作為有機填充材，可舉例如合成樹脂粉末。作為此合成樹脂粉末，可舉例如醇酸樹脂、環氧樹脂、聚矽氧樹脂、酚樹脂、聚酯、丙烯酸樹脂、縮醛樹脂、聚乙烯、聚醚、聚碳酸酯、聚醯胺、聚碸、聚苯乙烯、聚氯乙烯、氟樹脂、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等之各種熱硬化性樹脂或熱可塑性樹脂之粉末，或此等樹脂之共聚物的粉末。又，作為有機填充材之其他例，可舉例如芳香族或脂肪族聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、芳醯胺纖維等。此等之中，可使用任1種以上。
上述之填充材中，較佳係使用無機填充材。藉此，可有效降低絕緣層211、212、213之熱膨脹係數。又，亦可提高絕緣層211、212、213的傳熱性。
無機填充材中，特佳為二氧化矽，由低熱膨脹性優越的觀點而言，較佳為熔融二氧化矽(尤其是球狀熔融二氧化矽)。
無機填充材之平均粒徑並無特別限定，較佳為0.05~2.0μm，特佳0.1~1.0μm。藉此，可於絕緣層211、212、 213中使無機填充材更均勻分散，並可使絕緣層211、212、213之物理強度及絕緣性特別優越。
尚且，上述無機填充材之平均粒徑例如可藉由粒度分佈計(HORIBA製，LA-500)進行測定。又，本說明書中，所謂平均粒徑係指以體積基準計之平均粒徑。
絕緣層211、212、213中之無機填充材的含有量，分別並無特別限定，在將除了基材以外之樹脂組成物設為100wt%時，分別較佳為30~80wt%、特佳45~75wt%。若含量為上述範圍內，則絕緣層211、212、213之熱膨脹係數充分低、吸濕性特別低。
另外，上述樹脂組成物係除了上述熱硬化性樹脂之外，亦可含有苯氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚苯醚樹脂、聚醚碸樹脂等之熱可塑性樹脂。作為熱可塑性樹脂，此等之中可使用任1種以上。
另外，上述樹脂組成物中，視需要亦可含有顏料、抗氧化劑等上述成分以外的添加物。
另外，絕緣層211、212、213亦可由彼此相同之材料所構成，亦可由彼此互異之材料所構成。
上述由複數層所構成之基板21的平均厚度，並無特別限定，較佳為30μm以上且800μm以下，更佳30μm以上且400μm以下。
於此種基板21之絕緣層211上面上，設有導體圖案221。 又，在絕緣層211與絕緣層212之間，介插著導體圖案222。又，於絕緣層212與絕緣層213之間，介插著導體圖案223。又，於絕緣層213下面上，設有導體圖案224。
本實施形態中，於絕緣層211上面上，設有例如屬於抗焊層的絕緣層251，導體圖案221係介插於絕緣層211與絕緣層251之間。又，於絕緣層213之下面上，設有例如屬於抗焊層之絕緣層252，導體圖案224係介插於絕緣層213與絕緣層252之間。
作為絕緣層251、252，可使用例如以環氧樹脂作為主材料的熱硬化性抗焊劑等。又，亦可使用例如以PSR4000/AUS308、AUS703(太陽油墨製造製)及SR-7200G(日立化成工業製)之商品名所市售者。再者，作為絕緣層251、252，可使用與後述絕緣層61、62相同之材料。
導體圖案221、222、223、224係分別具有具複數佈線之電路的功能。
另外，導體圖案221係具有電氣連接至半導體元件3之複數端子221a。
作為導體圖案221、222、223、224的構成材料，若為具有導電性者，則無特別限定，可舉例如銅、銅系合金、鋁、鋁系合金等之各種金屬及各種合金的任一者。其中，作為此種構成材料，較佳係使用銅或銅系合金。銅及銅系合金係電氣傳導率較高者。因此，可使佈線基板2之電氣特性良好。 又，由於銅及銅系合金之熱傳導性亦優越，故亦可提升佈線基板2之散熱性。
另外，導體圖案221、222、223、224之平均厚度並無特別限定，較佳為5μm以上且30μm以下。
另外，絕緣層211上形成有貫通其厚度方向之通孔，於該通孔內設有導體柱(通孔柱)231。該導體柱231係於厚度方向上貫通絕緣層211，上端部連接至導體圖案221，且下端部連接至導體圖案222。藉此，使導體圖案221與導體圖案222導通。
導體圖案221之複數端子221a，係經由後述之複數之金屬凸塊(焊錫凸塊)31接合著半導體元件3。該複數之金屬凸塊31係於厚度方向上貫通絕緣層251。
另外，於絕緣層212，設有於其厚度方向上貫通之導體柱(通孔柱)232。該導體柱232係上端部連接至導體圖案222，且下端部連接至導體圖案223。藉此，使導體圖案222與導體圖案223導通。
另外，於絕緣層213，設有於其厚度方向上貫通之導體柱(通孔柱)233。該導體柱233係上端部連接至導體圖案223，且下端部連接至導體圖案224。藉此，使導體圖案223與導體圖案224導通。
另外，於絕緣層251，設有於其厚度方向上貫通之複數之開口部251A，由該各開口部251A露出導體圖案221之一 部分(端子221a)。而且，在該導體圖案221之露出之各端子221a上，如後述般接合金屬凸塊31，經由該金屬凸塊電氣連接著半導體元件3。
絕緣層251之複數之開口部251A，係位於補強構件4之開口部40內側。
另外，於絕緣層252，設有於其厚度方向上貫通之複數之開口部252A，由該各開口部252A露出導體圖案224之一部分(端子)。而且，在該導體圖案224之露出之各部分(端子)上，接合金屬凸塊(焊錫凸塊)71。亦即，在屬於第2導體圖案之導體圖案224之與基板21相反側的面上，接合著複數之金屬凸塊71。
由基板面側之俯視時，以包圍形成於絕緣層252之各開口部252A外周緣的方式，形成補強構件5之各開口部51。而且，形成於絕緣層252之開口部252A之徑，係小於形成於補強構件5之開口部51之徑(被絕緣層62所被覆之開口部51之內徑)。藉此，可抑制導體圖案224與補強構件5間之接觸。又，絕緣層252被覆導體圖案224，發揮作為保護之抗焊層之功能，故可不使補強構件5具有抗焊層之功能，而可增大開口部51之徑，故容易配置金屬凸塊71。
該金屬凸塊71係用於將半導體封裝1電氣連接至例如後述之母板者。
於此，說明設於佈線基板2之金屬凸塊71。本實施形態 中，金屬凸塊71係呈略球狀。具體而言，金屬凸塊71係由絕緣層252之開口部突出為凸狀，突出之部分具有彎曲之圓弧狀曲面。又，金屬凸塊71之形成並不限定於此。
作為金屬凸塊71之構成材料，並無特別限定，可使用例如錫-鉛系、錫-銀系、錫-鋅系、錫-鉍系、錫-銻系、錫-銀-鉍系、錫-銅系、錫-銀-銅系等之各種焊材(焊錫)。作為金屬凸塊71，此等之中可使用任1種以上。
另外，各金屬凸塊71之直徑並無特別限定，例如為100μm以上且1000μm以下左右。
另外，複數之金屬凸塊71彼此的距離(中心間距離)並無特別限定，例如為50μm以上且500μm以下左右。如此，複數之金屬凸塊71彼此間之距離，係隨著近年來之半導體封裝之小型化及多接腳化而變得極小。因此，如後述般，藉由於此種具有位於金屬凸塊71彼此間之部分的第2補強構件5表面上形成絕緣層62，則可防止金屬凸塊71間的短路。
佈線基板2係具有含有傳熱柱24而構成的傳熱部。
於佈線基板2之基板21，形成有含括其厚度方向全域而貫通的複數之通孔，於該各通孔設有上述傳熱柱24。
該各傳熱柱24，係對基板21整體於其厚度方向上貫通，上端由基板21上面露出，且下端由基板21下面露出。而且，傳熱柱24係其上端由連接部261(第1連接部)連接至第1補強構件4，下端經由連接部262(第2連接部)連接至第2 補強構件5。藉此，各傳熱柱24係使第1補強構件4與第2補強構件5熱性連接著。
傳熱柱24之上端面係與基板21之上面為同一面，傳熱柱24之下端面係與基板21之下面為同一面。
尚且，由傳熱柱24、連接部261、262構成傳熱部。
包含傳熱柱(熱傳導部)24之傳熱部，係具有較上述基板21(絕緣層)高之傳熱性。藉此，可使由半導體元件3所發生之熱由第1補強構件4經由含有傳熱柱24之傳熱部有效地傳達至第2補強構件5。其結果，可提升半導體封裝1之散熱性。
另外，經由傳熱柱，亦可使蓄積於佈線基板2之熱傳達至第1補強構件4、第2補強構件5。
另外，由於該各傳熱柱24為對基板21於其厚度方向上貫通者，故與公知之導體柱同樣地，可簡單且高精度地形成。
另外，各傳熱柱24可為中空，亦可為實心。又，各傳熱柱24之橫剖面形狀並無特別限定，可舉例如圓形、楕圓形、多角形等。又，傳熱柱24之數目並無特別限定，可為任意，但在不損及佈線基板2之機械強度之程度，最好儘可能地增多。
另外，各傳熱柱24係並不有助於電氣信號傳達者，與各導體圖案221、222、223、224呈絕緣。藉此，可由第1補強構件4經由傳熱柱24將熱有效地傳達至第2補強構件5。
本實施形態中，在俯視佈線基板2時，複數之傳熱柱24係沿著佈線基板2之外周部且彼此隔著間隔而並列設置。特佳係在俯視佈線基板2時，複數之傳熱柱24沿著佈線基板2之外周部且等間隔地並列設置。藉此，可使佈線基板2之溫度分佈均勻化。
另外，在俯視佈線基板2時，複數之傳熱柱24係設置成不與上述導體圖案221、222、223、224重疊。藉此，傳熱柱24之形成變得簡單，且可防止由傳熱柱24所造成之導體圖案221、222、223、224的短路。
作為此種傳熱柱24之構成材料，若為具有較上述基板21(絕緣層)高之傳熱性者，則無特別限定，較佳係使用金屬材料。
作為此種金屬材料，可舉例如銅、銅系合金、鋁、鋁系合金等之各種金屬及各種合金，可使用任1種以上。其中，作為此種金屬材料，銅、銅系合金、鋁、鋁系合金之任1種由於傳熱性優越，而可適合使用。
另外，傳熱柱24之構成材料雖與上述導體柱231~233之構成材料相異，但較佳係與導體柱231~233之構成材料相同。藉此，可在導體柱231~233形成之同時形成傳熱柱24。因此，使半導體封裝1之製造簡單化，並可使半導體封裝廉價化。
連接部261係設於傳熱柱24與第1補強構件4之間，直 接接觸至第1補強構件4。連接部262係設於傳熱柱24與第2補強構件5之間，直接接觸至第2補強構件5。藉此，使傳熱柱24與第1補強構件4之間的熱連接、及傳熱柱24與第2補強構件5之間的熱連接變得簡單且確實。其中，傳熱柱24與補強構件4、5亦可經由接黏劑等而間接接觸。
另外，作為連接部261、262之構成材料，分別可舉例如錫-鉛系、錫-銀系、錫-鋅系、錫-鉍系、錫-銻系、錫-銀-鉍系、錫-銅系、錫-銀-銅系等之各種焊材(焊錫)之任一種，或含有無機填充材及樹脂材料而構成的樹脂組成物等。
在由樹脂組成物構成連接部261、262時，作為該樹脂組成物中所使用之無機填充材，可舉例如Au、Ag、Pt等之金屬，二氧化矽、氧化鋁、矽藻土、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、金屬肥粒鐵等之氧化物，氮化硼、氮化矽、氮化鎵、氮化鈦等之氮化物，氫氧化鋁、氫氧化鎂等之氫氧化物，碳酸鈣(輕質、重質)、碳酸鎂、白雲石、碳鈉鋁石等之碳酸鹽，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸銨、亞硫酸鈣等之硫酸鹽或亞硫酸鹽，滑石、雲母、黏土、玻璃纖維、矽酸鈣、蒙脫石、皂土等之矽酸鹽，硼酸鋅、甲基硼酸鋇、硼酸鋁、硼酸鈣、硼酸鈉等之硼酸鹽，碳黑、石墨、碳纖維等之碳，其他鐵粉、銅粉、鋁粉、鋅白、硫化鉬、硼烷纖維、鈦酸鉀、鈦酸鋯酸鉛。此等之中，可使用任1種以上。又，在使用具有導電性者作為無機填充材時，視需要可施加絕緣處理。
其中，作為上述無機填充材，由絕緣性及熱傳達性優越的觀點而言，較佳係二氧化矽、氧化鋁、矽藻土、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、金屬肥粒鐵等之氧化物，氮化硼、氮化矽、氮化鎵、氮化鈦等之氮化物的任1種以上。
另外，在以樹脂組成物構成連接部261、262時，作為該樹脂組成物所使用之樹脂材料，可舉例如各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂。
作為連接部261、262(樹脂組成物)中所使用之熱可塑性樹脂，可舉例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等之聚烯烴、改質聚烯烴、聚醯胺(例。尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍610、尼龍612、尼龍11、尼龍12、尼龍6-12、尼龍6-66)、熱可塑性聚醯亞胺、芳香族聚酯等之液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚縮醛、苯乙烯系、聚烯烴系、聚氯乙烯系、聚胺基甲酸酯系、聚酯系、聚醯胺系、聚丁二烯系、反式聚異戊二烯系、氟橡膠系、氯化聚乙烯系等之各種熱可塑性彈性體等，或以此等為主之共聚物、摻合物、聚合物合金等；此等之可使用1種或混合2種以上使用。
另外，作為連接部261、262(樹脂組成物)所使用之熱硬化性樹脂，可舉例如環氧樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯(不飽和聚酯)樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等，此等之中可使用1種或混合2種以上 使用。
[半導體元件]
半導體元件(第1半導體元件)3係例如集成電路元件(IC)，更具體而言，可為例如邏輯IC、記憶體及受發光元件等之任一者。
該半導體元件3係設於上述佈線基板2之基板21之上面(一面)側，並與屬於第1導體圖案之導體圖案221電氣連接著。
具體而言，半導體元件3係於其下面上設有未圖示之複數端子，該各端子經由金屬凸塊31，電氣連接至上述導體圖案221之複數之端子221a。
作為金屬凸塊31之構成材料，並無特別限定，可與上述金屬凸塊71同樣地使用例如錫-鉛系、錫-銀系、錫-鋅系、錫-鉍系、錫-銻系、錫-銀-鉍系、錫-銅系、錫-銀-銅系等之各種焊材(焊錫)之任一種。
另外，半導體元件3係經由接黏層32而接黏(接合)至佈線基板2上面。
該接黏層32係由具有接黏性及絕緣性的材料所構成，例如由底部填充材之硬化物所構成。
作為底部填充材並無特別限定，可使用公知之底部填充材，亦可使用用於形成後述絕緣材81之焊錫接合用抗焊劑相同者。
[第1補強構件]
第1補強構件(加強材，stiffener)4，係接合至上述佈線基板2之基板21之上面(一面)之、半導體元件3所未接合的部分。
該第1補強構件4與基板21可例如經由接黏劑而接合。藉此，使第1補強構件4之設置變得簡單。
作為此種接黏劑，若為具有接黏機能者，並無特別限定，可使用各種接黏劑，較佳係熱傳導性優越者，可使用含有無機填充材及樹脂材料所構成的樹脂組成物。作為此種樹脂組成物，可使用與上述連接部261、262中所使用之樹脂組成物相同者。
另外，此種接黏劑可構成上述絕緣層251之至少一部分。本實施形態中，絕緣層251具有作為第1補強構件4之接黏劑的功能。
該第1補強構件4之熱膨脹係數係小於基板21、進而小於佈線基板2。藉此，可抑制基板21的熱膨脹。
另外，第1補強構件4係呈板狀。藉此，可使第1補強構件4之構成變得簡單且小型化。
本實施形態中，第1補強構件4之與基板21相反側的面(亦即上面)，係位於半導體元件3之較基板21相反側之面(亦即上面)更靠基板21側。藉此，在製造半導體封裝1時，於第1補強構件4之設置後設置半導體元件3的情況，使半導 體元件3之設置變得容易。
另外，第1補強構件4係呈包圍半導體元件3之周圍的形狀。本實施形態中，第1補強構件4係於其中央部形成配置半導體元件3的開口部40，第1補強構件4係呈包圍半導體元件3之環狀(更具體而言為四角環狀)。藉此，可增加第1補強構件4與半導體元件3的一體性，並使提高由第1補強構件4所造成之佈線基板2剛性的效果更加優越。
另外，如圖2所示，於第1補強構件4形成有貫通其厚度方向之複數之貫通孔42。具體而言，係以包圍第1補強構件4之開口部40的方式，使複數之貫通孔(開口部)42間隔地形成。藉由形成貫通孔42，可由貫通孔42內部側將第1補強構件4之熱進行散熱，而抑制熱蓄積於第1補強構件4的情形。再者，若複數形成徑較小之貫通孔42，則由於第1補強構件4之表面積變大，故可提升第1補強構件4之散熱性。
尚且，如後述般，貫通孔42之內周面全面係由絕緣層61所被覆。
本實施形態中，各貫通孔42係於俯視時，呈圓形。又，各貫通孔42之俯視形狀並不限定於圓形，亦可為例如四角形、五角形、六角形等之多角形。
開口部40係於本實施形態中，於俯視時呈四角形，但並不限定於此。
其中，較佳係貫通孔42、開口部40沿著其貫通方向而徑不改變且呈均一。藉由作成為此種單純形狀，則可簡單地形成貫通孔42、開口部40。
另外，第1補強構件4之與半導體元件3間之距離(第1補強構件4之內周面41與半導體元件3之外周圍33間的距離)係含括半導體元件3之全周而形成為一定，藉此可增加第1補強構件4及半導體元件3的一體性，並使此等所造成之佈線基板2的補強效果適當發揮。
另外，第1補強構件4較佳係與半導體元件3之熱膨脹係數差為7ppm/℃以下。藉此，半導體元件3及第1補強構件4一體性地補強佈線基板2，可抑制半導體封裝1整體的熱膨脹。
另外，作為第1補強構件4之構成材料可舉例如金屬材料，若第1補強構件4為由金屬材料所構成，則可提高第1補強構件4之熱傳導性。其結果，可抑制熱蓄積於佈線基板2或半導體元件3的情形。
作為此種金屬材料，若為具有上述之熱膨脹係數者則無特別限定，可使用各種金屬材料，由實現散熱性及低熱膨脹的觀點而言，較佳係使用含有Fe的合金。
作為此種含有Fe之合金，可舉例如Fe-Ni系合金、Fe-Co-Cr系合金、Fe-Co系合金、Fe-Pt系合金、Fe-Pd系合金等之任一種，特佳係使用Fe-Ni系合金。
此種金屬材料不僅熱傳導性優越，熱膨脹係數較低且具有接近一般之半導體元件3之熱膨脹係數的熱膨脹係數。因此，藉由半導體元件3及第1補強構件4，可一體地補強佈線基板2。
作為Fe-Ni系合金，若含有Fe及Ni，則無特別限定，除了Fe及Ni之外，剩餘部(M)亦可含有Co、Ti、Mo、Cr、Pd、Pt等之金屬中之一種或二種以上的金屬。
更具體而言，作為Fe-Ni系合金，可舉例如Fe-36Ni合金(銦鋼)等之Fe-Ni合金、Fe-32Ni-5Co合金(超恆範鋼)、Fe-29Ni-17Co(鐵鎳鉻合金)、Fe-36Ni-12Co合金(恆彈性鎳鉻鋼)等之Fe-Ni-Co合金、Fe-Ni-Cr-Ti合金、Ni-28Mo-2Fe合金等之Ni-Mo-Fe合金等。又，Fe-Ni-Co合金例如以KV-2、KV-4、KV-6、KV-15、KV-25等之KV系列(NEOMAX Material公司製)、Nivarox等之商品名所市售。又，Fe-Ni合金例如以Ns-5、D-1(NEOMAX Material公司製)等之商品名所市售。又，Fe-Ni-Cr-Ti合金例如以Ni-Span C-902(大同Special Metal公司製)、E1-3(NEOMAX Material公司製)等之商品名所市售。
另外，作為Fe-Co-Cr系合金，若為含有Fe、Co及Cr者則無特別限定，可舉例如Fe-54Co-9.5Cr(不銹銦鋼)等之Fe-Co-Cr合金。又，Fe-Co-Cr系合金係除了Fe、Co及Cr之外，亦可含有Ni、Ti、Mo、Pd、Pt等之金屬中之1種或 2種以上之金屬。
另外，作為Fe-Co系合金，若含有Fe及Co則無特別限定，除了Fe及Co之外，亦可含有Ni、Ti、Mo、Cr、Pd、Pt等金屬中之1種或2種以上之金屬。
另外，作為Fe-Pt系合金，若含有Fe及Pt則無特別限定，除了Fe及Pt之外，亦可含有Co、Ni、Ti、Mo、Cr、Pd等金屬中之1種或2種以上之金屬。
另外，作為Fe-Pd系合金，若含有Fe及Pd則無特別限定，除了Fe及Pd之外，亦可含有Co、Ni、Ti、Mo、Cr、Pt等金屬中之1種或2種以上之金屬。
特佳係第1補強構件4之熱膨脹係數為0.5ppm/℃以上且10ppm/℃以下，更佳1ppm/℃以上且7ppm/℃以下，再更佳為1ppm/℃以上且5ppm/℃以下。藉此，可減小半導體元件3與第1補強構件4的熱膨脹係數差，以此等為一體而補強佈線基板2。因此，可有效防止佈線基板2的曲翹。
另外，第1補強構件4與半導體元件3的熱膨脹係數差的絕對值，較佳為7ppm/℃以下、更佳5ppm/℃以下、再更佳2ppm/℃以下。藉此，可減小半導體元件3與第1補強構件4的熱膨脹係數差，以此等為一體而補強佈線基板2。因此，可有效防止佈線基板2的曲翹。
由上述熱膨脹係數之觀點而言，在構成第1補強構件4之金屬材料為Fe-Ni系合金的情況，上述Fe-Ni系合金較佳 係Ni含量為30wt%以上且50wt%以下，Ni含量更佳為35wt%以上且45wt%以下。藉此，可使第1補強構件4之熱膨脹係數與半導體元件3之熱膨脹係數接近。此時，上述Fe-Ni系合金較佳係Fe含量為50wt%以上且70wt%以下，Fe含量更佳為55wt%以上且65wt%以下。
另外，在構成第1補強構件4之金屬材料為Fe-Ni系合金的情況，上述Fe-Ni系合金較佳係Fe及Ni之合計含量為85wt%以上且100wt%以下，更佳係Fe及Ni之合計含量為90wt%以上且100wt%以下。亦即，上述Fe-Ni系合金較佳係剩餘部(M)之含量為0wt%以上且15wt%以下，更佳係剩餘部(M)之含量為0wt%以上且10wt%以下。藉此，可使第1補強構件4之熱膨脹係數與半導體元件3之熱膨脹係數接近。
另外，第1補強構件4之平均厚度係配合佈線基板2之熱膨脹係數、佈線基板2之第1補強構件4及第2補強構件5之形狀、尺寸、構成材料等而決定，並無特別限定，例如為0.02mm以上且0.8mm以下左右。又，本實施形態中，第1補強構件4之厚度呈均勻，但亦可具有厚度相異的部分。例如，亦可由第1補強構件4內側起朝外側使厚度連續性或階段性地減少或增加。
另外，本實施形態中，雖然於第1補強構件4之被覆開口部40內周面41之絕緣層61、與半導體元件3之間形成有 間隙，但此間隙中亦可填充熱傳導性材料。藉此，可由半導體元件3經由熱傳導性材料將熱有效地傳達至第1補強構件4。其結果，可提升半導體封裝1之散熱性。
作為此種熱傳導性材料，並無特別限定，可舉例如含有無機填充材及樹脂材料所構成的樹脂組成物。作為該樹脂組成物，可使用與上述連接部261、262中所使用之樹脂組成物為相同者。
另外，該熱傳導性材料亦可使用與上述接黏層32(底部填充材)相同者，在使用與接黏劑32相同者作為熱傳導性材料的情況，亦可將熱傳導性材料及接黏層32一次性地形成。
[第2補強構件]
第2補強構件(加強材，stiffener)5，係接合至上述佈線基板2之基板21之下面(另一面)。
該第2補強構件5與基板21可經由接黏劑而接合。藉此，使第2補強構件5之設置變得簡單。
作為此種接黏劑，若為具有接黏機能者，並無特別限定，可使用各種接黏劑，較佳係熱傳導性優越者，可使用含有無機填充材及樹脂材料所構成的樹脂組成物。作為此種樹脂組成物，可使用與上述連接部261、262中所使用之樹脂組成物相同者。
另外，此種接黏劑可構成上述絕緣層252之至少一部分。本實施形態中，絕緣層252具有作為第2補強構件5之接黏 劑的功能。
該第2補強構件5係與上述第1補強構件4同樣地，熱膨脹係數係小於基板21、進而小於佈線基板2。
第2補強構件5係呈板狀。藉此，可使第2補強構件5之構成變得簡單且小型化。
另外，如圖3所示，第2補強構件5係具有沿著佈線基板2(基板21)之外周部(較導體圖案224更外側)而設置之部分(框部)52、與設於金屬凸塊71彼此間之部分53。藉由第2補強構件5之部分52與佈線基板2(基板21)間之接合，第2補強構件5可有效地補強佈線基板2。又，藉由第2補強構件5之部分53與佈線基板2間之接合，可提高第2補強構件5之剛性。
更具體說明之，第2補強構件5係具有以未接觸至上述各金屬凸塊71且包圍各金屬凸塊71之方式所形成的複數之開口部51。各開口部52各配置有一個金屬凸塊71。藉此，可增大第2補強構件5於佈線基板2下面所佔的面積比例。其結果可使提高由第2補強構件5所造成之佈線基板2剛性的效果更加優越。
本實施形態中，各開口部51係於俯視時，呈圓形。又，各開口部51之俯視形狀並不限定於此，亦可為例如楕圓形、多角形等。
另外，各開口部51係對應於各金屬凸塊71(一對一地對 應)而設置。藉此，可達到第2補強構件5的剛性均一化。又，亦可提高第2補強構件5之散熱性。
另外，第2補強構件5之與各金屬凸塊71間之距離(俯視時開口部51之壁面與金屬凸塊71之外周面間的距離)係含括金屬凸塊71之全周而形成為一定，藉此可增加第2補強構件5及各金屬凸塊71的一體性，並使此等所造成之佈線基板2的補強效果適當發揮。
另外，開口部51之直徑並無特別限定，為例如20μm以上且470μm以下左右。
另外，複數之開口部51彼此的距離(中心間距離)並無特別限定，為例如50μm以上且500μm以下左右。
於此，本實施形態中，開口部51係如圖3所示，在由佈線基板2之基板面側的俯視時，配置成矩陣狀。
另外，與上述第1補強構件4同樣地，第2補強構件5較佳係與半導體元件3之熱膨脹係數差為7ppm/℃以下。藉此，第2補強構件5有效地補強佈線基板2，可抑制半導體封裝1整體的熱膨脹。
另外，第2補強構件5係由金屬材料所構成。作為此種金屬材料，可使用與第1補強構件4相同者。藉此，可提高第2補強構件5之散熱性。其結果可提升半導體封裝1之散熱性。
作為此種金屬材料，並無特別限定，由實現散熱性及低熱 膨脹的觀點而言，較佳係使用Fe-Ni系合金。
作為Fe-Ni系合金，可使用與上述第1補強構件4相同者。
特佳係第2補強構件5之熱膨脹係數為0.5ppm/℃以上且10ppm/℃以下，更佳1ppm/℃以上且7ppm/℃以下，再更佳為1ppm/℃以上且5ppm/℃以下。藉此，可減小半導體元件3與第2補強構件5的熱膨脹係數差，第2補強構件5可有效地補強佈線基板2。因此，可有效防止佈線基板2的曲翹。
另外，第2補強構件5與半導體元件3的熱膨脹係數差的絕對值，較佳為7ppm/℃以下、更佳5ppm/℃以下、再更佳2ppm/℃。藉此，可減小半導體元件3與第2補強構件5的熱膨脹係數差，第2補強構件5可有效地補強佈線基板2。因此，可有效防止佈線基板2的曲翹。
另外，第2補強構件5與第1補強構件4的熱膨脹係數差的絕對值，較佳為2ppm/℃以下、更佳1ppm/℃以下、再更佳0ppm/℃。藉此，可減小第1補強構件4與第2補強構件5的熱膨脹係數差，可防止因此等之熱膨脹差所引起的佈線基板2的曲翹。
由此種觀點而言，第2補強構件5之構成材料較佳係與第1補強構件4之構成材料為同種或相同。
另外，第2補強構件5之平均厚度係配合佈線基板2之熱膨脹係數、佈線基板2之第1補強構件4及第2補強構件5之形狀、尺寸、構成材料等而決定，並無特別限定，例如為0.02mm以上且0.8mm以下左右。
另外，於第2補強構件5與各金屬凸塊71之間，設有(填 充有)絕緣材81。藉此，可防止第2補強構件5與各金屬凸塊71間的接觸。
另外，絕緣材81係呈包圍金屬凸塊71之基板21側之部分(上部)周圍的形狀，且接合至各金屬凸塊71。藉此，絕緣材81補強了各金屬凸塊71。
絕緣材81係包圍金屬凸塊71之導體圖案224側之基部側面，並接觸至金屬凸塊71。於此，金屬凸塊71係呈略球狀，並具有彎曲之球面。而且，該金屬凸塊71係較補強構件5更突出至佈線基板相反側。絕緣材81係沿著構成金屬凸塊71之周面的球面(彎曲面)，接觸至金屬凸塊71，成為使金屬凸塊71之一部分埋入至絕緣材81中的狀態。又，絕緣材81係形成為由金屬凸塊71周面側起、朝導體圖案224側擴寬的形狀。亦即，在由與佈線基板厚度方向呈正交之方向的側視時，絕緣材81呈梯形形狀。藉此，藉由絕緣材81補強金屬凸塊71。又，於半導體封裝中，絕緣材81可呈半硬化的狀態，亦可呈完全硬化的狀態。
尚且，作為金屬凸塊71，可使用與上述金屬凸塊31相同的材料。
其中，絕緣材81之形狀並不限定於此。
另外，絕緣材81較佳係具有較上述佈線基板2之基板21高的熱傳導性。藉此，可使金屬凸塊71與第2補強構件5之間的熱傳導性優越，可提高半導體封裝之散熱性。此種絕緣材81係具有絕緣性，含有樹脂材料而構成。
此種絕緣材81並無特別限定，較佳係由硬化性材料所構成，例如較佳係由具有熱硬化性之焊錫接合用樹脂組成物所 形成。
此種焊錫接合用樹脂組成物(以下亦稱為「硬化性助焊劑」)，係具有助焊劑活性化合物的熱硬化性樹脂組成物，在焊錫接合時發揮助焊劑之作用，接著進行加熱，藉此硬化而發揮作為焊錫接合部之補強材的作用。又，此種焊錫接合用樹脂組成物係在焊錫接合時，去除焊錫接合面及焊錫材料之氧化物等之有害物，保護焊錫接合面，並進行焊錫材料的精鍊，可進行高強度的良好接合。再者，焊錫接合用樹脂組成物係在焊錫接合後不需藉由洗淨等予以去除，可直接進行加熱而成為三維交聯之樹脂，發揮作為焊錫接合部之補強材的作用。
此種焊錫接合用樹脂組成物，可例如含有具酚性羥基之樹脂(A)及該樹脂之硬化劑(B)而構成。
作為具酚性羥基之樹脂(A)，並無特別限制，可舉例如酚酚醛清漆樹脂、烷基酚酚醛清漆樹脂、多元酚酚醛清漆樹脂、可溶酚醛樹脂、聚乙烯酚樹脂等。此等之中，可使用任1種以上。
另外，於硬化性助焊劑中，且酚性羥基之樹脂(A)的含量，較佳為硬化性助焊劑整體之20~80重量%，更佳25~60重量%。若樹脂(A)之含量未滿20重量%，則去除焊錫及金屬表面之氧化物等污垢的作用降低，而有焊錫接合性不良之虞。若樹脂(A)之含量超過80重量%，則無法得到具有充分物性 的硬化物，而有接合強度與可靠性降低之虞。
另外，具酚性羥基之樹脂(A)之酚性羥基，係藉由其還原作用，去除焊錫及金屬表面之氧化物等污垢，故可有效發揮焊錫接合之助焊劑的作用。
另外，作為具酚性羥基之樹脂(A)的硬化劑(B)，可舉例如環氧化合物、異氰酸酯化合物等。作為環氧化合物及異氰酸酯化合物，可舉例如雙酚系、酚酚醛清漆系、烷基酚酚醛清漆系、聯苯系、萘酚系、間苯二酚系等之酚基礎的環氧化合物，以異氰酸酯化合物、或飽和脂肪族、環狀脂肪族、不飽和脂肪族等之骨架為基礎並經改質之環氧化合物、異氰酸酯化合物等。此等之中，可使用任1種以上。
另外，硬化劑(B)之調配量，較佳係硬化劑之環氧基、異氰酸酯基等之反應性官能基為樹脂(A)之酚性羥基之0.5~1.5當量倍，更佳0.8~1.2當量倍。若硬化劑之反應性官能基未滿羥基之0.5當量倍，則有無法獲得具有充分物性的硬化物、補強效果變小、接合強度與可靠性降低之虞。若硬化劑之反應性官能基超過羥基之1.5當量倍，則有焊錫及金屬表面之氧化物等污垢的去除作用降低、焊錫接合性不良之虞。
此種焊錫接合用樹脂組成物(硬化性助焊劑)，係藉由具酚性羥基之樹脂(A)與該樹脂之硬化劑(B)的反應，而形成具有良好物性之硬化物，故於焊錫接合後不需藉由洗淨去除助焊 劑，藉由硬化物保持焊錫接合部，即使在高溫、多濕環境下仍保持電氣絕緣性，可形成接合強度與可靠性高的焊錫接合。
尚且，上述般之焊錫接合用樹脂組成物，係除了具酚性羥基之樹脂(A)與該樹脂之硬化劑(B)之外，亦可含有硬化性抗氧化劑(C)、依微結晶狀態分散之具酚性羥基之化合物(D)及該化合物之硬化劑(E)、溶劑(F)、硬化觸媒、用於提升密黏性或耐濕性之矽烷偶合劑、用於防止空隙之消泡劑、或液狀或粉末之難燃劑等。
另外，作為焊錫接合用樹脂組成物，亦可使用下述者。
例如，焊錫接合用樹脂組成物亦可為含有熱硬化性樹脂、助焊劑活性化合物、與咪唑等之硬化促進劑者。
作為熱硬化性樹脂，可舉例如環氧樹脂、苯氧樹脂、聚矽氧樹脂、氧環丁烷樹脂、酚樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚酯樹脂(不飽和聚酯樹脂)、二烯丙基酞酸酯樹脂、順丁烯二醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂(聚醯亞胺前驅物樹脂)、順丁烯二醯亞胺-三
Figure TWI611521BD00003
樹脂、氰酸酯樹脂等。特佳係含有由環氧樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、苯氧樹脂、聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂、順丁烯二醯亞胺樹脂、順丁烯二亞醯胺-三
Figure TWI611521BD00004
樹脂、氰酸酯樹脂所組成群選擇之至少1種的熱硬化性樹脂。其中，由硬化性與保存性、硬化物之耐濕性的觀點而言，較佳係使用環氧樹脂。
另外，作為助焊劑活性化合物，較佳係具有酚性羥基及/或羧基的化合物。作為具酚性羥基之化合物，可舉例如酚、鄰甲酚、2,6-茬酚、對甲酚、間甲酚、鄰乙基酚、2,4-茬酚、2,5-茬酚、間乙基酚、2,3-茬酚、
Figure TWI611521BD00005
酚、3,5-茬酚、對第三丁基酚、鄰苯二酚、對第三戊基酚、間苯二酚、對辛基酚、對苯基酚、雙酚F、雙酚AF、聯苯、二烯丙基雙酚F、二烯丙基雙酚A、三酚、四酚等之含酚性羥基之單體類，酚酚醛清漆樹脂、鄰甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚F酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂等之含酚性羥基之樹脂。
此等之中，可使用任1種以上。
作為具羧基之化合物，可舉例如脂肪族酸酐、脂環式酸酐、芳香族酸酐、脂肪族羧酸、芳香族羧酸等。作為上述脂肪族酸酐，可舉例如琥珀酸酐、聚己二酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐等。作為上述脂環式酸酐，可舉例如甲基四氫酞酸酐、甲基六氫酞酸酐、甲基HIMIC酸酐、六氫酞酸酐、四氫酞酸酐、三烷基四氫酞酸酐、甲基環己烯二羧酸酐等。作為上述芳香族酸酐，可舉例如酞酸酐、偏苯三甲酸酐、苯均四酸酐、二苯基酮四羧酸酐、乙二醇雙偏苯三酸酯、甘油參偏苯三酸酯等。此等之中，可使用任1種以上。
再者，作為具有羧基與酚性羥基之化合物，可舉例如水楊酸、2,3-二羥基苯甲酸、2,4-二羥基苯甲酸、龍膽酸(2,5-二羥基苯甲酸)、2,6-二羥基苯甲酸、3,4-二羥基苯甲酸、沒食 子酸(3,4,5-三羥基苯甲酸)等之苯甲酸衍生物；1,4-二羥基-2-萘酸、3,5-二羥基-2-萘酸等之萘酸衍生物；酚肽；二酚酸等。其中，較佳為酚肽、龍膽酸、2,4-二羥基苯甲酸、2,6-二羥基苯甲酸，特佳為酚肽、龍膽酸。此等之中，可使用任1種以上。
絕緣材81亦可含有傳熱性之填充材。作為填充材，可舉例如無機填充材，例如Au、Ag、Pt等之金屬，二氧化矽、氧化鋁、矽藻土、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、金屬肥粒鐵等之氧化物，氮化硼、氮化矽、氮化鎵、氮化鈦等之氮化物，氫氧化鋁、氫氧化鎂等之氫氧化物，碳酸鈣(輕質、重質)、碳酸鎂、白雲石、碳鈉鋁石等之碳酸鹽，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸銨、亞硫酸鈣等之硫酸鹽或亞硫酸鹽，滑石、雲母、黏土、玻璃纖維、矽酸鈣、蒙脫石、皂土等之矽酸鹽，硼酸鋅、甲基硼酸鋇、硼酸鋁、硼酸鈣、硼酸鈉等之硼酸鹽，碳黑、石墨、碳纖維等之碳，其他鐵粉、銅粉、鋁粉、鋅白、硫化鉬、硼烷纖維、鈦酸鉀、鈦酸鋯酸鉛。此等之中，可使用任1種以上。又，在使用具有導電性者作為無機填充材時，視需要可施加絕緣處理。
其中，作為上述無機填充材，由絕緣性及熱傳導性優越的觀點而言，較佳係二氧化矽、氧化鋁、矽藻土、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、金屬肥粒鐵等之氧化物，氮化硼、氮化矽、氮化鎵、氮化鈦等之氮化物之任1種以上。
[絕緣層]
絕緣層61係設於第1補強構件4上，又，絕緣層62係設於第2補強構件5上。
更具體說明之，絕緣層61係形成於第1補強構件4之與基板21為相反側之面的整面、及開口部40內周面41上及各貫通孔42之內周面上。開口部40內之絕緣層61，係沿著內周面41而形成，在沿著基板21之厚度方向的剖面視時，於被覆相對向之內周面41之絕緣層61間形成有空隙。
同樣地，在沿著基板21之厚度方向的剖面視時，於貫通孔42之被覆相對向之內周面的絕緣層61間形成有空隙。
一般由於樹脂層之熱放射率較金屬層高，故可將傳達至第1補強構件4之熱經由絕緣層61而有效地進行熱放射。藉此，可提高半導體封裝之散熱性。尤其是如圖1所示般，在半導體封裝1之沿著基板21之厚度方向的剖面中，在第1補強構件4之開口部40、貫通孔42所挾持的區域，由於與基板21為相反側之表面及兩側面(開口部40之內周面、貫通孔42之內周面)之3個面被絕緣層61所被覆，故可確實提高散熱性。
另外，絕緣層61並未形成於第1補強構件4之基板21側的面上。亦即，本實施形態中，第1補強構件4係直接接觸至佈線基板2。藉此，可使來自佈線基板2之熱直接傳熱至第1補強構件4。
尚且，亦可於第1補強構件4之基板21側之面上設有接黏劑，將第1補強構件4與佈線基板之抗焊層接黏。此時，於第1補強構件4之基板21側之面，未設置絕緣層61，而設置與絕緣層61相異之組成的接黏劑。
再者，由於在第1補強構件4之與基板21相反側的面上、內周面41上及各貫通孔42之內周面由絕緣層61所被覆，故在將半導體封裝組裝至半導體裝置中時，可防止半導體封裝以外之其他構件與第1補強構件4的非故意短路。
另外，絕緣層62係形成於第2補強構件5之與基板21為相反側之面的整面、及各開口部51內周面上。一般由於樹脂層之熱放射率較金屬層高，故可將傳達至第2補強構件5之熱經由絕緣層62而有效地進行熱放射。藉此，可提高半導體封裝之散熱性。尤其是如圖1所示般，在半導體封裝1之沿著基板21之厚度方向的剖面中，在第2補強構件5之開口部51所挾持的區域，由於與基板21為相反側之表面及兩側面(開口部51之內周面)之3個面被絕緣層61所被覆，故可確實提高散熱性。
另外，絕緣層62並未形成於第2補強構件5之基板21側的面上。亦即，本實施形態中，第2補強構件5係直接接觸至佈線基板2。藉此，可使來自佈線基板2之熱直接傳熱至第2補強構件5。
尚且，亦可於第2補強構件5之基板21側之面上設有接 黏劑，將第2補強構件5與佈線基板之抗焊層接黏。此時，於第2補強構件5之基板21側之面，未設置絕緣層61，而設置與絕緣層61相異組成的接黏劑。
再者，藉由於開口部51內周面上設置絕緣層62，可防止第2補強構件5之開口部51內周面與金屬凸塊71的短路。
尚且，絕緣層62若設置成被覆第2補強構件5之至少一部分即可。同樣地，絕緣層61若設置成被覆第1補強構件4之至少一部分即可。
本實施形態中，絕緣層61係由與上述佈線基板2之絕緣層251相同的材料所構成，又，絕緣層62係由與上述佈線基板之絕緣層252相同的材料所構成。
具體說明之，絕緣層61、62之構成材料，可適合使用含有樹脂材料之樹脂組成物。
作為此種樹脂組成物中所使用之樹脂材料，可舉例如各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂。上述樹脂組成物較佳係以樹脂成分為主成分，樹脂成分係由熱可塑性樹脂及/或熱硬化性樹脂所構成。
作為絕緣層61、62中所使用之熱可塑性樹脂，分別可舉例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等之聚烯烴、改質聚烯烴、聚醯胺(例。尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍610、尼龍、612、尼龍11、尼龍12、尼龍6-12、尼龍6-66)、熱可塑性聚醯亞胺、芳香族聚酯等之液晶聚合物、聚苯醚、 聚苯硫、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚縮醛、苯乙烯系、聚烯烴系、聚氯乙烯系、聚胺基甲酸酯系、聚酯系、聚醯胺系、聚丁二烯系、反式聚異戊二烯系、氟橡膠系、氯化聚乙烯系等之各種熱可塑性彈性體等，或以此等為主之共聚物、摻合物、聚合物合金等；此等之可使用1種或混合2種以上使用。
另外，作為絕緣層61、62所使用之熱硬化性樹脂，可舉例如環氧樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯(不飽和聚酯)樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等，此等之中可使用1種或混合2種以上使用。
另外，絕緣層61、62較佳係分別具有較基板21高之熱傳導性。藉此，可使來自第1補強構件4之熱有效地傳達至絕緣層61，可使來自第1補強構件4之熱由絕緣層61有效放射。同樣地，可使來自第2補強構件5之熱有效地傳達至絕緣層62，可使來自第2補強構件5之熱由絕緣層62有效放射。
另外，本實施形態中，由於以絕緣層被覆著第1補強構件4與第2補強構件5雙方，故可確實提高半導體封裝之散熱性。
由此種觀點而言，絕緣層61、62較佳係分別含有樹脂材料(樹脂成分)及傳熱性填充材(尤其是無機填充材)而構成。藉此，可使絕緣層61、62之絕緣性及熱傳導性優越。又， 可簡單形成絕緣層61、62。
絕緣層61、62係由散熱性之觀點而言，較佳係含有樹脂組成10wt%~80wt%、填充材20wt%~90wt%。
作為絕緣層61、62所使用之無機填充材，可舉例如Au、Ag、Pt等之金屬，二氧化矽、氧化鋁、矽藻土、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、金屬肥粒鐵等之氧化物，氮化硼、氮化矽、氮化鎵、氮化鈦等之氮化物，氫氧化鋁、氫氧化鎂等之氫氧化物，碳酸鈣(輕質、重質)、碳酸鎂、白雲石、碳鈉鋁石等之碳酸鹽，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸銨、亞硫酸鈣等之硫酸鹽或亞硫酸鹽，滑石、雲母、黏土、玻璃纖維、矽酸鈣、蒙脫石、皂土等之矽酸鹽，硼酸鋅、甲基硼酸鋇、硼酸鋁、硼酸鈣、硼酸鈉等之硼酸鹽，碳黑、石墨、碳纖維等之碳，其他鐵粉、銅粉、鋁粉、鋅白、硫化鉬、硼烷纖維、鈦酸鉀、鈦酸鋯酸鉛。此等之中，可使用任1種以上。又，在使用具有導電性者作為無機填充材時，視需要可施加絕緣處理。
其中，作為上述無機填充材，由絕緣性及熱傳達性優越的觀點而言，較佳係二氧化矽、氧化鋁、矽藻土、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、金屬肥粒鐵等之氧化物，氮化硼、氮化矽、氮化鎵、氮化鈦等之氮化物的任1種以上。此等之中，可使用任1種以上。
另外，絕緣層61、62係與上述基板21之絕緣層251、252 同樣地，可藉由抗焊劑所形成。
(半導體封裝之製造方法)
以上說明之半導體封裝1，可如以下般進行製造。又，半導體封裝1之製造方法並不限定於此。
以下根據圖4，簡單說明半導體封裝1之製造方法的一例。
[A1]
首先，如圖4(a)所示，準備設有導體圖案221~224、導體柱231~233、傳熱柱24的基板21。
具體而言，係準備於一面側貼附了成為導體圖案223之金屬層，於另一面側貼附了成為導體圖案222之金屬層的絕緣層212。然後，形成導體柱232所形成之貫通孔，藉鍍覆等填充導體柱232。然後，對上述各金屬層進行蝕刻，形成導體圖案222、223。接著，準備貼附了成為導體圖案221之金屬層的絕緣層211。又，準備貼附了成為導體圖案224之金屬層的絕緣層213。
然後，將絕緣層211依被覆導體圖案222之方式配置於絕緣層212之一面側。同樣地，將絕緣層213依被覆導體圖案223之方式配置於絕緣層212之另一面側。接著，於絕緣層211形成導體柱231用之貫通孔，再於絕緣層213形成導體柱233用之貫通孔。將導體柱231、233等藉鍍覆等予以填充。然後，對上述金屬層進行蝕刻，形成導體圖案221、224。
其後，形成貫通絕緣層211~213之貫通孔，填充傳熱柱 24。
[A2]
接著，如圖4(b)所示般，準備用於形成第1補強構件4之片材狀構件104，然後，於基板21之上面，將片材狀構件104經由接黏劑106進行接合。
片材狀構件104係藉由後述加工而成為第1補強構件4的構件，由與上述第1補強構件4之構成材料相同之構成材料所構成。
另外，接黏劑106係含有樹脂材料而構成，成為絕緣層251者。該接黏劑106係依塗佈至片材狀構件104及基板21中之至少一者上的狀態，經由接黏劑106將片材狀構件104與基板21貼合。於此，接黏劑106係含有熱硬化性樹脂而構成，呈未硬化或半硬化之狀態。
此接合時，於片材狀構件104之與基板21間的接合面，先形成應成為連接部261的金屬凸塊。具體而言，係先將成為連接部261之金屬凸塊焊錫接合至片材狀構件104，形成由片材狀構件104突出的突起。在將片材狀構件104與基板21貼合時，金屬凸塊穿透設於基板21上所設置之接黏劑106而與傳熱柱24連接。藉此，此種金屬凸塊構成連接部261。於後述之回焊步驟中，藉由加熱至該金屬凸塊之熔點以上，使連接部261與傳熱柱24焊錫接合。
與此種片材狀構件104之接合同樣地，在基板21下面， 將用於形成第2補強構件5之片材狀構件105經由接黏劑107予以接合。
片材狀構件105係藉由後述加工而成為第2補強構件5的構件，由與上述第2補強構件5之構成材料相同之構成材料所構成。
另外，接黏劑107係含有樹脂材料而構成，成為絕緣層252者。該接黏劑107係依塗佈至片材狀構件105及基板21中之至少一者上的狀態，經由接黏劑107將片材狀構件105與基板21貼合。於此，接黏劑107係含有熱硬化性樹脂而構成，呈未硬化或半硬化之狀態。
此接合時，於片材狀構件105之與基板21間的接合面，先形成應成為連接部262的金屬凸塊。具體而言，係先將成為連接部262之金屬凸塊焊錫接合至片材狀構件105。具體而言，先將成為連接部262之金屬凸塊焊錫接合至片材狀構件105，形成由片材狀構件105突出的突起。在將片材狀構件105與基板21貼合時，該金屬凸塊穿透設於基板21上所設置之接黏劑107而與傳熱柱24連接。藉此，此種金屬凸塊構成連接部262。於後述之回焊步驟中，藉由加熱至該金屬凸塊之熔點以上，使連接部262與傳熱柱24焊錫接合。
尚且，在以樹脂材料構成連接部261(262)時，係事先於絕緣層251(252)之傳熱柱24上之部分形成開口部，於該開口部內配置樹脂材料。其後，以使樹脂材料、片材狀構件 104(105)接觸之方式，將片材狀構件104(105)配置於樹脂材料上。
[A3]
接著，藉由將片材狀構件104之一部分選擇性地去除，如圖4(c)所示，形成第1補強構件4。同樣地，藉由將片材狀構件105選擇性地去除，形成第2補強構件5。
作為去除片材狀構件104、105之一部分的方法(亦即貫通孔42、開口部40、開口部51等之形成方法)，分別並無特別限定，可舉例如藉由雷射照射進行去除的方法、藉由蝕刻進行去除的方法等任一者。此等方法係加工精度優越。因此，即使在以狹窄間距配置金屬凸塊71的情況，仍可防止金屬凸塊71與第2補強構件5之間的接觸。
作為上述雷射，可使用例如CO2雷射、UV-YAG雷射等。
另外，上述蝕刻可為乾式蝕刻，亦可為濕式蝕刻，較佳為濕式蝕刻。藉此，可防止基板21之損傷，可形成第1補強構件4及第2補強構件5。
另外，在去除此種片材狀構件104、105之一部分時，較佳係根據設於片材狀構件104、105或基板21之定位記號，決定去除位置。
[A4]
接著，如圖4(d)所示，在第1補強構件4上形成絕緣層61，並在第2補強構件5上形成絕緣層62。
作為絕緣層61、62之形成方法，分別並無特別限定，可適合使用例如塗佈液狀之樹脂組成物並使其硬化或固化的方法。又，本實施形態中，絕緣層61、62係由熱硬化性之樹脂組成物所構成，故塗佈液狀之樹脂組成物，如後述般使其硬化，形成絕緣層61、62。
本實施形態中，絕緣層61係以被覆第1補強構件4之開口部40內周面及貫通孔42內周面之方式進行塗佈，但以使開口部40之內部、貫通孔42之內部未完全埋覆之方式進行塗佈。其中，於開口部40、貫通孔42內之絕緣層251上亦可被覆絕緣層61。
同樣地，絕緣層62係以被覆第2補強構件5之開口部51內周面之方式進行塗佈，但以使開口部51之內部未完全埋覆之方式進行塗佈。其中，於開口部51內之絕緣層252上亦可被覆絕緣層62。
如上述，絕緣層61、62係與絕緣層251、252同樣地，由熱硬化性之樹脂組成物所構成，於此步驟中，絕緣層61、62係未硬化或半硬化之狀態。
[A5]
接著，如圖8所示般，於各開口部51內配置絕緣材81。該絕緣材81係未硬化(或半硬化)之狀態。其後，如圖4(e)所示，將金屬凸塊71配置於開口部51內。藉由將金屬凸塊71插入至開口部51內，則絕緣材81被金屬凸塊71所按壓， 而配置成包圍金屬凸塊71。此時，絕緣材81在開口部51內面與金屬凸塊71之間形成彎月面。
另外，絕緣層252係如上述般，由於呈未硬化或半硬化，故配置成金屬凸塊71被嵌入至絕緣層252中，使金屬凸塊71與導體圖案224接觸。又，在開口部51內之絕緣層252上塗佈了絕緣層62時，係使金屬凸塊71嵌入至絕緣層62及絕緣層252。藉此，形成開口部252A。其後，進行迴焊，將金屬凸塊71與導電圖案224焊錫接合。
此種焊錫接合並無特別限定，配置成於佈線基板2下面抵接各金屬凸塊71，依此狀態，藉由例如200~280℃×10~60秒進行加熱則可進行。
另外，如圖4(e)所示般，於佈線基板2上面塗佈了底部填充材後，將半導體元件3經由金屬凸塊31藉迴焊予以接合。此時，如上述般，由於絕緣層251為未硬化或半硬化，故配置成使金屬凸塊31嵌入至絕緣層251中，使金屬凸塊31接觸至導體圖案221。又，在開口部40內之絕緣層251上塗佈了絕緣層61的情況，係使金屬凸塊31嵌入至絕緣層61及絕緣層251中。藉此，於絕緣層251形成開口部251A。
作為底部填充材，係使用與上述絕緣材81相同之具有助焊劑活性的樹脂。又，亦可在搭載半導體元件3、使用助焊劑或焊錫膏等藉回焊將半導體元件3接合至佈線基板2後，使通常之毛細管底部填充材於佈線基板2與半導體元件3 之間填充、硬化。
其後，視需要適當實施加熱步驟，而調整絕緣材81、絕緣層251、252、絕緣層61、62之硬化度。
如以上獲得半導體封裝1。
<第2實施形態>
接著說明本發明之第2實施形態。
圖5為概略表示本發明第2實施形態之半導體封裝的剖面圖，圖6為表示圖5所示半導體封裝之製造方法之一例的圖。又，以下說明中，為了方便說明，將圖5中之上側稱為「上」，將其下側稱為「下」。又，圖5及圖6中，分別為了方便說明，而將半導體封裝之各部分誇大描繪。
以下針對第2實施形態之半導體封裝，以與上述實施形態之相異點為中心進行說明，對於相同事項則省略其說明。又，圖5及圖6中，對於與上述實施形態相同之構成亦加註相同符號。
第2實施形態之半導體封裝1A，係與補強構件5上之絕緣層之構成相異，並不具有絕緣材81。其他點則與第1實施形態相同。
如圖5所示，半導體封裝1A係具有設於第1補強構件4上之絕緣層61A、與設於第2補強構件5上之絕緣層62A。
更具體說明之，絕緣層61A係與第一實施形態之絕緣層61同樣地，形成於第1補強構件4之與基板21為相反側之 面上、內周面41上及各貫通孔42之內周面上。絕緣層61A係與絕緣層61同樣地，形成於第1補強構件4之佈線基板2側的面上。
另外，絕緣層62A係設於第2補強構件5之與基板21為相反側之面上及各開口部51之內周面上。絕緣層62A係與絕緣層62同樣地形成於第2補強構件5上，並未形成於第2補強構件5之佈線基板2側之面。又，本實施形態中，於開口部51內部並未配置絕緣材81。
絕緣層62A係包圍金屬凸塊71之周圍，並沿著金屬凸塊71之周面的彎曲面而接觸至金屬凸塊71。換言之，絕緣層62A係填充著開口部51內部之金屬凸塊71、與開口部51內周面之間的間隙。本實施形態中，用於補強金屬凸塊71之硬化性材料、與被覆第2補強構件5之絕緣層呈一體化，構成絕緣層62A。
而且，金屬凸塊71由絕緣層62A突出至基板21的相反側。
本實施形態中，絕緣層61A、62A係由與上述第1實施形態之絕緣材81相同的材料所構成。
具體說明之，絕緣層61A、62A之構成材料係分別可使用具有熱硬化性的焊錫接合用樹脂。
(半導體封裝之製造方法)
上述說明之半導體封裝1A，可如以下進行而製造。又， 半導體封裝1A之製造方法並不限定於此。
以下，根據圖6，簡單說明半導體封裝1A之製造方法之一例。
[B1]
首先，如圖6(a)所示，與上述實施形態同樣地，準備設有導體圖案221~224、傳熱柱24的基板21。
[B2]
接著，與上述實施形態同樣地，如圖6(b)所示般，準備用於形成第1補強構件4的片材狀構件104，然後，於基板21上面，將片材狀構件104經由接黏劑106予以接合。
又，與上述實施形態同樣地，準備用於形成第2補強構件5之片材狀構件，於基板21上經由接黏劑107予以接合。
[B3]
接著，與上述實施形態同樣地，藉由去除片材狀構件104之一部分，如圖6(c)所示般，形成第1補強構件4。同樣地，藉由去除片材狀構件105之一部分，而形成第2補強構件5。
[B4]
接著，如圖6(d)所示，於第1補強構件4上形成絕緣層61A，並於第2補強構件5上形成絕緣層62A。
作為絕緣層61A、62A之形成方法，分別無特別限定，例如塗佈液狀之樹脂組成物。於此，與上述實施形態同樣地，以被覆開口部40內周面及貫通孔42內周面，且不埋覆開口 部40內、貫通孔42內之方式，塗佈構成絕緣層61A的樹脂組成物。
另一方面，構成絕緣層62A之樹脂材料，係依使第2補強構件5之開口部51內部完全埋覆之方式進行塗佈。更具體而言，藉由構成絕緣層62A之樹脂材料，依埋覆開口部51內部、且被覆第2補強構件5之與基板21相反側之表面的方式，塗佈上述樹脂材料。
[B5]
接著，如圖6(e)所示，於開口部51內部配置金屬凸塊71。絕緣層62A由於呈未硬化或半硬化之狀態，故藉由使金屬凸塊71嵌入至絕緣層62A，而使金屬凸塊71配置於開口部51內側。
另外，絕緣層252係如上述般，由於呈未硬化或半硬化，故依使金屬凸塊71嵌入至絕緣層252中之方式配置金屬凸塊71，使金屬凸塊71與導體圖案224接觸。藉此，形成開口部252A。其後，進行回焊，將金屬凸塊71與導體圖案224焊錫接合。
另外，如圖6(e)所示，與第1實施形態同樣地，於佈線基板2上面塗佈了底部填充材後，將半導體元件3經由金屬凸塊31藉迴焊予以接合。
其後，視需要適當實施加熱步驟，而調整絕緣層251、252、絕緣層61A、62A之硬化度。
如以上得到半導體封裝1A。
藉由以上說明之第2實施形態之半導體封裝1A，亦可防止因熱所造成之不良情況的發生。
(半導體裝置)
接著，針對本發明之半導體裝置，根據較佳之實施形態進行說明。
於此，雖針對具有第1實施形態之半導體封裝1的半導體裝置100進行說明，但亦可取代半導體封裝1而使用第2實施形態之半導體封裝1A。
圖7係概略表示本發明之半導體裝置之實施形態之一例的剖面圖。
如圖7所示，半導體裝置100係具有母板(基板)200、搭載於該母板200之半導體封裝1。
於此種半導體裝置100中，半導體封裝1之金屬凸塊71接合至母板200的端子201。藉此，使半導體封裝1與母板200電氣連接，於此等之間進行電氣信號的傳送。又，經由該接合部，可使半導體封裝1之熱散逸至母板200。
根據以上說明之半導體裝置100，由於具備上述散熱性及可靠性優越之半導體封裝1，故可靠性優越。
以上雖根據圖示之實施形態說明了本發明之半導體封裝及半導體裝置，但本發明並不限定於此等。
例如，於上述實施形態中，亦可使第1補強構件4設置成 包圍半導體元件3之全周，但並不限定於此，例如亦可於半導體元件3之周圍一部分形成缺損部分(缺口)。
另外，形成於第2補強構件5之開口部，亦可不與各金屬凸塊71呈一對一對應。亦即，於第2補強構件5上，亦可依使1個開口部對應至複數個金屬凸塊71之方式，形成開口部。
另外，上述實施形態中，雖以在補強構件上所設置之絕緣層為由樹脂組成物所構成的情況為例進行了說明，但並不限定於此，例如，設於補強構件之絕緣層亦可由金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氟化物等之無機化合物(陶瓷)所構成。此時，例如可藉由熱氧化、氣相成膜等於補強構件上形成絕緣層。
另外，上述實施形態中，係將補強構件4、5安裝於基板21後，於補強構件4、5分別形成開口部40、開口部51，其後，於各個補強構件4、5上設置了絕緣層61、62，但半導體封裝之製造方法並不限定於此。亦可事先於補強構件4形成開口部40，並在補強構件5形成開口部51後，再安裝至基板21。其中，如上述實施形態般，在將補強構件4、5安裝至基板21後，再於補強構件4、5形成開口部40、開口部51者，係開口部40與導體圖案221間之定位、開口部51與導體圖案224間之定位變得容易。
本發明係包含以下構成者。
(1)一種半導體封裝，其特徵為具有：佈線基板，係具備：基板；設於上述基板之一面側之第1導體圖案；與設於上述基板之另一面側，並與上述第1導體圖案電氣連接之第2導體圖案；半導體元件，係接合於上述基板之上述一面，並電氣連接至上述第1導體圖案；補強構件，係接合至上述基板之上述一面及上述另一面中之至少一面，熱膨脹係數小於上述基板；與絕緣層，係設置成被覆上述補強構件之表面之至少一部分，並具有絕緣性。
上述絕緣層係絕緣性樹脂層或陶瓷層。
(2)如(1)之半導體封裝，其中，在上述第2導體圖案之與上述基板相反之面上，接合複數之金屬凸塊；上述補強構件係具有接合至上述基板之上述另一面、未接觸至上述各金屬凸塊且位於上述金屬凸塊彼此之間的部分。
(3)如(2)之半導體封裝，其中，上述補強構件係具有複數之開口部，上述補強構件之上述開口部彼此之間的部分係位於上述金屬凸塊彼此之間的位置。
(4)如(3)之半導體封裝，其中，上述絕緣層係至少設於上述開口部彼此之間的部分上。
(5)如(1)至(4)中任一項之半導體封裝，其中，上述絕緣層係具有較上述基板高之熱傳導性。
(6)如(1)至(5)中任一項之半導體封裝，其中，上述絕緣層係含有樹脂材料及傳熱性填充材而構成。
(7)如(1)至(6)中任一項之半導體封裝，其中，上述補強構件係由金屬材料所構成。
(8)如(7)之半導體封裝，其中，上述金屬材料係Fe-Ni系合金。
(9)一種半導體裝置，係具備(1)至(8)中任一項之半導體封裝。
本申請案係主張於2011年10月13日所申請之日本專利出願2011-226022為基礎的優先權，將其開示內容全部引用於此。
1、1A‧‧‧半導體封裝
2‧‧‧佈線基板
3‧‧‧半導體元件
4、5‧‧‧補強構件
21‧‧‧基板
24‧‧‧傳熱柱
31、71‧‧‧金屬凸塊
32、22‧‧‧接黏層
33‧‧‧外周面
40‧‧‧開口部
41‧‧‧內周面
42‧‧‧貫通孔
51‧‧‧開口部
52‧‧‧框部
53‧‧‧部分
61、61A、62、62A‧‧‧絕緣層
81‧‧‧絕緣材
100‧‧‧半導體裝置
104、105‧‧‧片材狀構件
106、107‧‧‧接黏劑
200‧‧‧母板
201‧‧‧端子
211、212、213‧‧‧絕緣層
221、222、223、224‧‧‧導體圖案
221a‧‧‧端子
231、232、233‧‧‧導體柱
251、252‧‧‧絕緣層
251A、252A‧‧‧開口部
261、262‧‧‧連接部
圖1為概略表示本發明第1實施形態之半導體封裝的剖面圖。
圖2為表示圖1所示半導體封裝的俯視圖。
圖3為表示圖1所示半導體封裝的仰視圖。
圖4為表示圖1所示半導體封裝之製造方法之一例的圖。
圖5為概略表示本發明第2實施形態之半導體封裝的剖面圖。
圖6為表示圖5所示半導體封裝之製造方法之一例的圖。
圖7為概略表示本發明半導體裝置之實施形態之一例的剖面圖。
圖8為表示本發明半導體封裝之製造方法之製造步驟的剖面圖。
1‧‧‧半導體封裝
2‧‧‧佈線基板
3‧‧‧半導體元件
4、5‧‧‧補強構件
21‧‧‧基板
24‧‧‧傳熱柱
31、71‧‧‧金屬凸塊
32‧‧‧接黏層
40‧‧‧開口部
41‧‧‧內周面
42‧‧‧貫通孔
51‧‧‧開口部
61、62‧‧‧絕緣層
81‧‧‧絕緣材
211、212、213‧‧‧絕緣層
221、222、223、224‧‧‧導體圖案
221a‧‧‧端子
231、232、233‧‧‧導體柱
251、252‧‧‧絕緣層
251A、252A‧‧‧開口部
261、262‧‧‧連接部

Claims (14)

  1. 一種半導體封裝，其特徵為具有；佈線基板，係具備：含纖維基材之基板；設於上述基板之一面側之第1導體圖案；與設於上述基板之另一面側，並與上述第1導體圖案電氣連接之第2導體圖案；半導體元件，係接合於上述基板之上述一面，並電氣連接至上述第1導體圖案；金屬製之補強構件，係接合至上述佈線基板，熱膨脹係數小於上述佈線基板；與絕緣層，係設置成被覆上述補強構件之表面之至少一部分；上述絕緣層係絕緣性樹脂層或陶瓷層；使接合至上述第2導體圖案、且朝與上述第2導體圖案相反之側彎曲為凸狀的複數之金屬凸塊間隔配置；作為上述補強構件，具備配置於上述佈線基板之上述第2導體圖案側的第2補強構件；於該第2補強構件，形成有用於分別配置複數之上述金屬凸塊的複數之開口部；於各上述開口部之內周面、及與上述佈線基板為相反側之面中，位於相鄰接之開口部間之部分係由上述絕緣層所被覆；於上述開口部內側，係配置有包圍上述金屬凸塊周圍、且 沿著構成上述金屬凸塊之周面的彎曲面而接觸至上述金屬凸塊的絕緣性之硬化性材料。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，該半導體封裝係具備配置於上述佈線基板之上述第1導體圖案側之第1補強構件、與配置於上述佈線基板之第2導體圖案側之第2補強構件，作為上述補強構件；上述第1補強構件及上述第2補強構件係分別被上述絕緣層所被覆；於上述第1補強構件，形成有用於配置上述半導體元件之開口部；於上述第2補強構件，形成有用於配置金屬凸塊之開口部。
  3. 如申請專利範圍第2項之半導體封裝，其中，使複數之上述金屬凸塊間隔配置；於上述第2補強構件，形成有用於配置各金屬凸塊的複數之開口部；屬於各開口部之內周面、及與上述佈線基板為相反側之面，且位於相鄰接之開口部間的部分，係由上述絕緣層所被覆。
  4. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，上述硬化性材料係由與構成上述絕緣層之樹脂組成物相同之樹脂組成物所構成； 上述硬化性材料與上述絕緣層係一體地構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，上述硬化性材料及上述絕緣層係使含有助焊劑活性化合物之樹脂組成物硬化而成者。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，上述絕緣層係含有樹脂材料及傳熱性填充材而構成。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，上述佈線基板係具有抗焊層，其被覆上述第2導體圖案，且形成有露出上述第2導體圖案之一部分的貫通孔；於上述補強構件，形成有用於配置上述金屬凸塊的開口部；於上述抗焊層之貫通孔及上述補強構件之開口部內，配置有接合至上述第2導體圖案的金屬凸塊。
  8. 如申請專利範圍第7項之半導體封裝，其中，上述抗焊層之貫通孔的周緣係位於上述補強構件之開口部之周緣內側。
  9. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，上述絕緣層係絕緣性之樹脂層，被覆上述補強構件之上述開口部的內周面及上述補強構件之與上述佈線基板為相反側的面；上述補強構件之上述佈線基板側的面，係未被上述絕緣層所被覆，而直接接觸至上述佈線基板。
  10. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，於上述 佈線基板，形成有貫通上述佈線基板的熱傳導性之傳熱部；上述補強構件之上述佈線基板側的面，係接觸至上述佈線基板之上述傳熱部。
  11. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，作為上述補強構件，具備配置於上述佈線基板之第1導體圖案側的第1補強構件；於上述第1補強構件，形成有用於配置上述半導體元件之開口部、及與該開口部相異之其他開口部；上述絕緣層係被覆上述第1補強構件之與上述佈線基板為相反側的表面、上述開口部之內周面及上述其他開口部之內周面。
  12. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，上述絕緣層係具有較上述基板高的熱傳導性。
  13. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝，其中，構成上述補強構件之金屬材料為Fe-Ni系合金。
  14. 一種半導體裝置，係具有申請專利範圍第1項之半導體封裝。
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