パッケージおよびパッケージの製造方法
【課題】接続パッドへ通じる開口部が、所望の形状で形成されたパッケージを提供する。
【解決手段】（ａ）接続パッド１が形成された基板２を準備する。（ｂ）接続パッド１上に、型材を搭載する。（ｃ）接続パッド１が形成された基板２の面を樹脂で覆うパッケージ部６を形成する。（ｄ）パッケージ部６の表面で前記型材を露出させる。（ｅ）パッケージ部６の表面側から、露出した前記型材を除去していき、接続パッド１上のパッケージ部６に開口部１１を形成する。これにより、前記型材の形状をした開口部１１が形成されたＰＯＰ構造体のボトムパッケージ１２が略完成する。
【解決手段】（ａ）接続パッド１が形成された基板２を準備する。（ｂ）接続パッド１上に、型材を搭載する。（ｃ）接続パッド１が形成された基板２の面を樹脂で覆うパッケージ部６を形成する。（ｄ）パッケージ部６の表面で前記型材を露出させる。（ｅ）パッケージ部６の表面側から、露出した前記型材を除去していき、接続パッド１上のパッケージ部６に開口部１１を形成する。これにより、前記型材の形状をした開口部１１が形成されたＰＯＰ構造体のボトムパッケージ１２が略完成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージおよびその製造技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第７，７７７，３５１号明細書（特許文献１）には、パッケージの製造技術に関し、レーザ孔開け工程により、接続部へ向かうビアをパッケージ部に形成し、このビアにはんだを詰める技術が開示されている。
【０００３】
特開２００７−３３５９０７号公報（特許文献２）には、パッケージの製造技術に関し、テスト用端子を露出させるために、モールド樹脂（パッケージ部）の研磨を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，７７７，３５１号明細書（ＦＩＧ．２Ａ、ＦＩＧ．２Ｂ、ＦＩＧ．２Ｃ）
【特許文献２】特開２００７−３３５９０７号公報（図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板上に実装された電子部品（半導体チップ、チップキャパシタなど）を封止する（覆う）パッケージ部が形成されたパッケージがある。半導体チップが内蔵されたパッケージは、半導体パッケージ（半導体装置）ともいわれる。パッケージは、自身が基材となり、別の部品（電子部品やパッケージなど）が実装されるものもある。
【０００６】
パッケージ上に別部品を実装し、互いを電気的に接続するにあたり、パッケージの接続部（例えば、接続パッド）と、別部品の接続部（例えば、接続バンプ）とが接合される。例えば、接続パッドが形成された基板を有するパッケージでは、別部品の接続部に対応して、接続パッドを露出するために、パッケージ部に接続パッドへ通じる開口部が形成される必要がある。このため、パッケージの開口部は、所望の形状が維持され、また、位置精度良く形成されていることが望まれる。
【０００７】
ところで、下段となる半導体パッケージ（以下、ボトムパッケージという）の上に、上段となる半導体パッケージ（以下、トップパッケージという）を搭載して構成されるＰＯＰ（Package On Package）技術がある。以下に、従来のボトムパッケージの製造技術について、図１、図２を参照して説明する。
【０００８】
このボトムパッケージの製造方法は、まず、図１に示すように、接続パッド１を含む配線が形成された基板２を準備する。次いで、基板２上に絶縁層３を介して半導体チップ４を例えばフリップチップ技術で実装する。次いで、モールド樹脂にて半導体チップ４を封止したパッケージ部６を形成する。次いで、パッケージ部６にレーザ光を照射することにより、接続パッド１へ通じる開口部１１Ｘを形成する。次いで、図２に示すように、開口部１１Ｘへはんだを注入して接続パッド１上に接合材１３（予備はんだ）を形成する。このようにして、ボトムパッケージ１２Ｘが製造される。なお、レーザＬ（図１参照）による開口部１１Ｘの形成には、例えば、前記特許文献１で開示された技術を用いることができる。
【０００９】
しかしながら、開口部１１Ｘを形成するにあたり、モールド樹脂（パッケージ部６）で隠れた接続パッド１に対してレーザ光を照射しなければならないため（図１参照）、他に位置合わせ用のマーカを形成する必要がある。また、位置精度良くレーザ光を照射するには、高精度の画像認識機構を有する高価な装置も必要となる。なお、このようにしなければ、例えば、接続パッド１の中心に開口部１１Ｘの中心を合わせた設定を行っても、ずれｘ１が発生する場合がある（図１参照）。
【００１０】
また、高出力のレーザＬを用いた場合には、開口部１１Ｘは所望の形状にならず、その縁部１１ａが一部削れてしまう場合がある。例えば、図１で示す所望の形状の縁部１１ａに対して図２に示す縁部１１ａは削れている。このため、基板２から縁部１１ａの頂部表面までの高さと、基板２から半導体チップ４を介したパッケージ部６の表面までの高さとに、ずれｘ２が発生する場合もある（図２参照）。
【００１１】
図２に示すように、ボトムパッケージ１２Ｘにトップパッケージ１５を実装し、リフロー処理を行うと、接合材１３（予備はんだ）とトップパッケージ１５の接続バンプ１８（はんだバンプ）とが溶融する。このとき、削れた縁部１１ａの開口部１１Ｘのボトムパッケージ１２Ｘでは、溶融して合わさったはんだ量が多すぎると、トップパッケージ１５の接続バンプ１８間でショートが発生してしまう。
【００１２】
本発明の一目的は、接続パッドへ通じる開口部が、所望の形状で形成されたパッケージを提供することにある。また、本発明の他の目的は、接続パッドへ通じる開口部が、位置精度良く形成されたパッケージを提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明の一実施形態におけるパッケージの製造方法は、以下の（ａ）〜（ｄ）工程を含んでいる。（ａ）接続パッドが形成された基板を準備する。（ｂ）前記接続パッド上に、型材を搭載する。（ｃ）前記接続パッドが形成された前記基板の面を樹脂で覆うパッケージ部を形成する。（ｄ）前記パッケージ部の表面で前記型材を露出させる。（ｅ）前記パッケージ部の表面側から、露出した前記型材を除去していき、前記接続パッド上の前記パッケージ部に開口部を形成する。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。型材を除去することにより、接続パッドへ通じる開口部が、所望の形状で形成されたパッケージを提供することができる。また、接続パッド上に搭載した型材を除去することにより、接続パッドへ通じる開口部が、位置精度良く形成されたパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の製造工程中のパッケージの断面図である。
【図２】図１に続く製造工程中のパッケージの拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態１における製造工程中のパッケージの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線における製造工程中のパッケージの断面図である。
【図５】図４に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図６】図５に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図７】図６に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図８】図７に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図９】図８に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図１０】図９で示したパッケージを用いた製造工程中のＰＯＰ構造体の断面図である。
【図１１】図１０に続く製造工程中のＰＯＰ構造体の断面図である。
【図１２】本発明の実施形態１の変形例おける製造工程中のパッケージの断面図である。
【図１３】本発明の実施形態２における製造工程中のパッケージの断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態におけるパッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１７】
（実施形態１）
本発明の実施形態では、ＰＯＰ構造体のボトムパッケージに適用した場合について説明する。ボトムパッケージの製造方法について、図３〜図８に示す各工程を参照して説明する。なお、パッケージは大判の基板を用いて製造することで、複数個取りができるが、説明を明解にするために、１つのパッケージを対象に説明する。
【００１８】
まず、図３および図４に示すように、接続パッド１が上面（チップ搭載面）に形成された基板２を準備する。この接続パッド１は、ボトムパッケージの接続部となるため、搭載される電子部品（例えば、半導体チップ）を避けて、その周りに複数配置（形成）されている。隣接する接続パッド１のピッチは、例えば、０．４０〜０．５０ｍｍ程度である。次いで、基板２の上面で絶縁層３（例えば、絶縁フィルム）を介して半導体チップ４が、基板２（配線基板）とフリップチップ接続される。
【００１９】
基板２は、例えば、ビルドアップ法を用いて製造された多層構造の配線基板を用いることができる。ビルドアップ法による配線基板の製造の一例を説明する。まず、コア基板を準備した後、この両面側に絶縁層を形成する。次いで、絶縁層を貫通するビアホールを形成する。次いで、導電材料でビアホールの内部を充填するとともに絶縁層上に配線層を形成する。これらの工程を繰り返して絶縁層と配線層とを交互に積層する。次いで、最上配線層を覆うように、例えばソルダレジストフィルムをラミネートした後、パターニングにより開口部を形成して接続パッドを露出する。ソルダレジスト層（ソルダレジストフィルム）から露出する接続パッドは、接続部となるため、Ｃｕ（銅）／Ｎｉ（ニッケル）／Ａｕ（金）の順で表面処理が施される。
【００２０】
このようにして製造された配線基板は、上下面側の最外層の配線層（図２参照）が内部の配線層およびビアを介して互いに電気的に接続されたものとなる。コア基板は、例えば、ガラスエポキシ配線基板が用いられる。また、絶縁層は、例えば、ポリイミド系樹脂や、エポキシ系樹脂が用いられる。また、配線層は、例えば、Ｃｕ（銅）が用いられる。
【００２１】
図４などでは、基板２（配線基板）の半導体チップ４が搭載される上面（搭載面）側で、型材５が搭載される接続パッド１と、上面の反対の裏面側で、接続バンプ１４（図９参照）が搭載される接続パッド１ａを図示している。この基板２は、コア基板を備えた配線基板に限らず、コア基板を用いずに製造された多層構造の配線基板（コアレス基板）であっても良い。なお、コアレス基板は、仮基板上に絶縁層と配線層とを交互に積層した後、仮基板を除去して製造されるものである。
【００２２】
続いて、図４に示すように、接続パッド１上に、型材５を搭載する。
【００２３】
この型材５は、後の工程において、接続パッド１上に開口部を形成するための型として用いられるものである。本実施形態では、球形状の型材５を用いる。より具体的には、型材５として、はんだから構成されるはんだボール５Ａを用いる。はんだボール５Ａは、例えば、Ｐｂ（鉛）−Ｓｎ（錫）、あるいはＰｂフリーのＡｇ（銀）−Ｓｎを含むはんだで構成される。
【００２４】
接続パッド１上にはんだボール５Ａを搭載するには、例えば、振り込み法を用いることができる。振り込み法の一例を説明する。まず、接続パッド１の位置に合わせた複数の穴を有するマスクを基板２上に載置する。次いで、その複数の穴のそれぞれに複数のはんだボール５Ａを振り込んで、穴と位置合わせされた一つの接続パッド１上に一つのはんだボール５Ａを載置する。次いで、はんだボール５Ａに対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、溶融したはんだボール５Ａが接続パッド１と接合する（図５参照）。
【００２５】
このようにしてはんだボール５Ａは、接続パッド１上に搭載される。なお、接続パッド１とはんだボール５Ａとの接合の際にフラックスを用いた場合は、洗浄により残存するフラックスを除去する。
【００２６】
続いて、図６に示すように、接続パッド１が形成された基板２の面を覆うパッケージ部６を形成する。
【００２７】
このパッケージ部６は、基板２上に搭載された半導体チップ４を封止するものである。本実施形態では、樹脂モールド装置を用いて、モールド樹脂から構成されるパッケージ部６を形成する。モールド樹脂は、例えば、フィラーを含有した熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００２８】
樹脂モールド装置は、図５に示すように、パッケージ部６の型であるキャビティ７ａを有する上金型７と、基板２が載置されるクランプ面８ａを有する下金型８とを備えている。まず、型開きした状態で下金型８のクランプ面８ａに基板２を載置する。次いで、型閉じして基板２を上金型７と下金型８とでクランプする。このとき、接続パッド１が形成された基板２の上面（チップ搭載面）はキャビティ７ａに覆われ、また、半導体チップ４およびはんだボール５Ａはキャビティ７ａに内包される。
【００２９】
次いで、キャビティ７ａ内にモールド樹脂を注入して充填した後、加熱硬化させてモールド樹脂から構成されるパッケージ部６を形成する。このパッケージ部６により、半導体チップ４および型材５（はんだボール５Ａ）は覆われることとなる（図６参照）。
【００３０】
続いて、図７に示すように、パッケージ部６の表面で型材５（はんだボール５Ａ）を露出させる。
【００３１】
本実施形態では、研磨機を用いて、パッケージ部６の表面側からの研磨を行い、パッケージ部６からはんだボール５Ａを露出させる。この研磨は、半導体チップ４が露出せずに、はんだボール５Ａの高さが半分以上除去されるまで行う。これにより、はんだボール５Ａは、露出面側が切断された椀形状（あるいは半球形状）となる。また、半導体チップ４は、パッケージ部６で封止されたままである。
【００３２】
続いて、パッケージ部６の表面側から、露出した型材５（はんだボール５Ａ）を除去していき、図８に示すように、接続パッド１上のパッケージ部６に開口部１１を形成する。これにより、ボトムパッケージ１２が略完成する。
【００３３】
本実施形態では、エッチング液を用いて型材５を除去して、その型材５の形状をした開口部１１を形成する。エッチング液は、パッケージ部６に対して型材５を除去できるエッチング選択比を有するものを用いる。パッケージ部６はモールド樹脂から構成され、型材５ははんだから構成されるので、例えば、メタンスルホン酸を含有したエッチング液（市販品としては、例えばメルテックス株式会社製の「メルストリップＨＮ−９８０」）を用いることができる。このように、型材５とパッケージ部６とのエッチング選択比が高いエッチング液を用いて、露出した型材５を除去することで、所望の形状の開口部１１を形成することができる。
【００３４】
仮に、型材を設けずに開口部を形成する場合は、例えば、パッケージ部の表面にマーカを形成し、それを認識できる高精度の画像認識機構を用いて、接続パッド上に開口部を形成する必要がある。これに対して、本実施形態では、開口部１１を形成するにあたり、マーカを形成し、また高精度の画像認識装置を用いなくとも、露出した型材５を除去することで、位置精度良く形成することができる。また、高価である高精度の画像認識装置を用いる必要がないため、パッケージの製造コストを低減することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、研磨して露出された型材５（はんだボール５Ａ）を全て除去している。研磨された型材５が椀形状（半球形状）であるため、開口部１１は同じ形状となる。すなわち、開口部１１は、口部から接続パッド１側の底部へ向かって徐々に開口径が小さくなるようにアール状の内壁面を有する椀形状の開口部１１Ａとなる。
【００３６】
これらの工程を経て製造されたボトムパッケージ１２（１２Ａ）は、接続パッド１が形成された基板２の上面を覆うパッケージ部６を備えており、このパッケージ部６には、表面側から接続パッド１へ通じる開口部１１が形成されている。この開口部１１（１１Ａ）は、所望の形状の椀形状（あるいは半球形状）であり、アール状の内壁面を有している。
【００３７】
開口部１１（１１Ａ）が椀形状となることで、ＰＯＰ構造体の製造の際に、ボトムパッケージ１２の接続パッド１とトップパッケージの接続部とを接合する接合材（例えば、はんだ）を、留め易くすることができる。また、トップパッケージの接続部が例えば接続バンプ（はんだボール）である場合には、開口部１１がガイドとなって、接続パッド１へと接続バンプを導くことができ、接続パッド１と接続バンプとを確実に当接、接合させることができる。このように、トップパッケージの接続部の形状に合わせて、ボトムパッケージ１２の開口部１１を形成することもできる。
【００３８】
次に、ボトムパッケージ１２を用いたＰＯＰ構造体の製造方法について、図９〜図１１に示す各工程を参照して説明する。なお、ＰＯＰ構造体は、ボトムパッケージ上にトップパッケージが積層された構造体であるので、全体としてもパッケージといえる。
【００３９】
まず、図９に示すように、開口部１１の底部であって接続パッド１上に接合材１３を形成する。これにより、ボトムパッケージ１２は、接続パッド１上に形成された接合材１３を備えた形態となる。この接合材１３は、ボトムパッケージ１２の接続パッド１とトップパッケージの接続部とを接合するものである。
【００４０】
本実施形態では、接合材１３としてはんだを用い、ディスペンサにより適量を開口部１１内の接続パッド１上に滴下する。次いで、このはんだに対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、溶融したはんだが接続パッド１上に溜まり、接合材１３としてはんだ溜まり（予備はんだ）が形成される。
【００４１】
また、図９に示すように、ボトムパッケージ１２の下面（上面と反対側の面）で露出している接続パッド（図示せず）に、接続部として接続バンプ１４（例えば、はんだボール）を形成してＢＧＡ（Ball Grid Array）構造とすることができる。これにより、ボトムパッケージ１２は、上面側の接続部として接続パッド１、下面側の接続部として接続バンプ１４（ＢＧＡ構造）を備えた形態となる。この接続バンプ１４は、例えば、ＰＯＰ構造体の状態で、マザーボードの接続部と接合されるものである。
【００４２】
接続バンプ１４としてはんだボールを用いる場合は、前述した振り込み法を用いて下面側の接続パッドにはんだボールを搭載し、このはんだボールに対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、接続バンプ１４を形成することができる。なお、上面側の接続パッド１と接合材１３とを接合する際に熱処理が施されるが、下面側の接続パッドと接続バンプ１４とを接合する際の熱処理を同時に行うことで、処理時間を短縮することができる。
【００４３】
続いて、図１０に示すように、ボトムパッケージ１２に搭載されるトップパッケージ１５を準備する。このトップパッケージ１５は、基板１６と、この基板１６上に搭載された電子部品（図示せず）と、この電子部品を封止するように基板１６の上面側に形成されたパッケージ部１７と、基板１６の下面側に形成された接続バンプ１８とを備えている。
【００４４】
基板１６は、例えば、基板２と同様にして形成された配線基板である。電子部品は、例えば、半導体チップである。また、パッケージ部１７は、例えば、パッケージ部６と同様にして形成されたモールド樹脂から構成されるものである。また、接続バンプ１８は、ＢＧＡ構造を構成するはんだボールであり、前述した振り込み法を用いて下面側の接続パッド（図示せず）にはんだボールを搭載し、このはんだボールに対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、形成されたものである。
【００４５】
ここで、接続バンプ１８であるはんだボールの径（例えば、０．２５ｍｍ程度）は、型材５として用いたはんだボール５Ａの径（例えば、０．３０ｍｍ程度）よりも小さい。すなわち、トップパッケージ１５のはんだボール（接続バンプ１８）は、ボトムパッケージ１２の開口部１１の口部における開口径よりも小さい。これにより、ボトムパッケージ１２上にトップパッケージ１５を搭載するときに、開口部１１がガイドとなって、接続パッド１へと接続バンプ１８を導くことができる。また、開口部１１の形状が椀形状（あるいは半球形状）であるため、球形状の接続バンプ１８とフィットし、安定してボトムパッケージ１２上にトップパッケージ１５を搭載することができる。
【００４６】
次いで、接合材１３（はんだ溜まり）および接続バンプ１８（はんだボール）に対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、溶融した接合材１３を介して接続バンプ１８を接続パッド１と接合する（図１１参照）。接合材１３を設けることにより、接続パッド１と接続バンプ１８とが接合し易くなる。なお、接続パッド１と接続バンプ１８との接合の際にフラックスを用いた場合は、洗浄により残存するフラックスを除去する。
【００４７】
このようにして、図１１に示すように、ボトムパッケージ１２上にトップパッケージ１５が積層されて構成されるＰＯＰ構造体２１が略完成する。
【００４８】
ＰＯＰ構造体２１用のボトムパッケージ１２では、半導体チップ４の周りで互いに隣接する開口部１１の縁部１１ａは共用されている。この縁部１１ａは、図８に示すように、基板２から縁部１１ａの頂部表面までの高さｔ１が、基板２から電子部品４を介したパッケージ部６の表面までの高さｔ２と同じである。高さｔ１、ｔ２が同じとなるのは、前述した工程により、接続パッド１へ通じる開口部１１が、所望の形状で形成されるからである。このように、縁部１１ａの高さｔ１が確保されるので、ボトムパッケージ１２上に搭載されたトップパッケージ１５の接続バンプ１８間では、図２を参照して説明したような、ショートが発生するのを防止することができる。すなわち、ＰＯＰ構造体２１の製造歩留まりを向上することができる。
【００４９】
また、ボトムパッケージ１２では、接続パッド１の開口部１１が椀形状であるため、その底部（接続パッド１の表面）からアール状に内壁面が形成されている。すなわち、接続パッド１の表面に対する開口部１１の内壁面の角度が緩やかである。このため、接合材１３を介して接続バンプ１８を接続パッド１と接合することによって開口部１１内部が、はんだ（導電材料）で充填された場合であっても、接続パッド１の表面縁（内壁面との境界側）でボイド（鬆）が発生するのを防止することができる。すなわち、ＰＯＰ構造体２１の信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、ボトムパッケージ１２では、接続パッド１の開口部１１が椀形状であるため、開口部１１の口部は、底部より開口径が大きい。このため、接合材１３（はんだ溜まり）を介して接続バンプ１８（はんだボール）を接続パッド１と接合する熱処理（リフロー処理）の際に、はんだが突沸するのを防止することができる。すなわち、ＰＯＰ構造体２１の製造歩留まりを向上することができる。
【００５１】
前述したはんだボール５Ａを用いた実施形態の変形例として、はんだタブレット５Ｂを用いることもできる。以下では、はんだタブレット５Ｂを用いた方法について説明する。まず、図１２に示すように、接続パッド１上に、型材５（はんだタブレット５Ｂ）を搭載する。
【００５２】
この型材５は、後の工程において、接続パッド１上に開口部を形成するための型として用いられるものである。本実施形態では、円柱形状の型材５を用いる。より具体的には、型材５として、はんだから構成されるはんだタブレット５Ｂを用いる。はんだタブレット５Ｂは、例えば、Ｐｂ（鉛）−Ｓｎ（錫）、あるいはＰｂフリーのＡｇ（銀）−Ｓｎを含むはんだで構成される。
【００５３】
接続パッド１上にはんだタブレット５Ｂを搭載するには、例えば、キャリア搬送法を用いることができる。キャリア搬送法の一例を説明する。まず、接続パッド１の位置に合わせた複数の吸着穴を有するキャリアを準備する。次いで、その複数の吸着穴のそれぞれに複数のはんだタブレット５Ｂの一方の円面を吸着させて、各穴と位置合わせされた接続パッド１上に他方の円面側ではんだタブレット５Ｂを載置する。次いで、はんだタブレット５Ｂに対して熱処理（リフロー処理）を施す。これにより、溶融したはんだタブレット５Ｂが接続パッド１と接合する。なお、リフロー処理後のはんだタブレット５Ｂは、はんだボール５Ａを搭載したときと同様に球形状となる。
【００５４】
このようにしてはんだタブレット５Ｂは、接続パッド１上に搭載される。なお、接続パッド１とはんだタブレット５Ｂとの接合の際にフラックスを用いた場合は、洗浄により残存するフラックスを除去する。
【００５５】
その後、図５〜図８の通り、接続パッド１が形成された基板２の面を覆うパッケージ部６を形成し、そのパッケージ部６の表面で型材５（はんだ５Ｂ）を露出させた後、露出した型材５を除去することにより開口部１１を有するボトムパッケージ１２が略完成する。
【００５６】
（実施形態２）
前記実施形態１では、接合材１３としてはんだを用いて、ディスペンサにより適量を開口部１１内の接続パッド１上に滴下した場合について説明した。本実施形態では、はんだから構成される型材５（はんだボール５Ａ）を用い、これを接合材１３とする場合について、図１３に示す工程を参照して説明する。なお、その他の工程などは前記実施形態１で説明したとおりである。
【００５７】
図７を参照して説明したパッケージ部６の表面で型材５を露出させる工程の後、図１３に示すように、型材５の一部を残存させるように、エッチング液を用いて型材５を除去する。次いで、残存した一部の型材５（はんだボール５Ａ）に対して熱処理（リフロー処理）を施して溶融させる。その溶融したはんだが接続パッド１上に溜まり、図９に示したように、接合材１３としてはんだ溜まり（予備はんだ）が形成される。
【００５８】
このようなボトムパッケージ１２も、接続パッド１上に形成された接合材１３を備えた形態となる。本実施形態によれば、型材５をすべて除去する必要がないので、処理時間を短縮することができる。また、接合材１３となる別の材料（はんだ）を供給する工程を省略することができる。
【００５９】
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６０】
例えば、前記実施形態では、型材５として、形状が球形状のもの（はんだボール５Ａ）を適用した場合について説明した。これに限らず、型材５として、円柱形状や多面体を含む立体形状など他の形状のものを適用することにより、その型材の形状の開口部を形成することができる。例えば、図１４に示すように、開口部１１Ｂが円柱形状となることで、ＰＯＰ構造体の製造の際に、ボトムパッケージ１２Ｂおよびトップパッケージの接続部間を接合する接合材（例えば、はんだ）を、留め易くすることができる。また、例えば、トップパッケージの接続部が接続バンプである場合には、開口部１１がガイドとなって、接続パッド１へと接続バンプを導くことができ、接続パッド１と接続バンプとを確実に当接、接合させることができる。
【００６１】
このボトムパッケージ１２Ｂは、接続パッド１が形成された基板２の上面を覆うパッケージ部６を備えており、このパッケージ部６には、表面側から接続パッド１へ通じる開口部１１が形成されている。この開口部１１（１１Ｂ）は、所望の形状の円柱形状である。開口部１１（１１Ｂ）が円柱形状となることで、ＰＯＰ構造体の製造の際に、トップパッケージの接続部が例えば接続ピンである場合（ＰＧＡ）には、開口部１１がガイドとなって、接続パッド１へと接続ピンを導くことができる。このように、トップパッケージの接続部の形状に合わせて、ボトムパッケージ１２の開口部１１を形成することもできる。
【００６２】
例えば、前記実施形態では、球形状の型材５として、はんだボール５Ａを用い、これをエッチング液によって除去して、接続パッド１上に開口部１１（１１Ａ）を形成する場合について説明した。これに限らず、球形状の型材として、銅（Ｃｕ）ボールを用いる場合も考えられる。また、銅のエッチング液としては、塩化第二鉄溶液や、塩化第二銅溶液などが考えられる。この場合でも、接続パッドへ通じる開口部を所望の形状で位置精度良く形成することができる。
【００６３】
例えば、前記実施形態では、半導体チップ４を封止するパッケージ部６として、モールド金型（上金型７）のキャビティ７ａにモールド樹脂を充填して形成する場合について説明した。これに限らず、ポッティングなどで封止樹脂（例えば、エポキシ系樹脂）を被着し、半導体チップを封止してパッケージ部を形成する場合も考えられる。この場合も接続パッドを覆うようにパッケージ部が形成されるが、型材を接続パッド上に搭載してパッケージ部を形成した後、型材を除去することで、パッケージ部に接続パッドへ通じる開口部を所望の形状で位置精度良く形成することができる。
【００６４】
例えば、前記実施形態では、図７を参照して説明したように、研磨機を用いてパッケージ部６の表面から型材５を露出させた場合について説明した。これに限らず、パッケージ部の表面側からサンドブラスト処理を施し、型材を露出させる場合も考えられる。この場合でも、型材を除去するために、型材の露出を行うことができる。
【００６５】
例えば、前記実施形態では、図７を参照して説明したように、パッケージ部６により覆われた型材５を、研磨によりパッケージ部６の表面から露出させる場合について説明した。これに限らず、型材を全て覆わずに、露出するようにパッケージ部を形成しても良い。これによれば、研磨などによる型材の変形がないので、より所望の形状の開口部を形成することができる。
【００６６】
例えば、前記実施形態では、パッケージ部６に対してエッチング選択比を有する型材５に対して、このエッチング選択比を有するエッチング液を用いてウエットエッチングで型材５を除去した場合について説明した。これに限らず、エッチング選択比を有するドライエッチングにより型材を除去する場合も考えられる。型材が露出しているので、パッケージ部に接続パッドへ通じる開口部を位置精度良く形成することができる。なお、露出した型材に対してレーザを照射して除去し、開口部を形成する場合であっても、パッケージ部から露出した型材は認識が容易であるため、開口部を位置精度良く形成することができる。また、低出力のレーザでも型材が除去できるのであれば、所望の形状の開口部を形成することもできる。
【００６７】
例えば、前記実施形態では、ボトムパッケージ１２の上面側にモールド樹脂で構成されるパッケージ部６を形成した場合について説明した。これに限らず、ボトムパッケージの下面側にモールド樹脂で構成されるパッケージ部を形成する場合や、上下面側にモールド樹脂で構成されるパッケージ部を形成する場合も考えられる。ＰＯＰ構造体を構成するにあたり、ボトムパッケージには反り防止のために、モールド樹脂部（パッケージ部）が用いられる。このモールド樹脂部をボトムパッケージの下面側に形成した場合であっても、接続パッドへ通じる開口部を所望の形状で位置精度良く形成できるので、接続パッド上に接続バンプを位置精度良く接続することができる。
【００６８】
例えば、前記実施形態では、パッケージに１つの半導体チップを封止した場合について説明した。これに限らず、複数の半導体チップを封止した場合や、他の電子部品（例えば、チップキャパシタや抵抗などの受動部品）を封止した場合も考えられる。このように基板上の電子部品の搭載密度が高い場合でも、これら周辺の接続パッドへ通じる開口部を所望の形状で位置精度良く形成することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 接続パッド
２ 基板
３ 絶縁層
４ 半導体チップ（電子部品）
５ 型材
５Ａ はんだボール
５Ｂ はんだタブレット
６ パッケージ部
７ 上金型
８ 下金型
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｘ 開口部
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｘ ボトムパッケージ（パッケージ）
１３ 接合材
１４ 接続バンプ
１５ トップパッケージ
１６ 基板
１７ パッケージ部
１８ 接続バンプ
２１ ＰＯＰ構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージおよびその製造技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第７，７７７，３５１号明細書（特許文献１）には、パッケージの製造技術に関し、レーザ孔開け工程により、接続部へ向かうビアをパッケージ部に形成し、このビアにはんだを詰める技術が開示されている。
【０００３】
特開２００７−３３５９０７号公報（特許文献２）には、パッケージの製造技術に関し、テスト用端子を露出させるために、モールド樹脂（パッケージ部）の研磨を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，７７７，３５１号明細書（ＦＩＧ．２Ａ、ＦＩＧ．２Ｂ、ＦＩＧ．２Ｃ）
【特許文献２】特開２００７−３３５９０７号公報（図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板上に実装された電子部品（半導体チップ、チップキャパシタなど）を封止する（覆う）パッケージ部が形成されたパッケージがある。半導体チップが内蔵されたパッケージは、半導体パッケージ（半導体装置）ともいわれる。パッケージは、自身が基材となり、別の部品（電子部品やパッケージなど）が実装されるものもある。
【０００６】
パッケージ上に別部品を実装し、互いを電気的に接続するにあたり、パッケージの接続部（例えば、接続パッド）と、別部品の接続部（例えば、接続バンプ）とが接合される。例えば、接続パッドが形成された基板を有するパッケージでは、別部品の接続部に対応して、接続パッドを露出するために、パッケージ部に接続パッドへ通じる開口部が形成される必要がある。このため、パッケージの開口部は、所望の形状が維持され、また、位置精度良く形成されていることが望まれる。
【０００７】
ところで、下段となる半導体パッケージ（以下、ボトムパッケージという）の上に、上段となる半導体パッケージ（以下、トップパッケージという）を搭載して構成されるＰＯＰ（Package On Package）技術がある。以下に、従来のボトムパッケージの製造技術について、図１、図２を参照して説明する。
【０００８】
このボトムパッケージの製造方法は、まず、図１に示すように、接続パッド１を含む配線が形成された基板２を準備する。次いで、基板２上に絶縁層３を介して半導体チップ４を例えばフリップチップ技術で実装する。次いで、モールド樹脂にて半導体チップ４を封止したパッケージ部６を形成する。次いで、パッケージ部６にレーザ光を照射することにより、接続パッド１へ通じる開口部１１Ｘを形成する。次いで、図２に示すように、開口部１１Ｘへはんだを注入して接続パッド１上に接合材１３（予備はんだ）を形成する。このようにして、ボトムパッケージ１２Ｘが製造される。なお、レーザＬ（図１参照）による開口部１１Ｘの形成には、例えば、前記特許文献１で開示された技術を用いることができる。
【０００９】
しかしながら、開口部１１Ｘを形成するにあたり、モールド樹脂（パッケージ部６）で隠れた接続パッド１に対してレーザ光を照射しなければならないため（図１参照）、他に位置合わせ用のマーカを形成する必要がある。また、位置精度良くレーザ光を照射するには、高精度の画像認識機構を有する高価な装置も必要となる。なお、このようにしなければ、例えば、接続パッド１の中心に開口部１１Ｘの中心を合わせた設定を行っても、ずれｘ１が発生する場合がある（図１参照）。
【００１０】
また、高出力のレーザＬを用いた場合には、開口部１１Ｘは所望の形状にならず、その縁部１１ａが一部削れてしまう場合がある。例えば、図１で示す所望の形状の縁部１１ａに対して図２に示す縁部１１ａは削れている。このため、基板２から縁部１１ａの頂部表面までの高さと、基板２から半導体チップ４を介したパッケージ部６の表面までの高さとに、ずれｘ２が発生する場合もある（図２参照）。
【００１１】
図２に示すように、ボトムパッケージ１２Ｘにトップパッケージ１５を実装し、リフロー処理を行うと、接合材１３（予備はんだ）とトップパッケージ１５の接続バンプ１８（はんだバンプ）とが溶融する。このとき、削れた縁部１１ａの開口部１１Ｘのボトムパッケージ１２Ｘでは、溶融して合わさったはんだ量が多すぎると、トップパッケージ１５の接続バンプ１８間でショートが発生してしまう。
【００１２】
本発明の一目的は、接続パッドへ通じる開口部が、所望の形状で形成されたパッケージを提供することにある。また、本発明の他の目的は、接続パッドへ通じる開口部が、位置精度良く形成されたパッケージを提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明の一実施形態におけるパッケージの製造方法は、以下の（ａ）〜（ｄ）工程を含んでいる。（ａ）接続パッドが形成された基板を準備する。（ｂ）前記接続パッド上に、型材を搭載する。（ｃ）前記接続パッドが形成された前記基板の面を樹脂で覆うパッケージ部を形成する。（ｄ）前記パッケージ部の表面で前記型材を露出させる。（ｅ）前記パッケージ部の表面側から、露出した前記型材を除去していき、前記接続パッド上の前記パッケージ部に開口部を形成する。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。型材を除去することにより、接続パッドへ通じる開口部が、所望の形状で形成されたパッケージを提供することができる。また、接続パッド上に搭載した型材を除去することにより、接続パッドへ通じる開口部が、位置精度良く形成されたパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の製造工程中のパッケージの断面図である。
【図２】図１に続く製造工程中のパッケージの拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態１における製造工程中のパッケージの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線における製造工程中のパッケージの断面図である。
【図５】図４に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図６】図５に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図７】図６に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図８】図７に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図９】図８に続く製造工程中のパッケージの断面図である。
【図１０】図９で示したパッケージを用いた製造工程中のＰＯＰ構造体の断面図である。
【図１１】図１０に続く製造工程中のＰＯＰ構造体の断面図である。
【図１２】本発明の実施形態１の変形例おける製造工程中のパッケージの断面図である。
【図１３】本発明の実施形態２における製造工程中のパッケージの断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態におけるパッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１７】
（実施形態１）
本発明の実施形態では、ＰＯＰ構造体のボトムパッケージに適用した場合について説明する。ボトムパッケージの製造方法について、図３〜図８に示す各工程を参照して説明する。なお、パッケージは大判の基板を用いて製造することで、複数個取りができるが、説明を明解にするために、１つのパッケージを対象に説明する。
【００１８】
まず、図３および図４に示すように、接続パッド１が上面（チップ搭載面）に形成された基板２を準備する。この接続パッド１は、ボトムパッケージの接続部となるため、搭載される電子部品（例えば、半導体チップ）を避けて、その周りに複数配置（形成）されている。隣接する接続パッド１のピッチは、例えば、０．４０〜０．５０ｍｍ程度である。次いで、基板２の上面で絶縁層３（例えば、絶縁フィルム）を介して半導体チップ４が、基板２（配線基板）とフリップチップ接続される。
【００１９】
基板２は、例えば、ビルドアップ法を用いて製造された多層構造の配線基板を用いることができる。ビルドアップ法による配線基板の製造の一例を説明する。まず、コア基板を準備した後、この両面側に絶縁層を形成する。次いで、絶縁層を貫通するビアホールを形成する。次いで、導電材料でビアホールの内部を充填するとともに絶縁層上に配線層を形成する。これらの工程を繰り返して絶縁層と配線層とを交互に積層する。次いで、最上配線層を覆うように、例えばソルダレジストフィルムをラミネートした後、パターニングにより開口部を形成して接続パッドを露出する。ソルダレジスト層（ソルダレジストフィルム）から露出する接続パッドは、接続部となるため、Ｃｕ（銅）／Ｎｉ（ニッケル）／Ａｕ（金）の順で表面処理が施される。
【００２０】
このようにして製造された配線基板は、上下面側の最外層の配線層（図２参照）が内部の配線層およびビアを介して互いに電気的に接続されたものとなる。コア基板は、例えば、ガラスエポキシ配線基板が用いられる。また、絶縁層は、例えば、ポリイミド系樹脂や、エポキシ系樹脂が用いられる。また、配線層は、例えば、Ｃｕ（銅）が用いられる。
【００２１】
図４などでは、基板２（配線基板）の半導体チップ４が搭載される上面（搭載面）側で、型材５が搭載される接続パッド１と、上面の反対の裏面側で、接続バンプ１４（図９参照）が搭載される接続パッド１ａを図示している。この基板２は、コア基板を備えた配線基板に限らず、コア基板を用いずに製造された多層構造の配線基板（コアレス基板）であっても良い。なお、コアレス基板は、仮基板上に絶縁層と配線層とを交互に積層した後、仮基板を除去して製造されるものである。
【００２２】
続いて、図４に示すように、接続パッド１上に、型材５を搭載する。
【００２３】
この型材５は、後の工程において、接続パッド１上に開口部を形成するための型として用いられるものである。本実施形態では、球形状の型材５を用いる。より具体的には、型材５として、はんだから構成されるはんだボール５Ａを用いる。はんだボール５Ａは、例えば、Ｐｂ（鉛）−Ｓｎ（錫）、あるいはＰｂフリーのＡｇ（銀）−Ｓｎを含むはんだで構成される。
【００２４】
接続パッド１上にはんだボール５Ａを搭載するには、例えば、振り込み法を用いることができる。振り込み法の一例を説明する。まず、接続パッド１の位置に合わせた複数の穴を有するマスクを基板２上に載置する。次いで、その複数の穴のそれぞれに複数のはんだボール５Ａを振り込んで、穴と位置合わせされた一つの接続パッド１上に一つのはんだボール５Ａを載置する。次いで、はんだボール５Ａに対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、溶融したはんだボール５Ａが接続パッド１と接合する（図５参照）。
【００２５】
このようにしてはんだボール５Ａは、接続パッド１上に搭載される。なお、接続パッド１とはんだボール５Ａとの接合の際にフラックスを用いた場合は、洗浄により残存するフラックスを除去する。
【００２６】
続いて、図６に示すように、接続パッド１が形成された基板２の面を覆うパッケージ部６を形成する。
【００２７】
このパッケージ部６は、基板２上に搭載された半導体チップ４を封止するものである。本実施形態では、樹脂モールド装置を用いて、モールド樹脂から構成されるパッケージ部６を形成する。モールド樹脂は、例えば、フィラーを含有した熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００２８】
樹脂モールド装置は、図５に示すように、パッケージ部６の型であるキャビティ７ａを有する上金型７と、基板２が載置されるクランプ面８ａを有する下金型８とを備えている。まず、型開きした状態で下金型８のクランプ面８ａに基板２を載置する。次いで、型閉じして基板２を上金型７と下金型８とでクランプする。このとき、接続パッド１が形成された基板２の上面（チップ搭載面）はキャビティ７ａに覆われ、また、半導体チップ４およびはんだボール５Ａはキャビティ７ａに内包される。
【００２９】
次いで、キャビティ７ａ内にモールド樹脂を注入して充填した後、加熱硬化させてモールド樹脂から構成されるパッケージ部６を形成する。このパッケージ部６により、半導体チップ４および型材５（はんだボール５Ａ）は覆われることとなる（図６参照）。
【００３０】
続いて、図７に示すように、パッケージ部６の表面で型材５（はんだボール５Ａ）を露出させる。
【００３１】
本実施形態では、研磨機を用いて、パッケージ部６の表面側からの研磨を行い、パッケージ部６からはんだボール５Ａを露出させる。この研磨は、半導体チップ４が露出せずに、はんだボール５Ａの高さが半分以上除去されるまで行う。これにより、はんだボール５Ａは、露出面側が切断された椀形状（あるいは半球形状）となる。また、半導体チップ４は、パッケージ部６で封止されたままである。
【００３２】
続いて、パッケージ部６の表面側から、露出した型材５（はんだボール５Ａ）を除去していき、図８に示すように、接続パッド１上のパッケージ部６に開口部１１を形成する。これにより、ボトムパッケージ１２が略完成する。
【００３３】
本実施形態では、エッチング液を用いて型材５を除去して、その型材５の形状をした開口部１１を形成する。エッチング液は、パッケージ部６に対して型材５を除去できるエッチング選択比を有するものを用いる。パッケージ部６はモールド樹脂から構成され、型材５ははんだから構成されるので、例えば、メタンスルホン酸を含有したエッチング液（市販品としては、例えばメルテックス株式会社製の「メルストリップＨＮ−９８０」）を用いることができる。このように、型材５とパッケージ部６とのエッチング選択比が高いエッチング液を用いて、露出した型材５を除去することで、所望の形状の開口部１１を形成することができる。
【００３４】
仮に、型材を設けずに開口部を形成する場合は、例えば、パッケージ部の表面にマーカを形成し、それを認識できる高精度の画像認識機構を用いて、接続パッド上に開口部を形成する必要がある。これに対して、本実施形態では、開口部１１を形成するにあたり、マーカを形成し、また高精度の画像認識装置を用いなくとも、露出した型材５を除去することで、位置精度良く形成することができる。また、高価である高精度の画像認識装置を用いる必要がないため、パッケージの製造コストを低減することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、研磨して露出された型材５（はんだボール５Ａ）を全て除去している。研磨された型材５が椀形状（半球形状）であるため、開口部１１は同じ形状となる。すなわち、開口部１１は、口部から接続パッド１側の底部へ向かって徐々に開口径が小さくなるようにアール状の内壁面を有する椀形状の開口部１１Ａとなる。
【００３６】
これらの工程を経て製造されたボトムパッケージ１２（１２Ａ）は、接続パッド１が形成された基板２の上面を覆うパッケージ部６を備えており、このパッケージ部６には、表面側から接続パッド１へ通じる開口部１１が形成されている。この開口部１１（１１Ａ）は、所望の形状の椀形状（あるいは半球形状）であり、アール状の内壁面を有している。
【００３７】
開口部１１（１１Ａ）が椀形状となることで、ＰＯＰ構造体の製造の際に、ボトムパッケージ１２の接続パッド１とトップパッケージの接続部とを接合する接合材（例えば、はんだ）を、留め易くすることができる。また、トップパッケージの接続部が例えば接続バンプ（はんだボール）である場合には、開口部１１がガイドとなって、接続パッド１へと接続バンプを導くことができ、接続パッド１と接続バンプとを確実に当接、接合させることができる。このように、トップパッケージの接続部の形状に合わせて、ボトムパッケージ１２の開口部１１を形成することもできる。
【００３８】
次に、ボトムパッケージ１２を用いたＰＯＰ構造体の製造方法について、図９〜図１１に示す各工程を参照して説明する。なお、ＰＯＰ構造体は、ボトムパッケージ上にトップパッケージが積層された構造体であるので、全体としてもパッケージといえる。
【００３９】
まず、図９に示すように、開口部１１の底部であって接続パッド１上に接合材１３を形成する。これにより、ボトムパッケージ１２は、接続パッド１上に形成された接合材１３を備えた形態となる。この接合材１３は、ボトムパッケージ１２の接続パッド１とトップパッケージの接続部とを接合するものである。
【００４０】
本実施形態では、接合材１３としてはんだを用い、ディスペンサにより適量を開口部１１内の接続パッド１上に滴下する。次いで、このはんだに対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、溶融したはんだが接続パッド１上に溜まり、接合材１３としてはんだ溜まり（予備はんだ）が形成される。
【００４１】
また、図９に示すように、ボトムパッケージ１２の下面（上面と反対側の面）で露出している接続パッド（図示せず）に、接続部として接続バンプ１４（例えば、はんだボール）を形成してＢＧＡ（Ball Grid Array）構造とすることができる。これにより、ボトムパッケージ１２は、上面側の接続部として接続パッド１、下面側の接続部として接続バンプ１４（ＢＧＡ構造）を備えた形態となる。この接続バンプ１４は、例えば、ＰＯＰ構造体の状態で、マザーボードの接続部と接合されるものである。
【００４２】
接続バンプ１４としてはんだボールを用いる場合は、前述した振り込み法を用いて下面側の接続パッドにはんだボールを搭載し、このはんだボールに対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、接続バンプ１４を形成することができる。なお、上面側の接続パッド１と接合材１３とを接合する際に熱処理が施されるが、下面側の接続パッドと接続バンプ１４とを接合する際の熱処理を同時に行うことで、処理時間を短縮することができる。
【００４３】
続いて、図１０に示すように、ボトムパッケージ１２に搭載されるトップパッケージ１５を準備する。このトップパッケージ１５は、基板１６と、この基板１６上に搭載された電子部品（図示せず）と、この電子部品を封止するように基板１６の上面側に形成されたパッケージ部１７と、基板１６の下面側に形成された接続バンプ１８とを備えている。
【００４４】
基板１６は、例えば、基板２と同様にして形成された配線基板である。電子部品は、例えば、半導体チップである。また、パッケージ部１７は、例えば、パッケージ部６と同様にして形成されたモールド樹脂から構成されるものである。また、接続バンプ１８は、ＢＧＡ構造を構成するはんだボールであり、前述した振り込み法を用いて下面側の接続パッド（図示せず）にはんだボールを搭載し、このはんだボールに対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、形成されたものである。
【００４５】
ここで、接続バンプ１８であるはんだボールの径（例えば、０．２５ｍｍ程度）は、型材５として用いたはんだボール５Ａの径（例えば、０．３０ｍｍ程度）よりも小さい。すなわち、トップパッケージ１５のはんだボール（接続バンプ１８）は、ボトムパッケージ１２の開口部１１の口部における開口径よりも小さい。これにより、ボトムパッケージ１２上にトップパッケージ１５を搭載するときに、開口部１１がガイドとなって、接続パッド１へと接続バンプ１８を導くことができる。また、開口部１１の形状が椀形状（あるいは半球形状）であるため、球形状の接続バンプ１８とフィットし、安定してボトムパッケージ１２上にトップパッケージ１５を搭載することができる。
【００４６】
次いで、接合材１３（はんだ溜まり）および接続バンプ１８（はんだボール）に対して熱処理（リフロー処理）を施すことによって、溶融した接合材１３を介して接続バンプ１８を接続パッド１と接合する（図１１参照）。接合材１３を設けることにより、接続パッド１と接続バンプ１８とが接合し易くなる。なお、接続パッド１と接続バンプ１８との接合の際にフラックスを用いた場合は、洗浄により残存するフラックスを除去する。
【００４７】
このようにして、図１１に示すように、ボトムパッケージ１２上にトップパッケージ１５が積層されて構成されるＰＯＰ構造体２１が略完成する。
【００４８】
ＰＯＰ構造体２１用のボトムパッケージ１２では、半導体チップ４の周りで互いに隣接する開口部１１の縁部１１ａは共用されている。この縁部１１ａは、図８に示すように、基板２から縁部１１ａの頂部表面までの高さｔ１が、基板２から電子部品４を介したパッケージ部６の表面までの高さｔ２と同じである。高さｔ１、ｔ２が同じとなるのは、前述した工程により、接続パッド１へ通じる開口部１１が、所望の形状で形成されるからである。このように、縁部１１ａの高さｔ１が確保されるので、ボトムパッケージ１２上に搭載されたトップパッケージ１５の接続バンプ１８間では、図２を参照して説明したような、ショートが発生するのを防止することができる。すなわち、ＰＯＰ構造体２１の製造歩留まりを向上することができる。
【００４９】
また、ボトムパッケージ１２では、接続パッド１の開口部１１が椀形状であるため、その底部（接続パッド１の表面）からアール状に内壁面が形成されている。すなわち、接続パッド１の表面に対する開口部１１の内壁面の角度が緩やかである。このため、接合材１３を介して接続バンプ１８を接続パッド１と接合することによって開口部１１内部が、はんだ（導電材料）で充填された場合であっても、接続パッド１の表面縁（内壁面との境界側）でボイド（鬆）が発生するのを防止することができる。すなわち、ＰＯＰ構造体２１の信頼性を向上することができる。
【００５０】
また、ボトムパッケージ１２では、接続パッド１の開口部１１が椀形状であるため、開口部１１の口部は、底部より開口径が大きい。このため、接合材１３（はんだ溜まり）を介して接続バンプ１８（はんだボール）を接続パッド１と接合する熱処理（リフロー処理）の際に、はんだが突沸するのを防止することができる。すなわち、ＰＯＰ構造体２１の製造歩留まりを向上することができる。
【００５１】
前述したはんだボール５Ａを用いた実施形態の変形例として、はんだタブレット５Ｂを用いることもできる。以下では、はんだタブレット５Ｂを用いた方法について説明する。まず、図１２に示すように、接続パッド１上に、型材５（はんだタブレット５Ｂ）を搭載する。
【００５２】
この型材５は、後の工程において、接続パッド１上に開口部を形成するための型として用いられるものである。本実施形態では、円柱形状の型材５を用いる。より具体的には、型材５として、はんだから構成されるはんだタブレット５Ｂを用いる。はんだタブレット５Ｂは、例えば、Ｐｂ（鉛）−Ｓｎ（錫）、あるいはＰｂフリーのＡｇ（銀）−Ｓｎを含むはんだで構成される。
【００５３】
接続パッド１上にはんだタブレット５Ｂを搭載するには、例えば、キャリア搬送法を用いることができる。キャリア搬送法の一例を説明する。まず、接続パッド１の位置に合わせた複数の吸着穴を有するキャリアを準備する。次いで、その複数の吸着穴のそれぞれに複数のはんだタブレット５Ｂの一方の円面を吸着させて、各穴と位置合わせされた接続パッド１上に他方の円面側ではんだタブレット５Ｂを載置する。次いで、はんだタブレット５Ｂに対して熱処理（リフロー処理）を施す。これにより、溶融したはんだタブレット５Ｂが接続パッド１と接合する。なお、リフロー処理後のはんだタブレット５Ｂは、はんだボール５Ａを搭載したときと同様に球形状となる。
【００５４】
このようにしてはんだタブレット５Ｂは、接続パッド１上に搭載される。なお、接続パッド１とはんだタブレット５Ｂとの接合の際にフラックスを用いた場合は、洗浄により残存するフラックスを除去する。
【００５５】
その後、図５〜図８の通り、接続パッド１が形成された基板２の面を覆うパッケージ部６を形成し、そのパッケージ部６の表面で型材５（はんだ５Ｂ）を露出させた後、露出した型材５を除去することにより開口部１１を有するボトムパッケージ１２が略完成する。
【００５６】
（実施形態２）
前記実施形態１では、接合材１３としてはんだを用いて、ディスペンサにより適量を開口部１１内の接続パッド１上に滴下した場合について説明した。本実施形態では、はんだから構成される型材５（はんだボール５Ａ）を用い、これを接合材１３とする場合について、図１３に示す工程を参照して説明する。なお、その他の工程などは前記実施形態１で説明したとおりである。
【００５７】
図７を参照して説明したパッケージ部６の表面で型材５を露出させる工程の後、図１３に示すように、型材５の一部を残存させるように、エッチング液を用いて型材５を除去する。次いで、残存した一部の型材５（はんだボール５Ａ）に対して熱処理（リフロー処理）を施して溶融させる。その溶融したはんだが接続パッド１上に溜まり、図９に示したように、接合材１３としてはんだ溜まり（予備はんだ）が形成される。
【００５８】
このようなボトムパッケージ１２も、接続パッド１上に形成された接合材１３を備えた形態となる。本実施形態によれば、型材５をすべて除去する必要がないので、処理時間を短縮することができる。また、接合材１３となる別の材料（はんだ）を供給する工程を省略することができる。
【００５９】
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６０】
例えば、前記実施形態では、型材５として、形状が球形状のもの（はんだボール５Ａ）を適用した場合について説明した。これに限らず、型材５として、円柱形状や多面体を含む立体形状など他の形状のものを適用することにより、その型材の形状の開口部を形成することができる。例えば、図１４に示すように、開口部１１Ｂが円柱形状となることで、ＰＯＰ構造体の製造の際に、ボトムパッケージ１２Ｂおよびトップパッケージの接続部間を接合する接合材（例えば、はんだ）を、留め易くすることができる。また、例えば、トップパッケージの接続部が接続バンプである場合には、開口部１１がガイドとなって、接続パッド１へと接続バンプを導くことができ、接続パッド１と接続バンプとを確実に当接、接合させることができる。
【００６１】
このボトムパッケージ１２Ｂは、接続パッド１が形成された基板２の上面を覆うパッケージ部６を備えており、このパッケージ部６には、表面側から接続パッド１へ通じる開口部１１が形成されている。この開口部１１（１１Ｂ）は、所望の形状の円柱形状である。開口部１１（１１Ｂ）が円柱形状となることで、ＰＯＰ構造体の製造の際に、トップパッケージの接続部が例えば接続ピンである場合（ＰＧＡ）には、開口部１１がガイドとなって、接続パッド１へと接続ピンを導くことができる。このように、トップパッケージの接続部の形状に合わせて、ボトムパッケージ１２の開口部１１を形成することもできる。
【００６２】
例えば、前記実施形態では、球形状の型材５として、はんだボール５Ａを用い、これをエッチング液によって除去して、接続パッド１上に開口部１１（１１Ａ）を形成する場合について説明した。これに限らず、球形状の型材として、銅（Ｃｕ）ボールを用いる場合も考えられる。また、銅のエッチング液としては、塩化第二鉄溶液や、塩化第二銅溶液などが考えられる。この場合でも、接続パッドへ通じる開口部を所望の形状で位置精度良く形成することができる。
【００６３】
例えば、前記実施形態では、半導体チップ４を封止するパッケージ部６として、モールド金型（上金型７）のキャビティ７ａにモールド樹脂を充填して形成する場合について説明した。これに限らず、ポッティングなどで封止樹脂（例えば、エポキシ系樹脂）を被着し、半導体チップを封止してパッケージ部を形成する場合も考えられる。この場合も接続パッドを覆うようにパッケージ部が形成されるが、型材を接続パッド上に搭載してパッケージ部を形成した後、型材を除去することで、パッケージ部に接続パッドへ通じる開口部を所望の形状で位置精度良く形成することができる。
【００６４】
例えば、前記実施形態では、図７を参照して説明したように、研磨機を用いてパッケージ部６の表面から型材５を露出させた場合について説明した。これに限らず、パッケージ部の表面側からサンドブラスト処理を施し、型材を露出させる場合も考えられる。この場合でも、型材を除去するために、型材の露出を行うことができる。
【００６５】
例えば、前記実施形態では、図７を参照して説明したように、パッケージ部６により覆われた型材５を、研磨によりパッケージ部６の表面から露出させる場合について説明した。これに限らず、型材を全て覆わずに、露出するようにパッケージ部を形成しても良い。これによれば、研磨などによる型材の変形がないので、より所望の形状の開口部を形成することができる。
【００６６】
例えば、前記実施形態では、パッケージ部６に対してエッチング選択比を有する型材５に対して、このエッチング選択比を有するエッチング液を用いてウエットエッチングで型材５を除去した場合について説明した。これに限らず、エッチング選択比を有するドライエッチングにより型材を除去する場合も考えられる。型材が露出しているので、パッケージ部に接続パッドへ通じる開口部を位置精度良く形成することができる。なお、露出した型材に対してレーザを照射して除去し、開口部を形成する場合であっても、パッケージ部から露出した型材は認識が容易であるため、開口部を位置精度良く形成することができる。また、低出力のレーザでも型材が除去できるのであれば、所望の形状の開口部を形成することもできる。
【００６７】
例えば、前記実施形態では、ボトムパッケージ１２の上面側にモールド樹脂で構成されるパッケージ部６を形成した場合について説明した。これに限らず、ボトムパッケージの下面側にモールド樹脂で構成されるパッケージ部を形成する場合や、上下面側にモールド樹脂で構成されるパッケージ部を形成する場合も考えられる。ＰＯＰ構造体を構成するにあたり、ボトムパッケージには反り防止のために、モールド樹脂部（パッケージ部）が用いられる。このモールド樹脂部をボトムパッケージの下面側に形成した場合であっても、接続パッドへ通じる開口部を所望の形状で位置精度良く形成できるので、接続パッド上に接続バンプを位置精度良く接続することができる。
【００６８】
例えば、前記実施形態では、パッケージに１つの半導体チップを封止した場合について説明した。これに限らず、複数の半導体チップを封止した場合や、他の電子部品（例えば、チップキャパシタや抵抗などの受動部品）を封止した場合も考えられる。このように基板上の電子部品の搭載密度が高い場合でも、これら周辺の接続パッドへ通じる開口部を所望の形状で位置精度良く形成することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 接続パッド
２ 基板
３ 絶縁層
４ 半導体チップ（電子部品）
５ 型材
５Ａ はんだボール
５Ｂ はんだタブレット
６ パッケージ部
７ 上金型
８ 下金型
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｘ 開口部
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｘ ボトムパッケージ（パッケージ）
１３ 接合材
１４ 接続バンプ
１５ トップパッケージ
１６ 基板
１７ パッケージ部
１８ 接続バンプ
２１ ＰＯＰ構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）接続パッドが形成された基板を準備する工程と、
（ｂ）前記接続パッド上に、型材を搭載する工程と、
（ｃ）前記接続パッドが形成された前記基板の面を樹脂で覆うパッケージ部を形成する工程と、
（ｄ）前記パッケージ部の表面で前記型材を露出させる工程と、
（ｅ）前記パッケージ部の表面側から、露出した前記型材を除去していき、前記接続パッド上の前記パッケージ部に開口部を形成する工程と、
を含むことを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のパッケージの製造方法において、
前記（ｂ）工程では、前記パッケージ部に対してエッチング選択比を有する前記型材を用い、
前記（ｅ）工程では、前記エッチング選択比を有するエッチング液を用いて前記型材を除去して、前記型材の形状をした前記開口部を形成することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のパッケージの製造方法において、
前記（ｂ）工程では、球形状の前記型材を用い、
前記（ｄ）工程では、前記パッケージ部の表面側からの研磨により、前記型材が半分以上除去されて露出し、
前記（ｅ）工程では、アール状の内壁面を有する前記開口部を形成することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のパッケージの製造方法において、
前記（ｂ）工程では、はんだから構成される前記型材を用い、
前記（ｅ）工程では、前記型材の一部を残存させるように該型材を除去し、
前記（ｅ）工程後、リフロー処理を行い、前記型材の一部を溶融させて前記接続パッド上にはんだ溜まりを形成することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のパッケージの製造方法において、
前記（ｃ）工程では、モールド樹脂から構成される前記パッケージ部を形成することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項６】
接続パッドが形成された基板と、
前記接続パッドが形成された前記基板の面を樹脂で覆うパッケージ部とを備え、
前記パッケージ部には、該パッケージ部の表面側から前記接続パッドへ通じる開口部が形成されており、
前記開口部は、前記接続パッド側の底部が椀形状をしていることを特徴とするパッケージ。
【請求項７】
請求項６記載のパッケージにおいて、
前記パッケージは、前記基板上に搭載された電子部品を封止しており、
前記電子部品の周りで互いに隣接する前記開口部の縁部は、共用されており、
前記基板から前記縁部の頂部表面までの高さが、前記基板から前記電子部品を介した前記パッケージ部の表面までの高さと同じであることを特徴とするパッケージ。
【請求項８】
請求項６または７記載のパッケージにおいて、
前記開口部の底部であって前記接続パッド上に形成された接合材を備えていることを特徴とするパッケージ。
【請求項９】
請求項６、７または８記載のパッケージにおいて、
前記パッケージ部は、モールド樹脂から構成されていることを特徴とするパッケージ。
【請求項１】
（ａ）接続パッドが形成された基板を準備する工程と、
（ｂ）前記接続パッド上に、型材を搭載する工程と、
（ｃ）前記接続パッドが形成された前記基板の面を樹脂で覆うパッケージ部を形成する工程と、
（ｄ）前記パッケージ部の表面で前記型材を露出させる工程と、
（ｅ）前記パッケージ部の表面側から、露出した前記型材を除去していき、前記接続パッド上の前記パッケージ部に開口部を形成する工程と、
を含むことを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のパッケージの製造方法において、
前記（ｂ）工程では、前記パッケージ部に対してエッチング選択比を有する前記型材を用い、
前記（ｅ）工程では、前記エッチング選択比を有するエッチング液を用いて前記型材を除去して、前記型材の形状をした前記開口部を形成することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のパッケージの製造方法において、
前記（ｂ）工程では、球形状の前記型材を用い、
前記（ｄ）工程では、前記パッケージ部の表面側からの研磨により、前記型材が半分以上除去されて露出し、
前記（ｅ）工程では、アール状の内壁面を有する前記開口部を形成することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のパッケージの製造方法において、
前記（ｂ）工程では、はんだから構成される前記型材を用い、
前記（ｅ）工程では、前記型材の一部を残存させるように該型材を除去し、
前記（ｅ）工程後、リフロー処理を行い、前記型材の一部を溶融させて前記接続パッド上にはんだ溜まりを形成することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のパッケージの製造方法において、
前記（ｃ）工程では、モールド樹脂から構成される前記パッケージ部を形成することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項６】
接続パッドが形成された基板と、
前記接続パッドが形成された前記基板の面を樹脂で覆うパッケージ部とを備え、
前記パッケージ部には、該パッケージ部の表面側から前記接続パッドへ通じる開口部が形成されており、
前記開口部は、前記接続パッド側の底部が椀形状をしていることを特徴とするパッケージ。
【請求項７】
請求項６記載のパッケージにおいて、
前記パッケージは、前記基板上に搭載された電子部品を封止しており、
前記電子部品の周りで互いに隣接する前記開口部の縁部は、共用されており、
前記基板から前記縁部の頂部表面までの高さが、前記基板から前記電子部品を介した前記パッケージ部の表面までの高さと同じであることを特徴とするパッケージ。
【請求項８】
請求項６または７記載のパッケージにおいて、
前記開口部の底部であって前記接続パッド上に形成された接合材を備えていることを特徴とするパッケージ。
【請求項９】
請求項６、７または８記載のパッケージにおいて、
前記パッケージ部は、モールド樹脂から構成されていることを特徴とするパッケージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−１２５２２（Ｐ２０１３−１２５２２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２８４３（Ｐ２０１１−１４２８４３）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
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