半導体パッケージおよび半導体装置
【課題】信頼性の高い半導体パッケージおよび半導体装置を提供すること。
【解決手段】半導体パッケージ１は、基板２１と、基板２１の一方の面側に設けられた第１導体パターン２２１と、基板２１の他方の面側に設けられ、第１導体パターン２２１と電気的に接続された第２導体パターン２２４とを備える配線基板２と、基板２１の一方の面に接合され、第１導体パターン２２１に電気的に接続される半導体素子３と、配線基板２に接合され、配線基板２よりも熱膨張係数の小さい金属製の補強部材４、５と、補強部材４の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁性樹脂層６１と、補強部材５の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁性樹脂層６２と、を有する。
【解決手段】半導体パッケージ１は、基板２１と、基板２１の一方の面側に設けられた第１導体パターン２２１と、基板２１の他方の面側に設けられ、第１導体パターン２２１と電気的に接続された第２導体パターン２２４とを備える配線基板２と、基板２１の一方の面に接合され、第１導体パターン２２１に電気的に接続される半導体素子３と、配線基板２に接合され、配線基板２よりも熱膨張係数の小さい金属製の補強部材４、５と、補強部材４の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁性樹脂層６１と、補強部材５の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁性樹脂層６２と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージおよび半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して益々小型化かつ多ピン化が進んできている。
【０００３】
半導体パッケージはその小型化に伴って、従来のようなリードフレームを使用した形態のパッケージでは、小型化に限界がきているため、最近では回路基板上にチップを実装したものとして、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）や、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と言った、エリア実装型の新しいパッケージ方式が提案されている。
【０００４】
ＢＧＡやＣＳＰ等の新しいパッケージに用いられる配線基板（たとえば、インターポーザ）は、一般に、繊維基材に樹脂組成物を含浸してなる基板に導体パターンや導体ポストが形成されてなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８１２６１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４２６１７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１１５９８号公報
【特許文献４】特開平９-２６６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなインターポーザは、チップとの熱膨張係数差が大きい。また、インターポーザは、通常、チップよりも大面積となるため、チップと接触していない部分の面積が大きい。このようなチップと接触していない部分は、剛性が極めて低く、前述したようなチップとインターポーザの熱膨張差に起因して、高温時にチップ側に反りやすく、電気的接続の信頼性を低下させるという問題があった。
また、チップは発熱するため、インターポーザ等の配線基板には優れた放熱性が要求されている。
【０００７】
本発明によれば、
繊維基材を含む基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記配線基板に接合され、前記配線基板よりも熱膨張係数の小さい金属製の補強部材と、
前記補強部材の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた、絶縁層と、
を有し、
前記絶縁層は、絶縁性樹脂層あるいは、セラミックス層である半導体パッケージが提供される。
【０００８】
この構成の発明によれば、補強部材の熱膨張係数が、配線基板の熱膨張係数よりも小さいため、補強部材を配線基板に接合することで、配線基板が反りにくくなる。そのため、半導体素子と配線基板との接続信頼性を高めることができる。
ここで熱膨張係数とは、５０℃〜１５０℃における面方向の平均線膨張係数を意味する。
さらに、本発明においては、金属製の補強部材の表面に絶縁層が設けられている。絶縁層は、樹脂層あるいはセラミックス層であり、金属製の補強部材に比べて熱放射性に優れているため、補強部材に伝達された熱を、絶縁層を介して効率よく放熱することができる。配線基板の熱を補強部材、絶縁層を介して放熱することができ、配線基板に発生する反りを抑制することができる。これにより、接続信頼性に優れた半導体パッケージとすることができる。
【０００９】
さらに、本発明によれば、上述した半導体パッケージを有する半導体装置も提供できる。
【００１０】
本発明によれば、信頼性の高い半導体パッケージおよびこの半導体パッケージを備える半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体パッケージを示す上面図である。
【図３】図１に示す半導体パッケージを示す下面図である。
【図４】図１に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図６】図５に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。
【図７】本発明の半導体装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の半導体パッケージの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。
【００１４】
<第１実施形態>
（半導体パッケージ）
まず、半導体パッケージを説明する。
【００１５】
図１〜図４、図８を参照して、本実施形態の半導体パッケージについて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図、図２は、図１に示す半導体パッケージを示す上面図、図３は、図１に示す半導体パッケージを示す下面図、図４は、図１に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１ないし４では、それぞれ、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【００１６】
はじめに、半導体パッケージ１の概要について説明する。
本実施形態の半導体パッケージ１は、図１に示すように、基板２１と、基板２１の一方の面側に設けられた第１導体パターン２２１と、基板２１の他方の面側に設けられ、第１導体パターン２２１と電気的に接続された第２導体パターン２２４とを備える配線基板２と、基板２１の一方の面に接合され、第１導体パターン２２１に電気的に接続される半導体素子３と、前記配線基板２に接合され、前記配線基板２よりも熱膨張係数の小さい金属製の補強部材４、５と、補強部材４の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁性樹脂層（絶縁層）６１と、補強部材５の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁性樹脂層（絶縁層）６２と、を有する。
ここで、本明細書において、熱膨張係数とは、５０℃〜１５０℃における面方向の平均線膨張係数を意味する。
【００１７】
次に、半導体パッケージ１について詳細に説明する。
前述したように、図１に示すように、半導体パッケージ１は、配線基板２と、この配線基板２上に搭載された半導体素子３と、第１補強部材４と、第２補強部材５と、第１補強部材４上に設けられた絶縁層６１と、第２補強部材５上に設けられた絶縁層６２とを有する。
【００１８】
このような半導体パッケージ１によれば、配線基板２のうち、半導体素子３と接合された部分以外の部分が、第１補強部材４および第２補強部材５により補強されるため、半導体パッケージ１全体の剛性が増す。特に、第１補強部材４および第２補強部材５の熱膨張係数がそれぞれ配線基板２（さらには、基板２１）よりも小さいため、配線基板２と半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２の反りを抑制または防止することができる。
【００１９】
また、金属製の第１補強部材４上に、樹脂製の絶縁層６１が設けられている。同様に、金属製の第２補強部材５上に樹脂製の絶縁層６２が設けられている。絶縁層６１，６２は、金属製の補強部材４，５に比べて熱放射性に優れている。たとえば、金属の熱放射率は、黒体を１とした場合、０．１程度であるが、樹脂の熱放射率は、金属の放射率よりも大きく、一般的には０．８以上となる。そのため、補強部材４，５に伝達された熱を、絶縁層６１，６２を介して効率よく放熱することができる。これによって、配線基板２の熱を、補強部材４，５を介し、絶縁層６１，６２から放熱できる。そのため、配線基板２に発生する反りを抑制することができ、接続信頼性に優れた半導体パッケージとすることができる。
【００２０】
以下、半導体パッケージ１の各部を順次詳細に説明する。
［配線基板］
配線基板２は、半導体素子３を支持する基板（第１配線基板）であり、例えば、その搭載した半導体素子３と後述するようなマザーボード２００との電気的接続を中継する中継基板（インターポーザ）である。また、配線基板２は、その平面視形状は、通常、正方形、長方形等の四角形とされる。
【００２１】
配線基板２は、基板２１と、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４と、導体ポスト２３１、２３２、２３３と、熱伝導部である伝熱ポスト２４を含む伝熱部と、絶縁層２５１，２６１とを有している。
【００２２】
なお、本実施形態では、導体パターン２２１は、基板２１の一方の面側に設けられた第１導体パターンを構成し、導体パターン２２４は、基板２１の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンを構成する。
【００２３】
基板２１は、複数（本実施形態では３層）の絶縁層２１１、２１２、２１３で構成されている。より具体的には、基板２１は、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３がこの順で積層されて構成されている。なお、基板２１を構成する絶縁層の数は、これに限定されず、１層または２層であってもよいし、４層以上であってもよい。
【００２４】
各絶縁層２１１、２１２、２１３は、絶縁性を有する材料で構成されている。
【００２５】
具体的には、各絶縁層２１１、２１２、２１３は、基材（繊維基材）と、その基材に含浸された樹脂組成物とで構成されている。なお、絶縁層２１１、２１２、２１３のうちの少なくとも１層は、基材を含み、他の層は、基材を含まずに樹脂組成物のみで構成されていてもよい。
【００２６】
基材は、各絶縁層２１１、２１２、２１３の芯材として用いられるものである。このような基材を有することにより、基板２１の剛性を高めることができる。
【００２７】
基材としては、例えば、ガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維で構成されたガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維等のいずれか１種以上を主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、あるいは、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等のいずれかを主成分とする紙基材等が挙げられる。これらの中でも、かかる基材としては、ガラス繊維基材が好ましい。これにより、基板２１の剛性を高めるとともに、基板２１の薄型化を図ることができる。さらに、基板２１の熱膨張係数も小さくすることができる。
【００２８】
このようなガラス繊維基材を構成するガラスとしては、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、Ｈガラス、Ｑガラス等のいずれか１種以上が挙げられる。これらの中でもＴガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の熱膨張係数を小さくすることができ、それによって基板２１の熱膨張係数を小さくすることができる。
【００２９】
また、絶縁層２１１、２１２、２１３が基材を含む場合、絶縁層２１１、２１２、２１３における基材の含有率は、それぞれ、３０〜７０ｗｔ％であることが好ましく、４０〜６０ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、これらの絶縁層のひび割れ等の破損を確実に防ぎつつ、各絶縁層の電気絶縁性および熱膨張係数を十分に低いものとすることができる。
【００３０】
このような基材に含浸される樹脂組成物は、樹脂材料が含まれている。かかる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂が好適に用いられる。
【００３１】
前記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、シアネート樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００３２】
これらの中でも、特に、シアネート樹脂が好ましい。これにより、基板２１の熱膨張係数を十分に小さくすることができる。さらに、基板２１の電気特性（低誘電率、低誘電正接等）を優れたものとすることができる。
【００３３】
また、前記樹脂組成物は、フィラーを含むのが好ましい。すなわち、絶縁層２１１、２１２、２１３は、それぞれ、フィラーを含むことが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３の熱膨張係数を低くすることができる。
【００３４】
前記フィラーとしては、各種無機フィラーまたは有機フィラーが挙げられる。
無機フィラー（無機充填材）としては、例えば、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００３５】
また、有機フィラーとしては、合成樹脂粉末が挙げられる。この合成樹脂粉末としては、例えば、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリエチレン、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の各種熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の粉末、またはこれらの樹脂の共重合体の粉末が挙げられる。また、有機フィラーの他の例としては、芳香族または脂肪族ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００３６】
前述したようなフィラーの中でも、無機フィラーを用いるのが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３の熱膨張係数を効果的に低めることができる。また、絶縁層２１１、２１２、２１３の伝熱性を高めることもできる。
【００３７】
特に、無機フィラーの中でも、シリカが好ましく、溶融シリカ（特に球状溶融シリカ）が低熱膨張性に優れる点で好ましい。
【００３８】
無機フィラーの平均粒子径は、特に限定されないが、０．０５〜２．０μｍが好ましく、特に０．１〜１．０μｍが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３中で、無機フィラーは、より均一に分散することができ、絶縁層２１１、２１２、２１３の物理的強度および絶縁性を特に優れたものとすることができる。
【００３９】
なお、上記無機フィラーの平均粒子径は、例えば、粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−５００）により測定することができる。また、本明細書において、平均粒子径とは、体積基準での平均粒子径を指す。
【００４０】
絶縁層２１１、２１２、２１３における無機充填材の含有量は、それぞれ、特に限定されないが、基材を除く樹脂組成物を１００ｗｔ％としたときに、３０〜８０ｗｔ％が好ましく、特に４５〜７５ｗｔ％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、絶縁層２１１、２１２、２１３は、熱膨張係数が十分に低く、吸湿性が特に低いものとなる。
【００４１】
また、前記樹脂組成物は、前述した熱硬化性樹脂の他、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂としては、これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００４２】
また、前記樹脂組成物は、必要に応じて、顔料、酸化防止剤等の上記成分以外の添加物を含んでいてもよい。
【００４３】
また、絶縁層２１１、２１２、２１３は、互いに同じ材料で構成されていてもよいし、互いに異なる材料で構成されていてもよい。
【００４４】
上述したような複数の層で構成された基板２１の平均厚さは、特に限定されないが、３０μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上４００μｍ以下であることがより好ましい。
【００４５】
このような基板２１の絶縁層２１１の上面上には、導体パターン２２１が設けられている。また、絶縁層２１１と絶縁層２１２との間には、導体パターン２２２が介挿されている。また、絶縁層２１２と絶縁層２１３との間には、導体パターン２２３が介挿されている。また、絶縁層２１３の下面上には、導体パターン２２４が設けられている。
【００４６】
本実施形態では、絶縁層２１１の上面上には、例えばソルダーレジストである絶縁層２５１が設けられており、導体パターン２２１は、絶縁層２１１と絶縁層２５１との間に介挿されている。また、絶縁層２１３の下面上には、例えばソルダーレジストである絶縁層２５２が設けられており、導体パターン２２４は、絶縁層２１３と絶縁層２５２との間に介挿されている。
絶縁層２５１，２５２としては、例えば、エポキシ樹脂を主材料とする熱硬化性レジスト等を用いることができる。また、例えば、ＰＳＲ４０００／ＡＵＳ３０８、ＡＵＳ７０３（太陽インキ製造製）およびＳＲ−７２００Ｇ（日立化成工業製）の商品名で市販されているものを用いることもできる。さらには、絶縁層２５１，２５２として、後述する絶縁層６１,６２と同様の材料を使用することができる。
【００４７】
導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４は、それぞれ、複数の配線を有する回路として機能するものである。
【００４８】
また、導体パターン２２１は、半導体素子３に電気的に接続される複数の端子２２１ａを有する。
【００４９】
導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金等の各種金属および各種合金のいずれかが挙げられる。中でも、かかる構成材料としては、銅あるいは銅系合金を用いるのが好ましい。銅および銅系合金は、電気伝導率が比較的高いものである。そのため、配線基板２の電気的特性を良好なものとすることができる。また、銅および銅系合金は熱伝導性にも優れるので、配線基板２の放熱性を向上させることもできる。
【００５０】
また、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４の平均厚さは、特に限定されないが、５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
また、絶縁層２１１には、その厚さ方向に貫通するビアホールが形成され、そのビアホール内に導体ポスト（ビアポスト）２３１が設けられている。この導体ポスト２３１は、絶縁層２１１をその厚さ方向に貫通しており、上端部が導体パターン２２１に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２２に接続されている。これにより、導体パターン２２１と導体パターン２２２とが導通している。
【００５２】
導体パターン２２１の複数の端子２２１ａには、後述する複数の金属バンプ（半田バンプ）３１を介して半導体素子３が接合されている。この複数の金属バンプ３１は、絶縁層２５１を厚さ方向に貫通している。
【００５３】
また、絶縁層２１２には、その厚さ方向に貫通する導体ポスト（ビアポスト）２３２が設けられている。この導体ポスト２３２は、上端部が導体パターン２２２に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２３に接続されている。これにより、導体パターン２２２と導体パターン２２３とが導通している。
【００５４】
また、絶縁層２１３には、その厚さ方向に貫通する導体ポスト（ビアポスト）２３３が設けられている。この導体ポスト２３３は、上端部が導体パターン２２３に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２４に接続されている。これにより、導体パターン２２３と導体パターン２２４とが導通している。
【００５５】
また、絶縁層２５１には、その厚さ方向に貫通する複数の開口部２５１Ａが設けられ、その各開口部２５１Ａから導体パターン２２１の一部（端子２２１ａ）が露出している。そして、その導体パターン２２１の露出した各端子２２１ａ上には、後述するように金属バンプ３１が接合され、この金属バンプ３１を介して半導体素子３が電気的に接続されている。
絶縁層２５１の複数の開口部２５１Ａは、補強部材４の開口部４０の内側に位置している。
【００５６】
また、絶縁層２５２には、その厚さ方向に貫通する複数の開口部２５２Ａが設けられ、その各開口部から導体パターン２２４の一部（端子）が露出している。そして、その導体パターン２２４の露出した各部分（端子）上には、金属バンプ（半田バンプ）７１が接合されている。すなわち、第２導体パターンである導体パターン２２４の基板２１と反対側の面には、複数の金属バンプ７１が接合されている。
基板面側からの平面視において、絶縁層２５２に形成された各開口部２５２Ａの外周縁を取り囲むように、補強部材５の各開口部５１が形成されている。そして、絶縁層２５２に形成された開口部２５２Ａの径は、補強部材５に形成された開口部５１の径（絶縁層６２で被覆された開口部５１の内径）よりも小さい。これにより、導体パターン２２４と補強部材５との接触を抑制することができる。また、絶縁層２５２が導体パターン２２４を被覆し、保護するソルダーレジストとしての役割を果たすため、補強部材５をソルダーレジストとして機能させなくてよく、開口部５１の径を大きくできるので、金属バンプ７１を配置しやすい。
【００５７】
この金属バンプ７１は、半導体パッケージ１を例えば後述するようなマザーボードに対して電気的に接続するためのものである。
【００５８】
ここで、配線基板２に設けられる金属バンプ７１について説明する。本実施形態では、金属バンプ７１は、略球状をなしている。具体的には、金属バンプ７１は、絶縁層２５２の開口部から凸状に突出し、突出した部分が湾曲した円弧状の曲面を有している。なお、金属バンプ７１の形状は、これに限定されない。
【００５９】
金属バンプ７１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）を用いることができる。金属バンプ７１としては、これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００６０】
また、各金属バンプ７１の直径は、特に限定されないが、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下程度である。
【００６１】
また、複数の金属バンプ７１同士の距離（中心間距離）は、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上５００μｍ以下程度である。このように、複数の金属バンプ７１同士の間の距離は、近年の半導体パッケージの小型化および多ピン化に伴い極めて小さくなっている。したがって、詳しくは後述するが、このような金属バンプ７１同士の間に位置する部分を有する第２補強部材５の表面上に絶縁層６２を形成することにより、金属バンプ７１間の短絡を防止できる。
【００６２】
配線基板２は、伝熱ポスト２４を含んで構成される伝熱部を有する。
配線基板２の基板２１には、その厚さ方向の全域に亘って貫通する複数のビアホールが形成され、その各ビアホールに前記伝熱ポスト２４が設けられている。
【００６３】
この各伝熱ポスト２４は、基板２１全体をその厚さ方向に貫通しており、上端が基板２１の上面から露出するとともに、下端が基板２１の下面から露出している。そして、伝熱ポスト２４は、上端が接続部２６１（第１接続部）を介して第１補強部材４に接続し、下端が接続部２６２（第２接続部）を介して第２補強部材５に接続している。これにより、各伝熱ポスト２４は、第１補強部材４と第２補強部材５とを熱的に接続している。
伝熱ポスト２４の上端面は、基板２１の上面と面一であり、伝熱ポスト２４の下端面は、基板２１の下面と面一である。
なお、伝熱ポスト２４と、接続部２６１，２６２とで伝熱部が構成される。
【００６４】
伝熱ポスト（熱伝導部）２４を含む伝熱部は、前述した基板２１（絶縁層）よりも高い伝熱性を有する。これにより、半導体素子３で発生した熱を、第１補強部材４から伝熱ポスト２４を含む伝熱部を介して第２補強部材５へ効率的に伝達することができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
また、伝熱ポストを介して、配線基板２にたまった熱を第１補強部材４、第２補強部材５に伝達することもできる。
【００６５】
また、この各伝熱ポスト２４は、基板２１をその厚さ方向に貫通するものであるため、公知の導体ポストと同様に、簡単かつ高精度に形成することができる。
【００６６】
また、各伝熱ポスト２４は、中空であってもよいし、中実であってもよい。また、各伝熱ポスト２４の横断面形状としては、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等が挙げられる。また、伝熱ポスト２４の数は、特に限定されず、任意であるが、配線基板２の機械的強度を損ねない程度に、できるだけ多くするのが好ましい。
【００６７】
また、各伝熱ポスト２４は、電気信号の伝送に寄与しないものであり、各導体パターン２２１，２２２，２２３，２２４と絶縁している。これにより、第１補強部材４から伝熱ポスト２４を介して第２補強部材５へ熱をより効率的に伝達することができる。
【００６８】
本実施形態では、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、配線基板２の外周部に沿って互いに間隔を隔てて並設されている。特に、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、配線基板２の外周部に沿って周方向に等間隔で並設されているのが好ましい。これにより、配線基板２の温度分布を均一化することができる。
【００６９】
また、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、前述した導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４に重ならないように設けられている。これにより、伝熱ポスト２４の形成が簡単となるとともに、伝熱ポスト２４による導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４の短絡を防止することができる。
【００７０】
このような各伝熱ポスト２４の構成材料としては、前述した基板２１（絶縁層）よりも高い伝熱性を有するものであれば、特に限定されないが、金属材料を用いるのが好ましい。
【００７１】
かかる金属材料としては、例えば、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金等の各種金属および各種合金が挙げられ、いれずれか１種以上を使用できる。中でも、かかる金属材料としては、伝熱性に優れるので、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金のいずれかを用いるのが好ましい。
【００７２】
また、伝熱ポスト２４の構成材料は、前述した導体ポスト２３１〜２３３の構成材料と異なっていてもよいが、導体ポスト２３１〜２３３の構成材料と同じであるのが好ましい。これにより、伝熱ポスト２４を導体ポスト２３１〜２３３の形成とともに形成することができる。そのため、半導体パッケージ１の製造が簡単化され、また、半導体パッケージ１を安価なものとすることができる。
【００７３】
接続部２６１は、伝熱ポスト２４と第１補強部材４との間に設けられ、第１補強部材４に直接接触している。接続部２６２は、伝熱ポスト２４と第２補強部材５との間に設けられ、第２補強部材５に直接接触している。これにより、伝熱ポスト２４と第１補強部材４との間の熱的接続、および、伝熱ポスト２４と第２補強部材５との間の熱的接続が簡単かつ確実になされる。ただし、伝熱ポスト２４と補強部材４、５とは接着剤等を介して間接的に接触していてもよい。
【００７４】
また、接続部２６１、２６２の構成材料としては、それぞれ、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）のいずれか、あるいは、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物等が挙げられる。
【００７５】
接続部２６１、２６２を樹脂組成物で構成した場合、その樹脂組成物に用いる無機フィラー（無機充填材）としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのいずれか１種以上を使用することができる。なお、無機フィラーとして導電性を有するものを用いた場合、必要に応じて、絶縁処理を施す。
【００７６】
中でも、前記無機フィラーとしては、絶縁性および熱伝導性に優れるという観点から、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物のいずれか１種以上が好ましい。
【００７７】
また、接続部２６１、２６２を樹脂組成物で構成した場合、その樹脂組成物に用いる樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００７８】
接続部２６１、２６２（樹脂組成物）に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００７９】
また、接続部２６１、２６２（樹脂組成物）に用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００８０】
［半導体素子］
半導体素子（第１半導体素子）３は、例えば、集積回路素子（ＩＣ）であり、より具体的には、例えば、ロジックＩＣ、メモリおよび受発光素子等のいずれかである。
【００８１】
この半導体素子３は、前述した配線基板２の基板２１の上面（一方の面）側に設けられ、第１導体パターンである導体パターン２２１に電気的に接続されている。
【００８２】
具体的には、半導体素子３は、その下面に、図示しない複数の端子が設けられており、その各端子が金属バンプ３１を介して、前述した導体パターン２２１の複数の端子２２１ａに電気的に接続されている。
【００８３】
金属バンプ３１の構成材料としては、特に限定されないが、前述した金属バンプ７１と同様、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）のいずれか１種以上を用いることができる。
【００８４】
また、半導体素子３は、接着層３２を介して、配線基板２の上面に接着（接合）されている。
【００８５】
この接着層３２は、接着性および絶縁性を有する材料で構成され、例えば、アンダーフィル材の硬化物で構成されている。
【００８６】
アンダーフィル材としては、特に限定されず、公知のアンダーフィル材を用いることができるが、後述する絶縁材８１を形成するための半田接合用レジストと同様のものを用いることもできる。
【００８７】
［第１補強部材］
第１補強部材（スティフナー）４は、前述した配線基板２の基板２１の上面（一方の面）の、半導体素子３が接合されていない部分に接合されている。
【００８８】
この第１補強部材４と基板２１とは、例えば接着剤を介して接合することができる。これにより、第１補強部材４の設置が簡単となる。
【００８９】
かかる接着剤としては、接着機能を有するものであれば、特に限定されず、各種接着剤を用いることができるが、熱伝導性に優れたものが好ましく、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物を用いることができる。かかる樹脂組成物としては、前述した接続部２６１、２６２に用いる樹脂組成物と同様のものを用いることができる。
【００９０】
また、かかる接着剤は、前述した絶縁層２５１の少なくとも一部を構成することができる。本実施形態では、絶縁層２５１が第１補強部材４の接着剤として機能する。
【００９１】
この第１補強部材４は、基板２１、さらには、配線基板２よりも熱膨張係数が小さい。これにより、基板２１の熱膨張を抑えることができる。
【００９２】
また、第１補強部材４は、板状をなしている。これにより、第１補強部材４の構成を簡単かつ小型なものとすることができる。
【００９３】
本実施形態では、第１補強部材４の基板２１と反対側の面（すなわち上面）が、半導体素子３の基板２１と反対側の面（すなわち上面）よりも基板２１側に位置している。これにより、半導体パッケージ１の製造に際し、第１補強部材４の設置後に半導体素子３を設置する場合、半導体素子３の設置が容易となる。
【００９４】
また、第１補強部材４は、半導体素子３の周囲を囲むような形状をなしている。本実施形態では、第１補強部材４は、その中央部に半導体素子３が配置される開口部４０が形成されており、第１補強部材４は、半導体素子３を囲むように環状（より具体的には四角環状）をなしている。これにより、第１補強部材４と半導体素子３との一体性が増し、第１補強部材４による配線基板２の剛性を高める効果を優れたものとすることができる。
【００９５】
また、図２に示すように、第１補強部材４には、その厚さ方向に貫通する複数の貫通孔４２が形成されている。具体的には、第１補強部材４の開口部４０を取り囲むように、複数の貫通孔（開口部）４２が離間して形成されている。貫通孔４２を形成することで、貫通孔４２内部側から第１補強部材４の熱を放熱することができ、第１補強部材４に熱がたまってしまうことが抑制される。さらに、径が小さい貫通孔４２を複数形成すれば、第１補強部材４の表面積が大きくなるので、第１補強部材４の放熱性を向上させることができる。
なお、詳しくは後述するが、貫通孔４２の内周面全面が、絶縁層６１で被覆されている。
【００９６】
本実施形態では、各貫通孔４２は、平面視にて、円形をなしている。なお、各貫通孔４２の平面視形状は、円形に限定されず、例えば、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよい。
開口部４０は、本実施形態では、平面視にて、四角形となっているが、これに限られるものではない。
ただし、貫通孔４２、開口部４０はその貫通方向に沿って径が変化せずに均一であることが好ましい。このような単純な形状とすることで、貫通孔４２、開口部４０を簡単に形成することができる。
【００９７】
また、第１補強部材４は、半導体素子３との間の距離（第１補強部材４の内周面４１と半導体素子３の外周面３３との間の距離）が半導体素子３の全周に亘って一定となるように形成されている。これにより、第１補強部材４および半導体素子３の一体性が増し、これらによる配線基板２の補強効果が好適に発揮される。
【００９８】
また、第１補強部材４は、半導体素子３との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。これにより、半導体素子３および第１補強部材４が一体的に配線基板２を補強し、半導体パッケージ１全体の熱膨張を抑えることができる。
【００９９】
また、第１補強部材４の構成材料としては金属材料があげられる。第１補強部材４が金属材料で構成されていると、第１補強部材４の熱伝導性を高めることができる。その結果、配線基板２や半導体素子３に熱がたまってしまうことを抑制できる。
【０１００】
かかる金属材料としては、前述したような熱膨張係数を有するものであれば、特に限定されず、各種金属材料を用いることができるが、放熱性および低熱膨張を実現する観点から、Ｆｅを含む合金を用いるのが好ましい。
【０１０１】
かかるＦｅを含む合金としては、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｐｄ系合金等のいずれかが挙げられ、特に、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが好ましい。
【０１０２】
このような金属材料は、熱伝導性に優れるだけでなく、熱膨張係数が低く、かつ、一般的な半導体素子３の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する。そのため、半導体素子３および第１補強部材４により、一体的に配線基板２を補強することができる。
【０１０３】
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、ＦｅおよびＮｉを含むものであれは、特に限定されず、ＦｅおよびＮｉの他に、残部（Ｍ）として、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０４】
より具体的には、Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、例えば、Ｆｅ−３６Ｎｉ合金（インバー）等のＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−３２Ｎｉ−５Ｃｏ合金（スーパーインバー）、Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ合金（コバール）、Ｆｅ−３６Ｎｉ−１２Ｃｏ合金（エリンバー）等のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金、Ｎｉ−２８Ｍｏ−２Ｆｅ合金等のＮｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金等が挙げられる。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金は、例えば、ＫＶ−２、ＫＶ−４、ＫＶ−６、ＫＶ−１５、ＫＶ−２５等のＫＶシリーズ（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）、Ｎｉｖａｒｏｘ等の商品名で市販されている。また、Ｆｅ−Ｎｉ合金は、例えば、ＮＳ−５、Ｄ−１（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）等の商品名で市販されている。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金は、例えば、Ｎｉ−Ｓｐａｎ Ｃ−９０２(大同スペシャルメタル社製)、ＥＬ−３(ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製)等の商品名で市販されている。
【０１０５】
また、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金としては、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒを含むものであれば、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ−５４Ｃｏ−９．５Ｃｒ（ステンレスインバー）等のＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金が挙げられる。なお、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金は、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒの他に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０６】
また、Ｆｅ−Ｃｏ系合金としては、ＦｅおよびＣｏを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＣｏの他に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０７】
また、Ｆｅ−Ｐｔ系合金としては、ＦｅおよびＰｔを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＰｔの他に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０８】
また、Ｆｅ−Ｐｄ系合金としては、ＦｅおよびＰｄを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＰｄの他に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０９】
特に、第１補強部材４の熱膨張係数は、０．５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第１補強部材４との熱膨張係数差を小さくし、これらが一体として配線基板２を補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１１０】
また、第１補強部材４と半導体素子３との熱膨張係数差の絶対値は、７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、５ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、２ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第１補強部材４との熱膨張係数差を小さくし、これらが一体として配線基板２を補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１１１】
上述したような熱膨張係数の観点から、第１補強部材４を構成する金属材料がＦｅ−Ｎｉ系合金である場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、Ｎｉの含有量が３０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であるのが好ましく、Ｎｉの含有量が３５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、第１補強部材４の熱膨張係数を半導体素子３の熱膨張係数に近づけることができる。この場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、Ｆｅの含有量が５０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であるのが好ましく、Ｆｅの含有量が５５ｗｔ％以上６５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。
【０１１２】
また、第１補強部材４を構成する金属材料がＦｅ−Ｎｉ系合金である場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、ＦｅおよびＮｉの合計含有量が８５ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下であるのが好ましく、ＦｅおよびＮｉの合計含有量が９０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下であるのがより好ましい。すなわち、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、残部（Ｍ）の含有量が０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であるのが好ましく、残部（Ｍ）の含有量が０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、第１補強部材４の熱膨張係数を半導体素子３の熱膨張係数に近づけることができる。
【０１１３】
また、第１補強部材４の平均厚さは、配線基板２の熱膨張係数、配線基板２の第１補強部材４および第２補強部材５の形状、大きさ、構成材料等に応じて決められるものであり特に限定されないが、例えば、０．０２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度である。なお、本実施形態では第１補強部材４の厚さは均一であるが、厚さの異なる部分を有していてもよい。例えば、第１補強部材４の内側から外側に向けて厚さが連続的または段階的に減少または増加していてもよい。
【０１１４】
また、本実施形態では、第１補強部材４の開口部４０の内周面４１を被覆する絶縁層６１と、半導体素子３との間に隙間が形成されているが、この隙間に、熱伝導性材料が充填されていてもよい。これにより、半導体素子３から熱伝導性材料を介して第１補強部材４へ効率的に熱を伝達することができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
【０１１５】
このような熱伝導性材料としては、特に限定されないが、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物が挙げられる。この樹脂組成物としては、前述した接続部２６１、２６２に用いる樹脂組成物と同様のものを用いることができる。
【０１１６】
また、この熱伝導性材料は、前述した接着層３２（アンダーフィル材）と同様のものを用いてもよく、熱伝導性材料として接着層３２と同様のものを使用する場合には、熱伝導性材料および接着層３２を一括して形成することもできる。
【０１１７】
［第２補強部材］
第２補強部材（スティフナー）５は、配線基板２の基板２１の下面（他方の面）に接合されている。
【０１１８】
この第２補強部材５と基板２１とは、接着剤を介して接合することができる。これにより、第２補強部材５の設置が簡単となる。
【０１１９】
かかる接着剤としては、接着機能を有するものであれば、特に限定されず、各種接着剤を用いることができるが、熱伝導性に優れたものが好ましく、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物を用いることができる。かかる樹脂組成物としては、前述した接続部２６１、２６２に用いる樹脂組成物と同様のものを用いることができる。
【０１２０】
また、かかる接着剤は、前述した絶縁層２５２の少なくとも一部を構成することができる。本実施形態では、絶縁層２５２が第２補強部材５の接着剤として機能する。
【０１２１】
この第２補強部材５は、前述した第１補強部材４と同様、基板２１、さらには、配線基板２よりも熱膨張係数が小さい。
【０１２２】
第２補強部材５は、板状をなしている。これにより、第２補強部材５の構成を簡単かつ小型なものとすることができる。
【０１２３】
また、図３に示すように、第２補強部材５は、配線基板２（基板２１）の外周部（導体パターン２２４よりも外側）に沿って設けられた部分（枠部）５２と、金属バンプ７１同士の間に設けられた部分５３とを有している。第２補強部材５の部分５２と配線基板２（基板２１）との接合により、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。また、第２補強部材５の部分５３と配線基板２との接合により、第２補強部材５の剛性が高められる。
【０１２４】
より具体的に説明すると、第２補強部材５は、前述した各金属バンプ７１に非接触で各金属バンプ７１を囲むように形成された複数の開口部５１を有する。各開口部５１には、金属バンプ７１が一つずつ配置されることとなる。これにより、第２補強部材５が配線基板２の下面に占める面積の割合を大きくすることができる。その結果、第２補強部材５による配線基板２の剛性を高める効果を優れたものとすることができる。
【０１２５】
本実施形態では、各開口部５１は、平面視にて、円形をなしている。なお、各開口部５１の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、多角形等であってもよい。
【０１２６】
また、各開口部５１は、各金属バンプ７１に対応して（一対一で対応して）設けられている。これにより、第２補強部材５の剛性の均一化を図ることができる。また、第２補強部材５の放熱性も向上させることができる。
【０１２７】
また、第２補強部材５は、各金属バンプ７１との間の距離（平面視における開口部５１の壁面と金属バンプ７１の外周面との間の距離）が金属バンプ７１の全周に亘って一定となるように形成されている。これにより、第２補強部材５および各金属バンプ７１の一体性が増し、これらによる配線基板２の補強効果が好適に発揮される。
【０１２８】
また、開口部５１の直径は、特に限定されないが、例えば、２０μｍ以上４７０μｍ以下程度である。
【０１２９】
また、複数の開口部５１同士の距離（中心間距離）は、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上５００μｍ以下程度である。
ここで、本実施形態では、開口部５１は、図３に示すように、配線基板２の基板面側からの平面視において、マトリクス状に配置されている。
【０１３０】
また、前述した第１補強部材４と同様、第２補強部材５は、半導体素子３との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、第２補強部材５が効果的に配線基板２を補強し、半導体パッケージ１全体の熱膨張を抑えることができる。
【０１３１】
また、第２補強部材５は、金属材料で構成されている。金属材料としては、第１補強部材４と同様のものを使用できる。これにより、第２補強部材５の放熱性を高めることができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
【０１３２】
かかる金属材料としては、特に限定されないが、放熱性および低熱膨張を実現する観点から、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが好ましい。
【０１３３】
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、前述した第１補強部材４と同様のものを用いることができる。
【０１３４】
特に、第２補強部材５の熱膨張係数は、０．５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１３５】
また、第２補強部材５と半導体素子３との熱膨張係数差の絶対値は、７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、５ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、２ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１３６】
また、第２補強部材５と第１補強部材４との熱膨張係数差の絶対値は、２ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、０ｐｐｍ／℃であるのがさらに好ましい。これにより、第１補強部材４と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、これらの熱膨張差に起因する配線基板２の反りを防止することができる。
【０１３７】
このような観点から、第２補強部材５の構成材料は、第１補強部材４の構成材料と同種または同じであるのが好ましい。
【０１３８】
また、第２補強部材５の平均厚さは、配線基板２の熱膨張係数、配線基板２の第１補強部材４および第２補強部材５の形状、大きさ、構成材料等に応じて決められるものであり、特に限定されないが、例えば、０．０２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度である。
【０１３９】
また、第２補強部材５と各金属バンプ７１との間には、絶縁材８１が設けられている（充填されている）。これにより、第２補強部材５と各金属バンプ７１との接触を防止することができる。
【０１４０】
また、絶縁材８１は、金属バンプ７１の基板２１側の部分（上部）の周囲を囲むような形状をなし、かつ、各金属バンプ７１に接合されている。これにより、絶縁材８１は、金属バンプ７１を補強している。
絶縁材８１は、金属バンプ７１の導体パターン２２４側の基部側面を取り囲み、金属バンプ７１に接触している。ここで、金属バンプ７１は、略球状であり、湾曲した球面を有している。そして、この金属バンプ７１は、補強部材５よりも、配線基板と反対側に突出している。絶縁材８１は、金属バンプ７１の周面を構成する球面（湾曲面）に沿って、金属バンプ７１に接触しており、絶縁材８１中に金属バンプ７１の一部が埋め込まれた状態となっている。また、絶縁材８１は、金属バンプ７１の周面側から、導体パターン２２４側に向けて末広がりとなる形状となっている。すなわち、絶縁材８１は、配線基板厚み方向から直交する方向からの側面視において、台形形状となっている。これにより、絶縁材８１により、金属バンプ７１が補強される。なお、絶縁材８１は半導体パッケージにおいて半硬化の状態であってもよく、完全硬化した状態であってもよい。
なお、金属バンプ７１としては、前述した金属バンプ３１と同様の材料を使用することができる。
ただし、絶縁材８１の形状は、これに限られるものではない。
【０１４１】
また、絶縁材８１は、前述した配線基板２の基板２１よりも高い熱伝導性を有するのが好ましい。これにより、金属バンプ７１と第２補強部材５の間の熱伝導性を優れたものとし、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。このような絶縁材８１は、絶縁性を有し、樹脂材料を含んで構成されている。
【０１４２】
このような絶縁材８１は、特に限定されないが、硬化性材料で構成されていることが好ましく、例えば、熱硬化性を有する半田接合用樹脂組成物により形成されるのが好ましい。
【０１４３】
このような半田接合用樹脂組成物（以下、「硬化性フラックス」とも言う）は、フラックス活性化合物を有する熱硬化性の樹脂組成物であり、半田接合時にフラックスとして作用し、次いで加熱することにより、硬化して半田接合部の補強材として作用する。また、かかる半田接合用樹脂組成物は、半田接合の際に、半田接合面および半田材料の酸化物などの有害物を除去し、半田接合面を保護するとともに、半田材料の精錬を行って、強度の大きい良好な接合を可能にする。さらに、半田接合用樹脂組成物は、半田接合後に洗浄などにより除去する必要がなく、そのまま加熱することにより、三次元架橋した樹脂となり、半田接合部の補強材として作用する。
【０１４４】
かかる半田接合用樹脂組成物は、例えば、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）および該樹脂の硬化剤（Ｂ）を含んで構成することができる。
【０１４５】
フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）としては、特に制限はないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多価フェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などを挙げることができる。これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
【０１４６】
また、硬化性フラックスにおいて、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）の含有量は、硬化性フラックス全体の２０〜８０重量％であることが好ましく、２５〜６０重量％であることがより好ましい。樹脂（Ａ）の含有量が２０重量％未満であると、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去する作用が低下し、半田接合性が不良となるおそれがある。樹脂（Ａ）の含有量が８０重量％を超えると、十分な物性を有する硬化物が得られず、接合強度と信頼性が低下するおそれがある。
【０１４７】
また、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）のフェノール性ヒドロキシル基は、その還元作用により、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去するので、半田接合のフラックスとして効果的に作用する。
【０１４８】
また、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）の硬化剤（Ｂ）としては、例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物などを挙げることができる。エポキシ化合物およびイソシアネート化合物としては、例えば、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースのエポキシ化合物、イソシアネート化合物や、飽和脂肪族、環状脂肪族、不飽和脂肪族などの骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物、イソシアネート化合物などを挙げることができる。これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
【０１４９】
また、硬化剤（Ｂ）の配合量は、硬化剤のエポキシ基、イソシアネート基などの反応性の官能基が、樹脂（Ａ）のフェノール性ヒドロキシル基の０．５〜１．５当量倍であることが好ましく、０．８〜１．２当量倍であることがより好ましい。硬化剤の反応性の官能基がヒドロキシル基の０．５当量倍未満であると、十分な物性を有する硬化物が得られず、補強効果が小さくなって、接合強度と信頼性が低下するおそれがある。硬化剤の反応性の官能基がヒドロキシル基の１．５当量倍を超えると、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去する作用が低下し、半田接合性が不良となるおそれがある。
【０１５０】
このような半田接合用樹脂組成物（硬化性フラックス）は、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）と該樹脂の硬化剤（Ｂ）の反応により、良好な物性を有する硬化物が形成されるために、半田接合後に洗浄によりフラックスを除去する必要がなく、硬化物により半田接合部が保護されて、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度と信頼性の高い半田接合が可能となる。
【０１５１】
なお、前述したような半田接合用樹脂は、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）と該樹脂の硬化剤（Ｂ）の他に、硬化性酸化防止剤（Ｃ）、微結晶状態で分散するフェノール性ヒドロキシル基を有する化合物（Ｄ）および該化合物の硬化剤（Ｅ）、溶剤（Ｆ）、硬化触媒、密着性や耐湿性を向上させるためのシランカップリング剤、ボイドを防止するための消泡剤、あるいは液状または粉末の難燃剤等を含んでいてもよい。
【０１５２】
また、半田接合用樹脂組成物としては、次のようなものも使用できる。
たとえば、半田接合用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、フラックス活性化合物と、イミダゾール等の硬化促進剤とを含むものであってもよい。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂（ポリイミド前駆体樹脂）、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、シアネート樹脂などが挙げられる。特に、エポキシ樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、シアネート樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐湿性の観点からエポキシ樹脂を使用することが好ましい。
また、フラックス活性化合物としては、フェノール性水酸基および／またはカルボキシル基を有する化合物が好ましい。フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、２，６−キシレノール、ｐ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、２，４−キシレノール、２，５−キシレノール、ｍ−エチルフェノール、２，３−キシレノール、メジトール、３，５−キシレノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、カテコール、ｐ−ｔｅｒｔ−アミルフェノール、レゾルシノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＦ、ビフェノール、ジアリルビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＡ、トリスフェノール、テトラキスフェノールなどのフェノール性水酸基を含有するモノマー類、フェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＦノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂などのフェノール性水酸基を含有する樹脂が挙げられる。
これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
【０１５３】
カルボキシル基を有する化合物としては、例えば、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸などが挙げられる。前記脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物などが挙げられる。前記脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物などが挙げられる。前記芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテートなどが挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
さらには、カルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物としては、サリチル酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）などの安息香酸誘導体；１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸などのナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；ジフェノール酸などが挙げられる。中でも、フェノールフタリン、ゲンチジン酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，６−ジヒドロキシ安息香酸が好ましく、フェノールフタリン、ゲンチジン酸が特に好ましい。これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
【０１５４】
絶縁材８１は伝熱性のフィラー（充填材）を含んでもよい。フィラーとしては、無機フィラーがあげられ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのいずれか１種以上を使用することができる。なお、無機フィラーとして導電性を有するものを用いた場合、必要に応じて、絶縁処理を施す。
【０１５５】
中でも、前記無機フィラーとしては、絶縁性および熱伝導性に優れるという観点から、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物のいずれか１種以上が好ましい。
【０１５６】
［絶縁層］
絶縁層６１は、第１補強部材４上に設けられ、また、絶縁層６２は、第２補強部材５上に設けられている。
【０１５７】
より具体的に説明すると、絶縁層６１は、第１補強部材４の基板２１とは反対側の面の全面および、開口部４０の内周面４１上および各貫通孔４２の内周面上に形成されている。開口部４０内の絶縁層６１は、内周面４１に沿って形成されており、基板２１の厚さ方向に沿った断面視において、対向する内周面４１を被覆する絶縁層６１間には空隙が形成されている。
同様に、基板２１の厚さ方向に沿った断面視において、貫通孔４２の対向する内周面を被覆する絶縁層６１間には空隙が形成されている。
一般に樹脂層の熱放射率は金属層よりも高いため、第１補強部材４に伝達された熱を、絶縁層６１を介して効率よく熱放射することができる。これにより、半導体パッケージの放熱性を高めることができる。特に、図１に示すように、半導体パッケージ１の基板２１の厚さ方向に沿った断面において、第１補強部材４の開口部４０、貫通孔４２で挟まれた領域では、基板２１と反対側の表面および両側面（開口部４０の内周面、貫通孔４２の内周面）の３つの面が絶縁層６１で被覆されることとなるので、放熱性を確実に高めることができる。
また、絶縁層６１は第１補強部材４の基板２１側の面上には形成されていない。すなわち、本実施形態では、第１補強部材４は、配線基板２に直接接触している。これにより、配線基板２からの熱を第１補強部材４に直接伝熱させることができる。
なお、第１補強部材４の基板２１側の面上に接着剤が設けられ、第１補強部材４と、配線基板のソルダーレジストとを接着してもよい。この場合、第１補強部材４の基板２１側の面には、絶縁層６１は設けられず、絶縁層６１とは異なる組成の接着剤が設けられることとなる。
さらに、第１補強部材４の基板２１とは反対側の面上、内周面４１上および各貫通孔４２の内周面が絶縁層６１で被覆されているため、半導体装置に半導体パッケージを組み込んだ際に、半導体パッケージ以外の他の部材と第１補強部材４とが不本意に短絡してしまうことを防止できる。
【０１５８】
また、絶縁層６２は、第２補強部材５の基板２１とは反対側の面の全面および各開口部５１の内周面上に設けられている。一般に樹脂層の熱放射率は金属層よりも高いため、第２補強部材５に伝達された熱を、絶縁層６２を介して効率よく熱放射することができる。これにより、半導体パッケージの放熱性を高めることができる。特に、図１に示すように、半導体パッケージ１の基板２１の厚さ方向に沿った断面において、第２補強部材５の開口部５１で挟まれた領域では、基板２１と反対側の表面および両側面（開口部５１の内周面）の３つの面が絶縁層６１で被覆されることとなるので、放熱性を確実に高めることができる。
また、絶縁層６２は第２補強部材５の基板２１側の面上には形成されていない。すなわち、本実施形態では、第２補強部材５は、配線基板２に直接接触している。これにより、配線基板２からの熱を第２補強部材５に直接伝熱させることができる。
なお、第２補強部材５の基板２１側の面上に接着剤が設けられ、第２補強部材５と、配線基板のソルダーレジストとを接着してもよい。この場合、第２補強部材５の基板２１側の面には、絶縁層６１は設けられず、絶縁層６１とは異なる組成の接着剤が設けられることとなる。
さらには、開口部５１の内周面上に絶縁層６２を設けることで、第２補強部材５の開口部５１内周面と金属バンプ７１との短絡を防止できる。
なお、絶縁層６２は、第２補強部材５の少なくとも一部を被覆するように、設けられていればよい。同様に、絶縁層６１は、第１補強部材４の少なくとも一部を被覆するように、設けられていればよい。
【０１５９】
本実施形態では、絶縁層６１は、前述した配線基板２の絶縁層２５１と同様の材料で構成され、また、絶縁層６２は、前述した配線基板の絶縁層２５２と同様の材料で構成されている。
【０１６０】
具体的に説明すると、絶縁層６１、６２の構成材料は、樹脂材料を含む樹脂組成物を好適に用いることができる。
【０１６１】
かかる樹脂組成物に用いる樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂が挙げられる。前記樹脂組成物は、樹脂成分を主成分とすることが好ましく、樹脂成分は、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂で構成される。
【０１６２】
絶縁層６１、６２に用いる熱可塑性樹脂としては、それぞれ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１６３】
また、絶縁層６１、６２に用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１６４】
また、絶縁層６１、６２は、それぞれ、基板２１よりも高い熱伝導性を有するのが好ましい。これにより、第１補強部材４からの熱を絶縁層６１に効率よく伝達させることができ、第１補強部材４からの熱を絶縁層６１から効率よく放射させることができる。同様に、第２補強部材５からの熱を絶縁層６２に効率よく伝達させることができ、第２補強部材５からの熱を絶縁層６２から効率よく放射させることができる。
また、本実施形態では、第１補強部材４、第２補強部材５の双方を絶縁層で被覆しているため、半導体パッケージの放熱性を確実に高めることができる。
【０１６５】
このような観点から、絶縁層６１、６２は、それぞれ、樹脂材料（樹脂成分）および伝熱性フィラー（特に無機フィラー）を含んで構成されているのが好ましい。これにより、絶縁層６１、６２の絶縁性および熱伝導性を優れたものとすることができる。また、絶縁層６１、６２を簡単に形成することができる。
絶縁層６１、６２は、放熱性の観点から、樹脂成分を１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％、フィラーを２０ｗｔ％〜９０ｗｔ％含むことが好ましい。
【０１６６】
絶縁層６１、６２に用いる無機フィラー（無機充填材）としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。なお、無機フィラーとして導電性を有するものを用いた場合、必要に応じて、絶縁処理を施す。
【０１６７】
中でも、前記無機フィラーとしては、絶縁性および熱伝導性に優れるという観点から、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物が好ましい。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【０１６８】
また、絶縁層６１、６２は、前述した基板２１の絶縁層２５１、２５２と同様、ソルダーレジストにより形成することができる。
【０１６９】
（半導体パッケージの製造方法）
以上説明したような半導体パッケージ１は、例えば、以下のようにして製造することができる。なお、半導体パッケージ１の製造方法は、これに限定されるものではない。
【０１７０】
以下、図４に基づき、半導体パッケージ１の製造方法の一例を簡単に説明する。
［Ａ１］
まず、図４（ａ）に示すように、導体パターン２２１〜２２４、導体ポスト２３１〜２３３、伝熱ポスト２４が設けられた基板２１を用意する。
具体的には、一方の面側に導体パターン２２３となる金属層が貼り付けられ、他方の面側に導体パターン２２２となる金属層が貼り付けられた絶縁層２１２を用意する。そして、導体ポスト２３２が形成される貫通孔を形成して、導体ポスト２３２をめっき等により充填する。そして、前述した各金属層をエッチングして、導体パターン２２２,２２３を形成する。次に、導体パターン２２１となる金属層が貼り付けられた絶縁層２１１を用意する。また、導体パターン２２４となる金属層が貼り付けられた絶縁層２１３を用意する。
そして、絶縁層２１１を、導体パターン２２２を被覆するように絶縁層２１２の一方の面側に配置する。同様に、絶縁層２１３を、導体パターン２２３を被覆するように、絶縁層２１２の他方の面側に配置する。次に、絶縁層２１１に導体ポスト２３１用の貫通孔を形成し、さらに、絶縁層２１３に導体ポスト２３３用の貫通孔を形成する。導体ポスト２３１,２３３をめっき等により充填する。そして、前記金属層をエッチングして、導体パターン２２１，２２４を形成する。
その後、絶縁層２１１〜２１３を貫通する貫通孔を形成し、伝熱ポスト２４を充填する。
【０１７１】
［Ａ２］
次に、図４（ｂ）に示すように、第１補強部材４を形成するためのシート状部材１０４を用意し、そして、基板２１の上面に、シート状部材１０４を接着剤１０６を介して接合する。
【０１７２】
シート状部材１０４は、後述する加工により第１補強部材４となる部材であり、前述した第１補強部材４の構成材料と同様の構成材料で構成されている。
【０１７３】
また、接着剤１０６は、樹脂材料を含んで構成され、絶縁層２５１となるものである。この接着剤１０６がシート状部材１０４および基板２１のうちの少なくとも一方に塗布された状態で、接着剤１０６を介してシート状部材１０４と基板２１とを貼り合わせることにより、シート状部材１０４と基板２１とを接合する。ここで接着剤１０６は、熱硬化性樹脂を含んで構成されており、未硬化あるいは半硬化の状態となっている。
【０１７４】
この接合の際、シート状部材１０４の基板２１との接合面には、接続部２６１となるべき金属バンプを形成しておく。具体的には、シート状部材１０４に接続部２６１となる金属バンプを半田接合しておき、シート状部材１０４から突出する突起を形成しておく。シート状部材１０４と基板２１とを貼り合わせる際に、金属バンプが基板２１上に設けられた接着剤１０６を突き抜けて伝熱ポスト２４と接続される。これにより、かかる金属バンプが接続部２６１を構成する。後述するリフロー工程において、この金属バンプの融点以上に加熱されることで、接続部２６１と伝熱ポスト２４とが半田接合されることとなる。
【０１７５】
このようなシート状部材１０４の接合と同様に、基板２１の下面に、第２補強部材５を形成するためのシート状部材１０５を接着剤１０７を介して接合する。
【０１７６】
シート状部材１０５は、後述する加工により第２補強部材５となる部材であり、前述した第２補強部材５の構成材料と同様の構成材料で構成されている。
【０１７７】
また、接着剤１０７は、樹脂材料を含んで構成され、絶縁層２５２となるものである。この接着剤１０７がシート状部材１０５および基板２１のうちの少なくとも一方に塗布された状態で、接着剤１０７を介してシート状部材１０５と基板２１とを貼り合わせることにより、シート状部材１０５と基板２１とを接合する。ここで接着剤１０７は、熱硬化性樹脂を含んで構成されており、未硬化あるいは半硬化の状態となっている。
【０１７８】
この接合の際、シート状部材１０５の基板２１との接合面には、接続部２６２となるべき金属バンプを形成しておく。具体的には、シート状部材１０５に接続部２６２となる金属バンプを半田接合しておく。具体的には、シート状部材１０５に接続部２６２となる金属バンプを半田接合しておき、シート状部材１０５から突出する突起を形成しておく。シート状部材１０５と基板２１とを貼り合わせることにより、その金属バンプが基板２１上に設けられた接着剤１０７を突き抜けて伝熱ポスト２４と接続される。これにより、かかる金属バンプが接続部２６２を構成する。後述するリフロー工程において、この金属バンプの融点以上に加熱されることで、接続部２６２と伝熱ポスト２４とが半田接合されることとなる。
なお、接続部２６１（２６２）を、樹脂材料で構成する場合には、絶縁層２５１（２５２）の伝熱ポスト２４上の部分に開口部を形成しておき、この開口部内に樹脂材料を配置する。その後、樹脂材料と、シート状部材１０４（１０５）とが接触するように、シート状部材１０４（１０５）を樹脂材料上に配置すればよい。
【０１７９】
［Ａ３］
次に、シート状部材１０４の一部を選択的に除去することにより、図４（ｃ）に示すように、第１補強部材４を形成する。同様に、シート状部材１０５の一部を選択的に除去することにより、第２補強部材５を形成する。
【０１８０】
シート状部材１０４、１０５の一部を除去する方法（すなわち、貫通孔４２、開口部４０、開口部５１等の形成方法）としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、レーザーの照射により除去する方法、エッチングにより除去する方法等のいずれかが挙げられる。これらの方法は、加工精度に優れる。そのため、金属バンプ７１が挟ピッチで配される場合においても、金属バンプ７１と第２補強部材５との接触を防止することができる。
【０１８１】
前記レーザーとしては、例えばＣＯ２レーザー、ＵＶ−ＹＡＧレーザー等を用いることができる。
【０１８２】
また、前記エッチングは、ドライエッチングであっても、ウエットエッチングであってもよいが、ウエットエッチングであるのが好ましい。これにより、基板２１の損傷を防止しつつ、第１補強部材４および第２補強部材５を形成することができる。
【０１８３】
また、このようなシート状部材１０４、１０５の一部を除去するに際しては、シート状部材１０４、１０５または基板２１に設けられたアライメントマークに基づいて、除去位置を定めるのが好ましい。
【０１８４】
［Ａ４］
次に、図４（ｄ）に示すように、第１補強部材４上に絶縁層６１を形成するとともに、第２補強部材５上に絶縁層６２を形成する。
【０１８５】
絶縁層６１、６２の形成方法としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、液状の樹脂組成物を塗布し硬化またか固化させる方法を好適に用いることができる。なお、本実施形態では、絶縁層６１,６２は、熱硬化性の樹脂組成物で構成されているので、液状の樹脂組成物を塗布し、後述するように、硬化させて、絶縁層６１，６２を形成する。
本実施形態では、絶縁層６１は、第１補強部材４の開口部４０の内周面および貫通孔４２の内周面を被覆するように塗布されるが、開口部４０の内部、貫通孔４２の内部を完全に埋め込まないように塗布する。ただし、開口部４０、貫通孔４２内の絶縁層２５１上を絶縁層６１が被覆してもよい。
同様に、絶縁層６２は、第２補強部材５の開口部５１の内周面を被覆するように塗布されるが、開口部５１の内部を完全に埋め込まないように塗布する。ただし、開口部５１内の絶縁層２５２上を絶縁層６２が被覆してもよい。
前述したように、絶縁層６１,６２は、絶縁層２５１,２５２同様、熱硬化性の樹脂組成物で構成されており、この工程では、絶縁層６１,６２は未硬化、半硬化の状態である。
【０１８６】
［Ａ５］
次に、図８に示すように各開口部５１内に絶縁材８１を配置する。この絶縁材８１は、未硬化（あるいは半硬化）の状態である。その後、図４（ｅ）に示すように、金属バンプ７１を開口部５１内に配置する。金属バンプ７１を開口部５１内に挿入することで、絶縁材８１が金属バンプ７１に押しよけられて、金属バンプ７１を取り囲むように配置されることとなる。この際、絶縁材８１は、開口部５１の内面と金属バンプ７１との間でメニスカスを形成する。
また、絶縁層２５２は前述したように、未硬化あるいは半硬化であるため、金属バンプ７１が絶縁層２５２に食い込むように配置して、金属バンプ７１と導体パターン２２４とを接触させる。なお、開口部５１内の絶縁層２５２上に絶縁層６２が塗布されている場合には、絶縁層６２および絶縁層２５２に金属バンプ７１を食い込ませる。これにより、開口部２５２Ａが形成されることとなる。その後、リフローを行い、金属バンプ７１と導電パターン２２４とを半田接合する。
【０１８７】
かかる半田接合は、特に限定されないが、配線基板２の下面に各金属バンプ７１が当接するように配置し、その状態で、例えば２００〜２８０℃×１０〜６０秒間加熱することにより行うことができる。
【０１８８】
また、図４（ｅ）に示すように、配線基板２の上面に、アンダーフィル材を塗布した後、半導体素子３を金属バンプ３１を介して半田リフローにより接合する。このとき、前述したように、絶縁層２５１は未硬化あるいは半硬化であるため、金属バンプ３１を絶縁層２５１に食い込むように配置し、金属バンプ３１を導体パターン２２１に接触させる。なお、開口部４０内の絶縁層２５１上に絶縁層６１が塗布されている場合には、絶縁層６１および絶縁層２５１に金属バンプ３１を食い込ませる。これにより、絶縁層２５１に開口部２５１Ａが形成されることとなる。
アンダーフィル材として前述した絶縁材８１と同じようなフラックス活性のある樹脂を用いる。また、半導体素子３を搭載し、フラックスあるいは半田ペースト等を用いてリフローにより半導体素子３を配線基板２に接合させた後、通常のキャピラリーアンダーフィル材を配線基板２と半導体素子３との間に充填・硬化させることもできる。
その後、必要に応じて適宜加熱工程を実施することで、絶縁材８１、絶縁層２５１，２５２、絶縁層６１，６２の硬化度を調整する。
以上のようにして半導体パッケージ１が得られる。
【０１８９】
<第２実施形態>
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【０１９０】
図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図、図６は、図５に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図５および図６では、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【０１９１】
以下、第２実施形態の半導体パッケージについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図５および図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１９２】
第２実施形態の半導体パッケージ１Ａは、補強部材５上の絶縁層の構成が異なり、絶縁材８１を有していない。他の点は、第１実施形態と同様である。
【０１９３】
図５に示すように、半導体パッケージ１Ａは、第１補強部材４上に設けられた絶縁層６１Ａと、第２補強部材５上に設けられた絶縁層６２Ａとを有する。
【０１９４】
より具体的に説明すると、絶縁層６１Ａは、第一実施形態の絶縁層６１と同様に、第１補強部材４の基板２１とは反対側の面上、内周面４１上および各貫通孔４２の内周面上に形成されている。絶縁層６１Ａは、絶縁層６１と同様、第１補強部材４の配線基板２側の面には形成されていない。
【０１９５】
また、絶縁層６２Ａは、第２補強部材５の基板２１とは反対側の面上および各開口部５１の内周面上に設けられている。絶縁層６２Ａは、絶縁層６２と同様に第２補強部材５上に形成されており、第２補強部材５の配線基板２側の面には形成されていない。また、本実施形態では、開口部５１内部には絶縁材８１は配置されていない。
絶縁層６２Ａは、金属バンプ７１の周囲を取り囲むとともに、金属バンプ７１の周面の湾曲面に沿って金属バンプ７１に接触している。換言すると、絶縁層６２Ａは、開口部５１内部の金属バンプ７１と、開口部５１内周面との間の隙間を充填している。本実施形態では、金属バンプ７１を補強するための硬化性材料と、第２補強部材５を被覆する絶縁層とが一体化して、絶縁層６２Ａを構成している。
そして、金属バンプ７１は、絶縁層６２Ａから基板２１と反対側に突出している。
【０１９６】
本実施形態では、絶縁層６１Ａ、６２Ａは、前述した第１実施形態の絶縁材８１と同様の材料で構成されている。
【０１９７】
具体的に説明すると、絶縁層６１Ａ、６２Ａの構成材料は、それぞれ、熱硬化性を有する半田接合用樹脂を用いることができる。
【０１９８】
（半導体パッケージの製造方法）
以上説明したような半導体パッケージ１Ａは、例えば、以下のようにして製造することができる。なお、半導体パッケージ１Ａの製造方法は、これに限定されるものではない。
【０１９９】
以下、図６に基づき、半導体パッケージ１Ａの製造方法の一例を簡単に説明する。
［Ｂ１］
まず、図６（ａ）に示すように、前記実施形態と同様に、導体パターン２２１〜２２４、伝熱ポスト２４が設けられた基板２１を用意する。
【０２００】
［Ｂ２］
次に、前記実施形態と同様に、図６（ｂ）に示すように、第１補強部材４を形成するためのシート状部材１０４を用意し、そして、基板２１の上面に、シート状部材１０４を接着剤１０６を介して接合する。
また、前記実施形態と同様に、第２補強部材５を形成するための、シート状部材を用意して、基板２１上に、接着剤１０７を介して接合する。
【０２０１】
［Ｂ３］
次に、前記実施形態と同様、シート状部材１０４の一部を除去することにより、図６（ｃ）に示すように、第１補強部材４を形成する。同様に、シート状部材１０５の一部を除去することにより、第２補強部材５を形成する。
【０２０２】
［Ｂ４］
次に、図６（ｄ）に示すように、第１補強部材４上に絶縁層６１Ａを形成するとともに、第２補強部材５上に絶縁層６２Ａを形成する。
【０２０３】
絶縁層６１Ａ、６２Ａの形成方法としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば液状の樹脂組成物を塗布する。ここで、前記実施形態と同様、開口部４０の内周面および貫通孔４２の内周面を被覆するとともに、開口部４０内、貫通孔４２内を埋め込まないように、絶縁層６１Ａを構成する樹脂材料を塗布する。
一方で、絶縁層６２Ａを構成する樹脂材料は、第２補強部材５の開口部５１内部を完全に埋め込むように、塗布する。より具体的には、絶縁層６２Ａを構成する樹脂材料により、開口部５１内部が埋め込まれるとともに、第２補強部材５の基板２１と反対側の表面が被覆されるように、前記樹脂材料を塗布する。
【０２０４】
［Ｂ５］
次に、図６（ｅ）に示すように、開口部５１内部に金属バンプ７１を配置する。絶縁層６２Ａは、未硬化あるいは半硬化の状態であるため、金属バンプ７１を絶縁層６２Ａに食い込ませることで、金属バンプ７１が開口部５１の内側に配置されることとなる。
また、絶縁層２５２は前述したように、未硬化あるいは半硬化であるため、金属バンプ７１が絶縁層２５２に食い込むように金属バンプ７１を配置して、金属バンプ７１と導体パターン２２４とを接触させる。これにより、開口部２５２Ａが形成されることとなる。その後、リフローを行い、金属バンプ７１と導電パターン２２４とを半田接合する。
また、図６（ｅ）に示すように、第一実施形態と同様、配線基板２の上面に、アンダーフィル材を塗布した後、半導体素子３を、金属バンプ３１を介して半田リフローにより接合する。
その後、必要に応じて適宜加熱工程を実施することで、絶縁層２５１，２５２、絶縁層６１Ａ，６２Ａの硬化度を調整する。
以上のようにして半導体パッケージ１Ａが得られる。
【０２０５】
以上説明したような第２実施形態の半導体パッケージ１Ａによっても、熱による不具合の発生を防止することができる。
【０２０６】
（半導体装置）
次に、本発明の半導体装置について好適な実施形態に基づいて説明する。
ここでは、第１実施形態の半導体パッケージ１を有する半導体装置１００について説明するが、半導体パッケージ１にかえて第２実施形態の半導体パッケージ１Ａを使用してもよい。
【０２０７】
図７は、本発明の半導体装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
図７に示すように、半導体装置１００は、マザーボード（基板）２００と、このマザーボード２００に搭載された半導体パッケージ１とを有している。
【０２０８】
このような半導体装置１００においては、半導体パッケージ１の金属バンプ７１がマザーボード２００の端子２０１に接合されている。これにより、半導体パッケージ１とマザーボード２００とが電気的に接続され、これらの間で電気的信号の伝送が行われる。また、この接合部を介して、半導体パッケージ１の熱をマザーボード２００へ逃すことができる。
【０２０９】
以上説明したような半導体装置１００によれば、前述したような放熱性および信頼性に優れた半導体パッケージ１を備えるので、信頼性に優れる。
【０２１０】
以上、本発明の半導体パッケージおよび半導体装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【０２１１】
例えば、前述した実施形態では、第１補強部材４が半導体素子３の全周に亘って囲むように設けられていたが、これに限定されず、例えば、半導体素子３の周囲の一部に欠損した部分（切り欠き）が形成されていてもよい。
【０２１２】
また、第２補強部材５に形成される開口部は、各金属バンプ７１と一対一で対応していなくてもよい。すなわち、第２補強部材５には、複数の金属バンプ７１に対して１つが対応するように、開口部が形成されていてもよい。
【０２１３】
また、前述した実施形態では、補強部材上に設けた絶縁層が樹脂組成物で構成されている場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、補強部材に設けられる絶縁層は金属酸化物、金属窒化物、金属フッ化物等の無機化合物（セラミックス）で構成されていてもよい。この場合、例えば、熱酸化、気相成膜等により補強部材上に絶縁層を形成することができる。
また、前記実施形態では、補強部材４，５を、基板２１に取り付けた後、補強部材４，５にそれぞれ開口部４０、開口部５１を形成し、その後、それぞれの補強部材４，５に絶縁層６１，６２を設けたが、半導体パッケージの製造方法は、これに限られるものではない。あらかじめ、補強部材４に開口部４０を形成するとともに、補強部材５に開口部５１を形成してから、基板２１に取り付けてもよい。ただし、前記実施形態のように、補強部材４，５を、基板２１に取り付けた後、補強部材４，５に開口部４０、開口部５１を形成する方が、開口部４０と導体パターン２２１との位置あわせ、開口部５１と導体パターン２２４との位置あわせが容易となる。
【０２１４】
本発明は、以下の構成を含むものである。
（１）基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記一方の面および前記他方の面のうちの少なくとも一方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい補強部材と、
前記補強部材の表面の少なくとも一部を覆うように設けられ、絶縁性を有する絶縁層と
を有することを特徴とする半導体パッケージ。
（２）前記第２導体パターンの前記基板とは反対の面には、複数の金属バンプが接合され、
前記補強部材は、前記基板の前記他方の面に接合され、前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する部分を有する（１）に記載の半導体パッケージ。
（３）前記補強部材は、複数の開口部を有し、前記補強部材の前記開口部同士の間の部分が前記金属バンプ同士の間に位置する（２）に記載の半導体パッケージ。
（４）前記絶縁層は、少なくとも前記開口部同士の間の部分上に設けられている（３）に記載の半導体パッケージ。
（５）前記絶縁層は、前記基板よりも高い熱伝導性を有する（１）ないし（４）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（６）前記絶縁層は、樹脂材料および伝熱性フィラーを含んで構成されている（１）ないし（５）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（７）前記補強部材は、金属材料で構成されている（１）ないし（６）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（８）前記金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金である（７）に記載の半導体パッケージ。
（９）（１）ないし（８）のいずれかに記載の半導体パッケージを備えることを特徴とする半導体装置。
この出願は、２０１１年１０月１３日に出願された日本特許出願２０１１−２２６０２２を基礎とする優先権を主張し、その開示をすべてここに取り込む。
【符号の説明】
【０２１５】
１ 半導体パッケージ
１Ａ 半導体パッケージ
２ 配線基板
３ 半導体素子
４，５ 補強部材
２１ 基板
２４ 伝熱ポスト
３１ 金属バンプ
３２ 接着層
３３ 外周面
４０ 開口部
４１ 内周面
４２ 貫通孔
５１ 開口部
５２ 部分
５３ 部分
６１，６２ 絶縁層
６１Ａ，６２Ａ 絶縁層
７１ 金属バンプ
８１ 絶縁材
１００ 半導体装置
１０４ シート状部材
１０５ シート状部材
１０６ 接着剤
１０７ 接着剤
２００ マザーボード
２０１ 端子
２１１ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２２１，２２２，２２３，２２４ 導体パターン
２２１ａ 端子
２３１ 導体ポスト
２３２ 導体ポスト
２３３ 導体ポスト
２５１Ａ 開口部
２５１，２５２ 絶縁層
２５２Ａ 開口部
２６１，２６２ 接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージおよび半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んできており、これらの電子機器に使用される半導体パッケージは、従来にも増して益々小型化かつ多ピン化が進んできている。
【０００３】
半導体パッケージはその小型化に伴って、従来のようなリードフレームを使用した形態のパッケージでは、小型化に限界がきているため、最近では回路基板上にチップを実装したものとして、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）や、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と言った、エリア実装型の新しいパッケージ方式が提案されている。
【０００４】
ＢＧＡやＣＳＰ等の新しいパッケージに用いられる配線基板（たとえば、インターポーザ）は、一般に、繊維基材に樹脂組成物を含浸してなる基板に導体パターンや導体ポストが形成されてなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８１２６１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４２６１７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１１５９８号公報
【特許文献４】特開平９-２６６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなインターポーザは、チップとの熱膨張係数差が大きい。また、インターポーザは、通常、チップよりも大面積となるため、チップと接触していない部分の面積が大きい。このようなチップと接触していない部分は、剛性が極めて低く、前述したようなチップとインターポーザの熱膨張差に起因して、高温時にチップ側に反りやすく、電気的接続の信頼性を低下させるという問題があった。
また、チップは発熱するため、インターポーザ等の配線基板には優れた放熱性が要求されている。
【０００７】
本発明によれば、
繊維基材を含む基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記配線基板に接合され、前記配線基板よりも熱膨張係数の小さい金属製の補強部材と、
前記補強部材の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた、絶縁層と、
を有し、
前記絶縁層は、絶縁性樹脂層あるいは、セラミックス層である半導体パッケージが提供される。
【０００８】
この構成の発明によれば、補強部材の熱膨張係数が、配線基板の熱膨張係数よりも小さいため、補強部材を配線基板に接合することで、配線基板が反りにくくなる。そのため、半導体素子と配線基板との接続信頼性を高めることができる。
ここで熱膨張係数とは、５０℃〜１５０℃における面方向の平均線膨張係数を意味する。
さらに、本発明においては、金属製の補強部材の表面に絶縁層が設けられている。絶縁層は、樹脂層あるいはセラミックス層であり、金属製の補強部材に比べて熱放射性に優れているため、補強部材に伝達された熱を、絶縁層を介して効率よく放熱することができる。配線基板の熱を補強部材、絶縁層を介して放熱することができ、配線基板に発生する反りを抑制することができる。これにより、接続信頼性に優れた半導体パッケージとすることができる。
【０００９】
さらに、本発明によれば、上述した半導体パッケージを有する半導体装置も提供できる。
【００１０】
本発明によれば、信頼性の高い半導体パッケージおよびこの半導体パッケージを備える半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体パッケージを示す上面図である。
【図３】図１に示す半導体パッケージを示す下面図である。
【図４】図１に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図である。
【図６】図５に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。
【図７】本発明の半導体装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の半導体パッケージの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。
【００１４】
<第１実施形態>
（半導体パッケージ）
まず、半導体パッケージを説明する。
【００１５】
図１〜図４、図８を参照して、本実施形態の半導体パッケージについて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図、図２は、図１に示す半導体パッケージを示す上面図、図３は、図１に示す半導体パッケージを示す下面図、図４は、図１に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１ないし４では、それぞれ、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【００１６】
はじめに、半導体パッケージ１の概要について説明する。
本実施形態の半導体パッケージ１は、図１に示すように、基板２１と、基板２１の一方の面側に設けられた第１導体パターン２２１と、基板２１の他方の面側に設けられ、第１導体パターン２２１と電気的に接続された第２導体パターン２２４とを備える配線基板２と、基板２１の一方の面に接合され、第１導体パターン２２１に電気的に接続される半導体素子３と、前記配線基板２に接合され、前記配線基板２よりも熱膨張係数の小さい金属製の補強部材４、５と、補強部材４の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁性樹脂層（絶縁層）６１と、補強部材５の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁性樹脂層（絶縁層）６２と、を有する。
ここで、本明細書において、熱膨張係数とは、５０℃〜１５０℃における面方向の平均線膨張係数を意味する。
【００１７】
次に、半導体パッケージ１について詳細に説明する。
前述したように、図１に示すように、半導体パッケージ１は、配線基板２と、この配線基板２上に搭載された半導体素子３と、第１補強部材４と、第２補強部材５と、第１補強部材４上に設けられた絶縁層６１と、第２補強部材５上に設けられた絶縁層６２とを有する。
【００１８】
このような半導体パッケージ１によれば、配線基板２のうち、半導体素子３と接合された部分以外の部分が、第１補強部材４および第２補強部材５により補強されるため、半導体パッケージ１全体の剛性が増す。特に、第１補強部材４および第２補強部材５の熱膨張係数がそれぞれ配線基板２（さらには、基板２１）よりも小さいため、配線基板２と半導体素子３との熱膨張係数差に起因する配線基板２の反りを抑制または防止することができる。
【００１９】
また、金属製の第１補強部材４上に、樹脂製の絶縁層６１が設けられている。同様に、金属製の第２補強部材５上に樹脂製の絶縁層６２が設けられている。絶縁層６１，６２は、金属製の補強部材４，５に比べて熱放射性に優れている。たとえば、金属の熱放射率は、黒体を１とした場合、０．１程度であるが、樹脂の熱放射率は、金属の放射率よりも大きく、一般的には０．８以上となる。そのため、補強部材４，５に伝達された熱を、絶縁層６１，６２を介して効率よく放熱することができる。これによって、配線基板２の熱を、補強部材４，５を介し、絶縁層６１，６２から放熱できる。そのため、配線基板２に発生する反りを抑制することができ、接続信頼性に優れた半導体パッケージとすることができる。
【００２０】
以下、半導体パッケージ１の各部を順次詳細に説明する。
［配線基板］
配線基板２は、半導体素子３を支持する基板（第１配線基板）であり、例えば、その搭載した半導体素子３と後述するようなマザーボード２００との電気的接続を中継する中継基板（インターポーザ）である。また、配線基板２は、その平面視形状は、通常、正方形、長方形等の四角形とされる。
【００２１】
配線基板２は、基板２１と、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４と、導体ポスト２３１、２３２、２３３と、熱伝導部である伝熱ポスト２４を含む伝熱部と、絶縁層２５１，２６１とを有している。
【００２２】
なお、本実施形態では、導体パターン２２１は、基板２１の一方の面側に設けられた第１導体パターンを構成し、導体パターン２２４は、基板２１の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンを構成する。
【００２３】
基板２１は、複数（本実施形態では３層）の絶縁層２１１、２１２、２１３で構成されている。より具体的には、基板２１は、絶縁層２１１、絶縁層２１２、絶縁層２１３がこの順で積層されて構成されている。なお、基板２１を構成する絶縁層の数は、これに限定されず、１層または２層であってもよいし、４層以上であってもよい。
【００２４】
各絶縁層２１１、２１２、２１３は、絶縁性を有する材料で構成されている。
【００２５】
具体的には、各絶縁層２１１、２１２、２１３は、基材（繊維基材）と、その基材に含浸された樹脂組成物とで構成されている。なお、絶縁層２１１、２１２、２１３のうちの少なくとも１層は、基材を含み、他の層は、基材を含まずに樹脂組成物のみで構成されていてもよい。
【００２６】
基材は、各絶縁層２１１、２１２、２１３の芯材として用いられるものである。このような基材を有することにより、基板２１の剛性を高めることができる。
【００２７】
基材としては、例えば、ガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維で構成されたガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維等のいずれか１種以上を主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、あるいは、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等のいずれかを主成分とする紙基材等が挙げられる。これらの中でも、かかる基材としては、ガラス繊維基材が好ましい。これにより、基板２１の剛性を高めるとともに、基板２１の薄型化を図ることができる。さらに、基板２１の熱膨張係数も小さくすることができる。
【００２８】
このようなガラス繊維基材を構成するガラスとしては、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、Ｈガラス、Ｑガラス等のいずれか１種以上が挙げられる。これらの中でもＴガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の熱膨張係数を小さくすることができ、それによって基板２１の熱膨張係数を小さくすることができる。
【００２９】
また、絶縁層２１１、２１２、２１３が基材を含む場合、絶縁層２１１、２１２、２１３における基材の含有率は、それぞれ、３０〜７０ｗｔ％であることが好ましく、４０〜６０ｗｔ％であることがより好ましい。これにより、これらの絶縁層のひび割れ等の破損を確実に防ぎつつ、各絶縁層の電気絶縁性および熱膨張係数を十分に低いものとすることができる。
【００３０】
このような基材に含浸される樹脂組成物は、樹脂材料が含まれている。かかる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂が好適に用いられる。
【００３１】
前記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、シアネート樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００３２】
これらの中でも、特に、シアネート樹脂が好ましい。これにより、基板２１の熱膨張係数を十分に小さくすることができる。さらに、基板２１の電気特性（低誘電率、低誘電正接等）を優れたものとすることができる。
【００３３】
また、前記樹脂組成物は、フィラーを含むのが好ましい。すなわち、絶縁層２１１、２１２、２１３は、それぞれ、フィラーを含むことが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３の熱膨張係数を低くすることができる。
【００３４】
前記フィラーとしては、各種無機フィラーまたは有機フィラーが挙げられる。
無機フィラー（無機充填材）としては、例えば、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００３５】
また、有機フィラーとしては、合成樹脂粉末が挙げられる。この合成樹脂粉末としては、例えば、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリエチレン、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の各種熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の粉末、またはこれらの樹脂の共重合体の粉末が挙げられる。また、有機フィラーの他の例としては、芳香族または脂肪族ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００３６】
前述したようなフィラーの中でも、無機フィラーを用いるのが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３の熱膨張係数を効果的に低めることができる。また、絶縁層２１１、２１２、２１３の伝熱性を高めることもできる。
【００３７】
特に、無機フィラーの中でも、シリカが好ましく、溶融シリカ（特に球状溶融シリカ）が低熱膨張性に優れる点で好ましい。
【００３８】
無機フィラーの平均粒子径は、特に限定されないが、０．０５〜２．０μｍが好ましく、特に０．１〜１．０μｍが好ましい。これにより、絶縁層２１１、２１２、２１３中で、無機フィラーは、より均一に分散することができ、絶縁層２１１、２１２、２１３の物理的強度および絶縁性を特に優れたものとすることができる。
【００３９】
なお、上記無機フィラーの平均粒子径は、例えば、粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−５００）により測定することができる。また、本明細書において、平均粒子径とは、体積基準での平均粒子径を指す。
【００４０】
絶縁層２１１、２１２、２１３における無機充填材の含有量は、それぞれ、特に限定されないが、基材を除く樹脂組成物を１００ｗｔ％としたときに、３０〜８０ｗｔ％が好ましく、特に４５〜７５ｗｔ％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、絶縁層２１１、２１２、２１３は、熱膨張係数が十分に低く、吸湿性が特に低いものとなる。
【００４１】
また、前記樹脂組成物は、前述した熱硬化性樹脂の他、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂としては、これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００４２】
また、前記樹脂組成物は、必要に応じて、顔料、酸化防止剤等の上記成分以外の添加物を含んでいてもよい。
【００４３】
また、絶縁層２１１、２１２、２１３は、互いに同じ材料で構成されていてもよいし、互いに異なる材料で構成されていてもよい。
【００４４】
上述したような複数の層で構成された基板２１の平均厚さは、特に限定されないが、３０μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上４００μｍ以下であることがより好ましい。
【００４５】
このような基板２１の絶縁層２１１の上面上には、導体パターン２２１が設けられている。また、絶縁層２１１と絶縁層２１２との間には、導体パターン２２２が介挿されている。また、絶縁層２１２と絶縁層２１３との間には、導体パターン２２３が介挿されている。また、絶縁層２１３の下面上には、導体パターン２２４が設けられている。
【００４６】
本実施形態では、絶縁層２１１の上面上には、例えばソルダーレジストである絶縁層２５１が設けられており、導体パターン２２１は、絶縁層２１１と絶縁層２５１との間に介挿されている。また、絶縁層２１３の下面上には、例えばソルダーレジストである絶縁層２５２が設けられており、導体パターン２２４は、絶縁層２１３と絶縁層２５２との間に介挿されている。
絶縁層２５１，２５２としては、例えば、エポキシ樹脂を主材料とする熱硬化性レジスト等を用いることができる。また、例えば、ＰＳＲ４０００／ＡＵＳ３０８、ＡＵＳ７０３（太陽インキ製造製）およびＳＲ−７２００Ｇ（日立化成工業製）の商品名で市販されているものを用いることもできる。さらには、絶縁層２５１，２５２として、後述する絶縁層６１,６２と同様の材料を使用することができる。
【００４７】
導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４は、それぞれ、複数の配線を有する回路として機能するものである。
【００４８】
また、導体パターン２２１は、半導体素子３に電気的に接続される複数の端子２２１ａを有する。
【００４９】
導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金等の各種金属および各種合金のいずれかが挙げられる。中でも、かかる構成材料としては、銅あるいは銅系合金を用いるのが好ましい。銅および銅系合金は、電気伝導率が比較的高いものである。そのため、配線基板２の電気的特性を良好なものとすることができる。また、銅および銅系合金は熱伝導性にも優れるので、配線基板２の放熱性を向上させることもできる。
【００５０】
また、導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４の平均厚さは、特に限定されないが、５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
また、絶縁層２１１には、その厚さ方向に貫通するビアホールが形成され、そのビアホール内に導体ポスト（ビアポスト）２３１が設けられている。この導体ポスト２３１は、絶縁層２１１をその厚さ方向に貫通しており、上端部が導体パターン２２１に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２２に接続されている。これにより、導体パターン２２１と導体パターン２２２とが導通している。
【００５２】
導体パターン２２１の複数の端子２２１ａには、後述する複数の金属バンプ（半田バンプ）３１を介して半導体素子３が接合されている。この複数の金属バンプ３１は、絶縁層２５１を厚さ方向に貫通している。
【００５３】
また、絶縁層２１２には、その厚さ方向に貫通する導体ポスト（ビアポスト）２３２が設けられている。この導体ポスト２３２は、上端部が導体パターン２２２に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２３に接続されている。これにより、導体パターン２２２と導体パターン２２３とが導通している。
【００５４】
また、絶縁層２１３には、その厚さ方向に貫通する導体ポスト（ビアポスト）２３３が設けられている。この導体ポスト２３３は、上端部が導体パターン２２３に接続されるとともに、下端部が導体パターン２２４に接続されている。これにより、導体パターン２２３と導体パターン２２４とが導通している。
【００５５】
また、絶縁層２５１には、その厚さ方向に貫通する複数の開口部２５１Ａが設けられ、その各開口部２５１Ａから導体パターン２２１の一部（端子２２１ａ）が露出している。そして、その導体パターン２２１の露出した各端子２２１ａ上には、後述するように金属バンプ３１が接合され、この金属バンプ３１を介して半導体素子３が電気的に接続されている。
絶縁層２５１の複数の開口部２５１Ａは、補強部材４の開口部４０の内側に位置している。
【００５６】
また、絶縁層２５２には、その厚さ方向に貫通する複数の開口部２５２Ａが設けられ、その各開口部から導体パターン２２４の一部（端子）が露出している。そして、その導体パターン２２４の露出した各部分（端子）上には、金属バンプ（半田バンプ）７１が接合されている。すなわち、第２導体パターンである導体パターン２２４の基板２１と反対側の面には、複数の金属バンプ７１が接合されている。
基板面側からの平面視において、絶縁層２５２に形成された各開口部２５２Ａの外周縁を取り囲むように、補強部材５の各開口部５１が形成されている。そして、絶縁層２５２に形成された開口部２５２Ａの径は、補強部材５に形成された開口部５１の径（絶縁層６２で被覆された開口部５１の内径）よりも小さい。これにより、導体パターン２２４と補強部材５との接触を抑制することができる。また、絶縁層２５２が導体パターン２２４を被覆し、保護するソルダーレジストとしての役割を果たすため、補強部材５をソルダーレジストとして機能させなくてよく、開口部５１の径を大きくできるので、金属バンプ７１を配置しやすい。
【００５７】
この金属バンプ７１は、半導体パッケージ１を例えば後述するようなマザーボードに対して電気的に接続するためのものである。
【００５８】
ここで、配線基板２に設けられる金属バンプ７１について説明する。本実施形態では、金属バンプ７１は、略球状をなしている。具体的には、金属バンプ７１は、絶縁層２５２の開口部から凸状に突出し、突出した部分が湾曲した円弧状の曲面を有している。なお、金属バンプ７１の形状は、これに限定されない。
【００５９】
金属バンプ７１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）を用いることができる。金属バンプ７１としては、これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【００６０】
また、各金属バンプ７１の直径は、特に限定されないが、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下程度である。
【００６１】
また、複数の金属バンプ７１同士の距離（中心間距離）は、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上５００μｍ以下程度である。このように、複数の金属バンプ７１同士の間の距離は、近年の半導体パッケージの小型化および多ピン化に伴い極めて小さくなっている。したがって、詳しくは後述するが、このような金属バンプ７１同士の間に位置する部分を有する第２補強部材５の表面上に絶縁層６２を形成することにより、金属バンプ７１間の短絡を防止できる。
【００６２】
配線基板２は、伝熱ポスト２４を含んで構成される伝熱部を有する。
配線基板２の基板２１には、その厚さ方向の全域に亘って貫通する複数のビアホールが形成され、その各ビアホールに前記伝熱ポスト２４が設けられている。
【００６３】
この各伝熱ポスト２４は、基板２１全体をその厚さ方向に貫通しており、上端が基板２１の上面から露出するとともに、下端が基板２１の下面から露出している。そして、伝熱ポスト２４は、上端が接続部２６１（第１接続部）を介して第１補強部材４に接続し、下端が接続部２６２（第２接続部）を介して第２補強部材５に接続している。これにより、各伝熱ポスト２４は、第１補強部材４と第２補強部材５とを熱的に接続している。
伝熱ポスト２４の上端面は、基板２１の上面と面一であり、伝熱ポスト２４の下端面は、基板２１の下面と面一である。
なお、伝熱ポスト２４と、接続部２６１，２６２とで伝熱部が構成される。
【００６４】
伝熱ポスト（熱伝導部）２４を含む伝熱部は、前述した基板２１（絶縁層）よりも高い伝熱性を有する。これにより、半導体素子３で発生した熱を、第１補強部材４から伝熱ポスト２４を含む伝熱部を介して第２補強部材５へ効率的に伝達することができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
また、伝熱ポストを介して、配線基板２にたまった熱を第１補強部材４、第２補強部材５に伝達することもできる。
【００６５】
また、この各伝熱ポスト２４は、基板２１をその厚さ方向に貫通するものであるため、公知の導体ポストと同様に、簡単かつ高精度に形成することができる。
【００６６】
また、各伝熱ポスト２４は、中空であってもよいし、中実であってもよい。また、各伝熱ポスト２４の横断面形状としては、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等が挙げられる。また、伝熱ポスト２４の数は、特に限定されず、任意であるが、配線基板２の機械的強度を損ねない程度に、できるだけ多くするのが好ましい。
【００６７】
また、各伝熱ポスト２４は、電気信号の伝送に寄与しないものであり、各導体パターン２２１，２２２，２２３，２２４と絶縁している。これにより、第１補強部材４から伝熱ポスト２４を介して第２補強部材５へ熱をより効率的に伝達することができる。
【００６８】
本実施形態では、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、配線基板２の外周部に沿って互いに間隔を隔てて並設されている。特に、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、配線基板２の外周部に沿って周方向に等間隔で並設されているのが好ましい。これにより、配線基板２の温度分布を均一化することができる。
【００６９】
また、複数の伝熱ポスト２４は、配線基板２を平面視したときに、前述した導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４に重ならないように設けられている。これにより、伝熱ポスト２４の形成が簡単となるとともに、伝熱ポスト２４による導体パターン２２１、２２２、２２３、２２４の短絡を防止することができる。
【００７０】
このような各伝熱ポスト２４の構成材料としては、前述した基板２１（絶縁層）よりも高い伝熱性を有するものであれば、特に限定されないが、金属材料を用いるのが好ましい。
【００７１】
かかる金属材料としては、例えば、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金等の各種金属および各種合金が挙げられ、いれずれか１種以上を使用できる。中でも、かかる金属材料としては、伝熱性に優れるので、銅、銅系合金、アルミ、アルミ系合金のいずれかを用いるのが好ましい。
【００７２】
また、伝熱ポスト２４の構成材料は、前述した導体ポスト２３１〜２３３の構成材料と異なっていてもよいが、導体ポスト２３１〜２３３の構成材料と同じであるのが好ましい。これにより、伝熱ポスト２４を導体ポスト２３１〜２３３の形成とともに形成することができる。そのため、半導体パッケージ１の製造が簡単化され、また、半導体パッケージ１を安価なものとすることができる。
【００７３】
接続部２６１は、伝熱ポスト２４と第１補強部材４との間に設けられ、第１補強部材４に直接接触している。接続部２６２は、伝熱ポスト２４と第２補強部材５との間に設けられ、第２補強部材５に直接接触している。これにより、伝熱ポスト２４と第１補強部材４との間の熱的接続、および、伝熱ポスト２４と第２補強部材５との間の熱的接続が簡単かつ確実になされる。ただし、伝熱ポスト２４と補強部材４、５とは接着剤等を介して間接的に接触していてもよい。
【００７４】
また、接続部２６１、２６２の構成材料としては、それぞれ、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）のいずれか、あるいは、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物等が挙げられる。
【００７５】
接続部２６１、２６２を樹脂組成物で構成した場合、その樹脂組成物に用いる無機フィラー（無機充填材）としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのいずれか１種以上を使用することができる。なお、無機フィラーとして導電性を有するものを用いた場合、必要に応じて、絶縁処理を施す。
【００７６】
中でも、前記無機フィラーとしては、絶縁性および熱伝導性に優れるという観点から、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物のいずれか１種以上が好ましい。
【００７７】
また、接続部２６１、２６２を樹脂組成物で構成した場合、その樹脂組成物に用いる樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００７８】
接続部２６１、２６２（樹脂組成物）に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００７９】
また、接続部２６１、２６２（樹脂組成物）に用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００８０】
［半導体素子］
半導体素子（第１半導体素子）３は、例えば、集積回路素子（ＩＣ）であり、より具体的には、例えば、ロジックＩＣ、メモリおよび受発光素子等のいずれかである。
【００８１】
この半導体素子３は、前述した配線基板２の基板２１の上面（一方の面）側に設けられ、第１導体パターンである導体パターン２２１に電気的に接続されている。
【００８２】
具体的には、半導体素子３は、その下面に、図示しない複数の端子が設けられており、その各端子が金属バンプ３１を介して、前述した導体パターン２２１の複数の端子２２１ａに電気的に接続されている。
【００８３】
金属バンプ３１の構成材料としては、特に限定されないが、前述した金属バンプ７１と同様、例えば、錫−鉛系、錫−銀系、錫−亜鉛系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の各種ろう材（半田）のいずれか１種以上を用いることができる。
【００８４】
また、半導体素子３は、接着層３２を介して、配線基板２の上面に接着（接合）されている。
【００８５】
この接着層３２は、接着性および絶縁性を有する材料で構成され、例えば、アンダーフィル材の硬化物で構成されている。
【００８６】
アンダーフィル材としては、特に限定されず、公知のアンダーフィル材を用いることができるが、後述する絶縁材８１を形成するための半田接合用レジストと同様のものを用いることもできる。
【００８７】
［第１補強部材］
第１補強部材（スティフナー）４は、前述した配線基板２の基板２１の上面（一方の面）の、半導体素子３が接合されていない部分に接合されている。
【００８８】
この第１補強部材４と基板２１とは、例えば接着剤を介して接合することができる。これにより、第１補強部材４の設置が簡単となる。
【００８９】
かかる接着剤としては、接着機能を有するものであれば、特に限定されず、各種接着剤を用いることができるが、熱伝導性に優れたものが好ましく、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物を用いることができる。かかる樹脂組成物としては、前述した接続部２６１、２６２に用いる樹脂組成物と同様のものを用いることができる。
【００９０】
また、かかる接着剤は、前述した絶縁層２５１の少なくとも一部を構成することができる。本実施形態では、絶縁層２５１が第１補強部材４の接着剤として機能する。
【００９１】
この第１補強部材４は、基板２１、さらには、配線基板２よりも熱膨張係数が小さい。これにより、基板２１の熱膨張を抑えることができる。
【００９２】
また、第１補強部材４は、板状をなしている。これにより、第１補強部材４の構成を簡単かつ小型なものとすることができる。
【００９３】
本実施形態では、第１補強部材４の基板２１と反対側の面（すなわち上面）が、半導体素子３の基板２１と反対側の面（すなわち上面）よりも基板２１側に位置している。これにより、半導体パッケージ１の製造に際し、第１補強部材４の設置後に半導体素子３を設置する場合、半導体素子３の設置が容易となる。
【００９４】
また、第１補強部材４は、半導体素子３の周囲を囲むような形状をなしている。本実施形態では、第１補強部材４は、その中央部に半導体素子３が配置される開口部４０が形成されており、第１補強部材４は、半導体素子３を囲むように環状（より具体的には四角環状）をなしている。これにより、第１補強部材４と半導体素子３との一体性が増し、第１補強部材４による配線基板２の剛性を高める効果を優れたものとすることができる。
【００９５】
また、図２に示すように、第１補強部材４には、その厚さ方向に貫通する複数の貫通孔４２が形成されている。具体的には、第１補強部材４の開口部４０を取り囲むように、複数の貫通孔（開口部）４２が離間して形成されている。貫通孔４２を形成することで、貫通孔４２内部側から第１補強部材４の熱を放熱することができ、第１補強部材４に熱がたまってしまうことが抑制される。さらに、径が小さい貫通孔４２を複数形成すれば、第１補強部材４の表面積が大きくなるので、第１補強部材４の放熱性を向上させることができる。
なお、詳しくは後述するが、貫通孔４２の内周面全面が、絶縁層６１で被覆されている。
【００９６】
本実施形態では、各貫通孔４２は、平面視にて、円形をなしている。なお、各貫通孔４２の平面視形状は、円形に限定されず、例えば、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよい。
開口部４０は、本実施形態では、平面視にて、四角形となっているが、これに限られるものではない。
ただし、貫通孔４２、開口部４０はその貫通方向に沿って径が変化せずに均一であることが好ましい。このような単純な形状とすることで、貫通孔４２、開口部４０を簡単に形成することができる。
【００９７】
また、第１補強部材４は、半導体素子３との間の距離（第１補強部材４の内周面４１と半導体素子３の外周面３３との間の距離）が半導体素子３の全周に亘って一定となるように形成されている。これにより、第１補強部材４および半導体素子３の一体性が増し、これらによる配線基板２の補強効果が好適に発揮される。
【００９８】
また、第１補強部材４は、半導体素子３との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。これにより、半導体素子３および第１補強部材４が一体的に配線基板２を補強し、半導体パッケージ１全体の熱膨張を抑えることができる。
【００９９】
また、第１補強部材４の構成材料としては金属材料があげられる。第１補強部材４が金属材料で構成されていると、第１補強部材４の熱伝導性を高めることができる。その結果、配線基板２や半導体素子３に熱がたまってしまうことを抑制できる。
【０１００】
かかる金属材料としては、前述したような熱膨張係数を有するものであれば、特に限定されず、各種金属材料を用いることができるが、放熱性および低熱膨張を実現する観点から、Ｆｅを含む合金を用いるのが好ましい。
【０１０１】
かかるＦｅを含む合金としては、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｐｄ系合金等のいずれかが挙げられ、特に、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが好ましい。
【０１０２】
このような金属材料は、熱伝導性に優れるだけでなく、熱膨張係数が低く、かつ、一般的な半導体素子３の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する。そのため、半導体素子３および第１補強部材４により、一体的に配線基板２を補強することができる。
【０１０３】
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、ＦｅおよびＮｉを含むものであれは、特に限定されず、ＦｅおよびＮｉの他に、残部（Ｍ）として、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０４】
より具体的には、Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、例えば、Ｆｅ−３６Ｎｉ合金（インバー）等のＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−３２Ｎｉ−５Ｃｏ合金（スーパーインバー）、Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ合金（コバール）、Ｆｅ−３６Ｎｉ−１２Ｃｏ合金（エリンバー）等のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金、Ｎｉ−２８Ｍｏ−２Ｆｅ合金等のＮｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金等が挙げられる。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金は、例えば、ＫＶ−２、ＫＶ−４、ＫＶ−６、ＫＶ−１５、ＫＶ−２５等のＫＶシリーズ（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）、Ｎｉｖａｒｏｘ等の商品名で市販されている。また、Ｆｅ−Ｎｉ合金は、例えば、ＮＳ−５、Ｄ−１（ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製）等の商品名で市販されている。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金は、例えば、Ｎｉ−Ｓｐａｎ Ｃ−９０２(大同スペシャルメタル社製)、ＥＬ−３(ＮＥＯＭＡＸマテリアル社製)等の商品名で市販されている。
【０１０５】
また、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金としては、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒを含むものであれば、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ−５４Ｃｏ−９．５Ｃｒ（ステンレスインバー）等のＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金が挙げられる。なお、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金は、Ｆｅ、ＣｏおよびＣｒの他に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０６】
また、Ｆｅ−Ｃｏ系合金としては、ＦｅおよびＣｏを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＣｏの他に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０７】
また、Ｆｅ−Ｐｔ系合金としては、ＦｅおよびＰｔを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＰｔの他に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｄ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０８】
また、Ｆｅ−Ｐｄ系合金としては、ＦｅおよびＰｄを含むものであれば、特に限定されず、ＦｅおよびＰｄの他に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の金属のうちの１種または２種以上の金属を含んでいてもよい。
【０１０９】
特に、第１補強部材４の熱膨張係数は、０．５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第１補強部材４との熱膨張係数差を小さくし、これらが一体として配線基板２を補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１１０】
また、第１補強部材４と半導体素子３との熱膨張係数差の絶対値は、７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、５ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、２ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第１補強部材４との熱膨張係数差を小さくし、これらが一体として配線基板２を補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１１１】
上述したような熱膨張係数の観点から、第１補強部材４を構成する金属材料がＦｅ−Ｎｉ系合金である場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、Ｎｉの含有量が３０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であるのが好ましく、Ｎｉの含有量が３５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、第１補強部材４の熱膨張係数を半導体素子３の熱膨張係数に近づけることができる。この場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、Ｆｅの含有量が５０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であるのが好ましく、Ｆｅの含有量が５５ｗｔ％以上６５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。
【０１１２】
また、第１補強部材４を構成する金属材料がＦｅ−Ｎｉ系合金である場合、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、ＦｅおよびＮｉの合計含有量が８５ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下であるのが好ましく、ＦｅおよびＮｉの合計含有量が９０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下であるのがより好ましい。すなわち、前記Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、残部（Ｍ）の含有量が０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であるのが好ましく、残部（Ｍ）の含有量が０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であるのがより好ましい。これにより、第１補強部材４の熱膨張係数を半導体素子３の熱膨張係数に近づけることができる。
【０１１３】
また、第１補強部材４の平均厚さは、配線基板２の熱膨張係数、配線基板２の第１補強部材４および第２補強部材５の形状、大きさ、構成材料等に応じて決められるものであり特に限定されないが、例えば、０．０２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度である。なお、本実施形態では第１補強部材４の厚さは均一であるが、厚さの異なる部分を有していてもよい。例えば、第１補強部材４の内側から外側に向けて厚さが連続的または段階的に減少または増加していてもよい。
【０１１４】
また、本実施形態では、第１補強部材４の開口部４０の内周面４１を被覆する絶縁層６１と、半導体素子３との間に隙間が形成されているが、この隙間に、熱伝導性材料が充填されていてもよい。これにより、半導体素子３から熱伝導性材料を介して第１補強部材４へ効率的に熱を伝達することができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
【０１１５】
このような熱伝導性材料としては、特に限定されないが、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物が挙げられる。この樹脂組成物としては、前述した接続部２６１、２６２に用いる樹脂組成物と同様のものを用いることができる。
【０１１６】
また、この熱伝導性材料は、前述した接着層３２（アンダーフィル材）と同様のものを用いてもよく、熱伝導性材料として接着層３２と同様のものを使用する場合には、熱伝導性材料および接着層３２を一括して形成することもできる。
【０１１７】
［第２補強部材］
第２補強部材（スティフナー）５は、配線基板２の基板２１の下面（他方の面）に接合されている。
【０１１８】
この第２補強部材５と基板２１とは、接着剤を介して接合することができる。これにより、第２補強部材５の設置が簡単となる。
【０１１９】
かかる接着剤としては、接着機能を有するものであれば、特に限定されず、各種接着剤を用いることができるが、熱伝導性に優れたものが好ましく、無機フィラーおよび樹脂材料を含んで構成された樹脂組成物を用いることができる。かかる樹脂組成物としては、前述した接続部２６１、２６２に用いる樹脂組成物と同様のものを用いることができる。
【０１２０】
また、かかる接着剤は、前述した絶縁層２５２の少なくとも一部を構成することができる。本実施形態では、絶縁層２５２が第２補強部材５の接着剤として機能する。
【０１２１】
この第２補強部材５は、前述した第１補強部材４と同様、基板２１、さらには、配線基板２よりも熱膨張係数が小さい。
【０１２２】
第２補強部材５は、板状をなしている。これにより、第２補強部材５の構成を簡単かつ小型なものとすることができる。
【０１２３】
また、図３に示すように、第２補強部材５は、配線基板２（基板２１）の外周部（導体パターン２２４よりも外側）に沿って設けられた部分（枠部）５２と、金属バンプ７１同士の間に設けられた部分５３とを有している。第２補強部材５の部分５２と配線基板２（基板２１）との接合により、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。また、第２補強部材５の部分５３と配線基板２との接合により、第２補強部材５の剛性が高められる。
【０１２４】
より具体的に説明すると、第２補強部材５は、前述した各金属バンプ７１に非接触で各金属バンプ７１を囲むように形成された複数の開口部５１を有する。各開口部５１には、金属バンプ７１が一つずつ配置されることとなる。これにより、第２補強部材５が配線基板２の下面に占める面積の割合を大きくすることができる。その結果、第２補強部材５による配線基板２の剛性を高める効果を優れたものとすることができる。
【０１２５】
本実施形態では、各開口部５１は、平面視にて、円形をなしている。なお、各開口部５１の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、多角形等であってもよい。
【０１２６】
また、各開口部５１は、各金属バンプ７１に対応して（一対一で対応して）設けられている。これにより、第２補強部材５の剛性の均一化を図ることができる。また、第２補強部材５の放熱性も向上させることができる。
【０１２７】
また、第２補強部材５は、各金属バンプ７１との間の距離（平面視における開口部５１の壁面と金属バンプ７１の外周面との間の距離）が金属バンプ７１の全周に亘って一定となるように形成されている。これにより、第２補強部材５および各金属バンプ７１の一体性が増し、これらによる配線基板２の補強効果が好適に発揮される。
【０１２８】
また、開口部５１の直径は、特に限定されないが、例えば、２０μｍ以上４７０μｍ以下程度である。
【０１２９】
また、複数の開口部５１同士の距離（中心間距離）は、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上５００μｍ以下程度である。
ここで、本実施形態では、開口部５１は、図３に示すように、配線基板２の基板面側からの平面視において、マトリクス状に配置されている。
【０１３０】
また、前述した第１補強部材４と同様、第２補強部材５は、半導体素子３との熱膨張係数差が７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、第２補強部材５が効果的に配線基板２を補強し、半導体パッケージ１全体の熱膨張を抑えることができる。
【０１３１】
また、第２補強部材５は、金属材料で構成されている。金属材料としては、第１補強部材４と同様のものを使用できる。これにより、第２補強部材５の放熱性を高めることができる。その結果、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。
【０１３２】
かかる金属材料としては、特に限定されないが、放熱性および低熱膨張を実現する観点から、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いるのが好ましい。
【０１３３】
Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、前述した第１補強部材４と同様のものを用いることができる。
【０１３４】
特に、第２補強部材５の熱膨張係数は、０．５ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以上７ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１３５】
また、第２補強部材５と半導体素子３との熱膨張係数差の絶対値は、７ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、５ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、２ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、半導体素子３と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、第２補強部材５が配線基板２を効果的に補強することができる。そのため、配線基板２の反りを効果的に防止することができる。
【０１３６】
また、第２補強部材５と第１補強部材４との熱膨張係数差の絶対値は、２ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、１ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、０ｐｐｍ／℃であるのがさらに好ましい。これにより、第１補強部材４と第２補強部材５との熱膨張係数差を小さくし、これらの熱膨張差に起因する配線基板２の反りを防止することができる。
【０１３７】
このような観点から、第２補強部材５の構成材料は、第１補強部材４の構成材料と同種または同じであるのが好ましい。
【０１３８】
また、第２補強部材５の平均厚さは、配線基板２の熱膨張係数、配線基板２の第１補強部材４および第２補強部材５の形状、大きさ、構成材料等に応じて決められるものであり、特に限定されないが、例えば、０．０２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度である。
【０１３９】
また、第２補強部材５と各金属バンプ７１との間には、絶縁材８１が設けられている（充填されている）。これにより、第２補強部材５と各金属バンプ７１との接触を防止することができる。
【０１４０】
また、絶縁材８１は、金属バンプ７１の基板２１側の部分（上部）の周囲を囲むような形状をなし、かつ、各金属バンプ７１に接合されている。これにより、絶縁材８１は、金属バンプ７１を補強している。
絶縁材８１は、金属バンプ７１の導体パターン２２４側の基部側面を取り囲み、金属バンプ７１に接触している。ここで、金属バンプ７１は、略球状であり、湾曲した球面を有している。そして、この金属バンプ７１は、補強部材５よりも、配線基板と反対側に突出している。絶縁材８１は、金属バンプ７１の周面を構成する球面（湾曲面）に沿って、金属バンプ７１に接触しており、絶縁材８１中に金属バンプ７１の一部が埋め込まれた状態となっている。また、絶縁材８１は、金属バンプ７１の周面側から、導体パターン２２４側に向けて末広がりとなる形状となっている。すなわち、絶縁材８１は、配線基板厚み方向から直交する方向からの側面視において、台形形状となっている。これにより、絶縁材８１により、金属バンプ７１が補強される。なお、絶縁材８１は半導体パッケージにおいて半硬化の状態であってもよく、完全硬化した状態であってもよい。
なお、金属バンプ７１としては、前述した金属バンプ３１と同様の材料を使用することができる。
ただし、絶縁材８１の形状は、これに限られるものではない。
【０１４１】
また、絶縁材８１は、前述した配線基板２の基板２１よりも高い熱伝導性を有するのが好ましい。これにより、金属バンプ７１と第２補強部材５の間の熱伝導性を優れたものとし、半導体パッケージ１の放熱性を向上させることができる。このような絶縁材８１は、絶縁性を有し、樹脂材料を含んで構成されている。
【０１４２】
このような絶縁材８１は、特に限定されないが、硬化性材料で構成されていることが好ましく、例えば、熱硬化性を有する半田接合用樹脂組成物により形成されるのが好ましい。
【０１４３】
このような半田接合用樹脂組成物（以下、「硬化性フラックス」とも言う）は、フラックス活性化合物を有する熱硬化性の樹脂組成物であり、半田接合時にフラックスとして作用し、次いで加熱することにより、硬化して半田接合部の補強材として作用する。また、かかる半田接合用樹脂組成物は、半田接合の際に、半田接合面および半田材料の酸化物などの有害物を除去し、半田接合面を保護するとともに、半田材料の精錬を行って、強度の大きい良好な接合を可能にする。さらに、半田接合用樹脂組成物は、半田接合後に洗浄などにより除去する必要がなく、そのまま加熱することにより、三次元架橋した樹脂となり、半田接合部の補強材として作用する。
【０１４４】
かかる半田接合用樹脂組成物は、例えば、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）および該樹脂の硬化剤（Ｂ）を含んで構成することができる。
【０１４５】
フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）としては、特に制限はないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多価フェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などを挙げることができる。これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
【０１４６】
また、硬化性フラックスにおいて、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）の含有量は、硬化性フラックス全体の２０〜８０重量％であることが好ましく、２５〜６０重量％であることがより好ましい。樹脂（Ａ）の含有量が２０重量％未満であると、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去する作用が低下し、半田接合性が不良となるおそれがある。樹脂（Ａ）の含有量が８０重量％を超えると、十分な物性を有する硬化物が得られず、接合強度と信頼性が低下するおそれがある。
【０１４７】
また、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）のフェノール性ヒドロキシル基は、その還元作用により、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去するので、半田接合のフラックスとして効果的に作用する。
【０１４８】
また、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）の硬化剤（Ｂ）としては、例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物などを挙げることができる。エポキシ化合物およびイソシアネート化合物としては、例えば、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースのエポキシ化合物、イソシアネート化合物や、飽和脂肪族、環状脂肪族、不飽和脂肪族などの骨格をベースとして変性されたエポキシ化合物、イソシアネート化合物などを挙げることができる。これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
【０１４９】
また、硬化剤（Ｂ）の配合量は、硬化剤のエポキシ基、イソシアネート基などの反応性の官能基が、樹脂（Ａ）のフェノール性ヒドロキシル基の０．５〜１．５当量倍であることが好ましく、０．８〜１．２当量倍であることがより好ましい。硬化剤の反応性の官能基がヒドロキシル基の０．５当量倍未満であると、十分な物性を有する硬化物が得られず、補強効果が小さくなって、接合強度と信頼性が低下するおそれがある。硬化剤の反応性の官能基がヒドロキシル基の１．５当量倍を超えると、半田および金属表面の酸化物などの汚れを除去する作用が低下し、半田接合性が不良となるおそれがある。
【０１５０】
このような半田接合用樹脂組成物（硬化性フラックス）は、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）と該樹脂の硬化剤（Ｂ）の反応により、良好な物性を有する硬化物が形成されるために、半田接合後に洗浄によりフラックスを除去する必要がなく、硬化物により半田接合部が保護されて、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度と信頼性の高い半田接合が可能となる。
【０１５１】
なお、前述したような半田接合用樹脂は、フェノール性ヒドロキシル基を有する樹脂（Ａ）と該樹脂の硬化剤（Ｂ）の他に、硬化性酸化防止剤（Ｃ）、微結晶状態で分散するフェノール性ヒドロキシル基を有する化合物（Ｄ）および該化合物の硬化剤（Ｅ）、溶剤（Ｆ）、硬化触媒、密着性や耐湿性を向上させるためのシランカップリング剤、ボイドを防止するための消泡剤、あるいは液状または粉末の難燃剤等を含んでいてもよい。
【０１５２】
また、半田接合用樹脂組成物としては、次のようなものも使用できる。
たとえば、半田接合用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、フラックス活性化合物と、イミダゾール等の硬化促進剤とを含むものであってもよい。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂（ポリイミド前駆体樹脂）、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、シアネート樹脂などが挙げられる。特に、エポキシ樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、シアネート樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐湿性の観点からエポキシ樹脂を使用することが好ましい。
また、フラックス活性化合物としては、フェノール性水酸基および／またはカルボキシル基を有する化合物が好ましい。フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、２，６−キシレノール、ｐ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、２，４−キシレノール、２，５−キシレノール、ｍ−エチルフェノール、２，３−キシレノール、メジトール、３，５−キシレノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、カテコール、ｐ−ｔｅｒｔ−アミルフェノール、レゾルシノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＦ、ビフェノール、ジアリルビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＡ、トリスフェノール、テトラキスフェノールなどのフェノール性水酸基を含有するモノマー類、フェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＦノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂などのフェノール性水酸基を含有する樹脂が挙げられる。
これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
【０１５３】
カルボキシル基を有する化合物としては、例えば、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸などが挙げられる。前記脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物などが挙げられる。前記脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物などが挙げられる。前記芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテートなどが挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
さらには、カルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物としては、サリチル酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）などの安息香酸誘導体；１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸などのナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；ジフェノール酸などが挙げられる。中でも、フェノールフタリン、ゲンチジン酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、２，６−ジヒドロキシ安息香酸が好ましく、フェノールフタリン、ゲンチジン酸が特に好ましい。これらのうち、いずれか１種以上を使用することができる。
【０１５４】
絶縁材８１は伝熱性のフィラー（充填材）を含んでもよい。フィラーとしては、無機フィラーがあげられ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのいずれか１種以上を使用することができる。なお、無機フィラーとして導電性を有するものを用いた場合、必要に応じて、絶縁処理を施す。
【０１５５】
中でも、前記無機フィラーとしては、絶縁性および熱伝導性に優れるという観点から、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物のいずれか１種以上が好ましい。
【０１５６】
［絶縁層］
絶縁層６１は、第１補強部材４上に設けられ、また、絶縁層６２は、第２補強部材５上に設けられている。
【０１５７】
より具体的に説明すると、絶縁層６１は、第１補強部材４の基板２１とは反対側の面の全面および、開口部４０の内周面４１上および各貫通孔４２の内周面上に形成されている。開口部４０内の絶縁層６１は、内周面４１に沿って形成されており、基板２１の厚さ方向に沿った断面視において、対向する内周面４１を被覆する絶縁層６１間には空隙が形成されている。
同様に、基板２１の厚さ方向に沿った断面視において、貫通孔４２の対向する内周面を被覆する絶縁層６１間には空隙が形成されている。
一般に樹脂層の熱放射率は金属層よりも高いため、第１補強部材４に伝達された熱を、絶縁層６１を介して効率よく熱放射することができる。これにより、半導体パッケージの放熱性を高めることができる。特に、図１に示すように、半導体パッケージ１の基板２１の厚さ方向に沿った断面において、第１補強部材４の開口部４０、貫通孔４２で挟まれた領域では、基板２１と反対側の表面および両側面（開口部４０の内周面、貫通孔４２の内周面）の３つの面が絶縁層６１で被覆されることとなるので、放熱性を確実に高めることができる。
また、絶縁層６１は第１補強部材４の基板２１側の面上には形成されていない。すなわち、本実施形態では、第１補強部材４は、配線基板２に直接接触している。これにより、配線基板２からの熱を第１補強部材４に直接伝熱させることができる。
なお、第１補強部材４の基板２１側の面上に接着剤が設けられ、第１補強部材４と、配線基板のソルダーレジストとを接着してもよい。この場合、第１補強部材４の基板２１側の面には、絶縁層６１は設けられず、絶縁層６１とは異なる組成の接着剤が設けられることとなる。
さらに、第１補強部材４の基板２１とは反対側の面上、内周面４１上および各貫通孔４２の内周面が絶縁層６１で被覆されているため、半導体装置に半導体パッケージを組み込んだ際に、半導体パッケージ以外の他の部材と第１補強部材４とが不本意に短絡してしまうことを防止できる。
【０１５８】
また、絶縁層６２は、第２補強部材５の基板２１とは反対側の面の全面および各開口部５１の内周面上に設けられている。一般に樹脂層の熱放射率は金属層よりも高いため、第２補強部材５に伝達された熱を、絶縁層６２を介して効率よく熱放射することができる。これにより、半導体パッケージの放熱性を高めることができる。特に、図１に示すように、半導体パッケージ１の基板２１の厚さ方向に沿った断面において、第２補強部材５の開口部５１で挟まれた領域では、基板２１と反対側の表面および両側面（開口部５１の内周面）の３つの面が絶縁層６１で被覆されることとなるので、放熱性を確実に高めることができる。
また、絶縁層６２は第２補強部材５の基板２１側の面上には形成されていない。すなわち、本実施形態では、第２補強部材５は、配線基板２に直接接触している。これにより、配線基板２からの熱を第２補強部材５に直接伝熱させることができる。
なお、第２補強部材５の基板２１側の面上に接着剤が設けられ、第２補強部材５と、配線基板のソルダーレジストとを接着してもよい。この場合、第２補強部材５の基板２１側の面には、絶縁層６１は設けられず、絶縁層６１とは異なる組成の接着剤が設けられることとなる。
さらには、開口部５１の内周面上に絶縁層６２を設けることで、第２補強部材５の開口部５１内周面と金属バンプ７１との短絡を防止できる。
なお、絶縁層６２は、第２補強部材５の少なくとも一部を被覆するように、設けられていればよい。同様に、絶縁層６１は、第１補強部材４の少なくとも一部を被覆するように、設けられていればよい。
【０１５９】
本実施形態では、絶縁層６１は、前述した配線基板２の絶縁層２５１と同様の材料で構成され、また、絶縁層６２は、前述した配線基板の絶縁層２５２と同様の材料で構成されている。
【０１６０】
具体的に説明すると、絶縁層６１、６２の構成材料は、樹脂材料を含む樹脂組成物を好適に用いることができる。
【０１６１】
かかる樹脂組成物に用いる樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂が挙げられる。前記樹脂組成物は、樹脂成分を主成分とすることが好ましく、樹脂成分は、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂で構成される。
【０１６２】
絶縁層６１、６２に用いる熱可塑性樹脂としては、それぞれ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１６３】
また、絶縁層６１、６２に用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【０１６４】
また、絶縁層６１、６２は、それぞれ、基板２１よりも高い熱伝導性を有するのが好ましい。これにより、第１補強部材４からの熱を絶縁層６１に効率よく伝達させることができ、第１補強部材４からの熱を絶縁層６１から効率よく放射させることができる。同様に、第２補強部材５からの熱を絶縁層６２に効率よく伝達させることができ、第２補強部材５からの熱を絶縁層６２から効率よく放射させることができる。
また、本実施形態では、第１補強部材４、第２補強部材５の双方を絶縁層で被覆しているため、半導体パッケージの放熱性を確実に高めることができる。
【０１６５】
このような観点から、絶縁層６１、６２は、それぞれ、樹脂材料（樹脂成分）および伝熱性フィラー（特に無機フィラー）を含んで構成されているのが好ましい。これにより、絶縁層６１、６２の絶縁性および熱伝導性を優れたものとすることができる。また、絶縁層６１、６２を簡単に形成することができる。
絶縁層６１、６２は、放熱性の観点から、樹脂成分を１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％、フィラーを２０ｗｔ％〜９０ｗｔ％含むことが好ましい。
【０１６６】
絶縁層６１、６２に用いる無機フィラー（無機充填材）としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸カルシウム（軽質、重質）、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素、その他鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、亜鉛華、硫化モリブデン、ボロン繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が挙げられる。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。なお、無機フィラーとして導電性を有するものを用いた場合、必要に応じて、絶縁処理を施す。
【０１６７】
中でも、前記無機フィラーとしては、絶縁性および熱伝導性に優れるという観点から、シリカ、アルミナ、ケイ藻土、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、金属フェライト等の酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化チタン等の窒化物が好ましい。これらのうち、いずれか１種以上を使用できる。
【０１６８】
また、絶縁層６１、６２は、前述した基板２１の絶縁層２５１、２５２と同様、ソルダーレジストにより形成することができる。
【０１６９】
（半導体パッケージの製造方法）
以上説明したような半導体パッケージ１は、例えば、以下のようにして製造することができる。なお、半導体パッケージ１の製造方法は、これに限定されるものではない。
【０１７０】
以下、図４に基づき、半導体パッケージ１の製造方法の一例を簡単に説明する。
［Ａ１］
まず、図４（ａ）に示すように、導体パターン２２１〜２２４、導体ポスト２３１〜２３３、伝熱ポスト２４が設けられた基板２１を用意する。
具体的には、一方の面側に導体パターン２２３となる金属層が貼り付けられ、他方の面側に導体パターン２２２となる金属層が貼り付けられた絶縁層２１２を用意する。そして、導体ポスト２３２が形成される貫通孔を形成して、導体ポスト２３２をめっき等により充填する。そして、前述した各金属層をエッチングして、導体パターン２２２,２２３を形成する。次に、導体パターン２２１となる金属層が貼り付けられた絶縁層２１１を用意する。また、導体パターン２２４となる金属層が貼り付けられた絶縁層２１３を用意する。
そして、絶縁層２１１を、導体パターン２２２を被覆するように絶縁層２１２の一方の面側に配置する。同様に、絶縁層２１３を、導体パターン２２３を被覆するように、絶縁層２１２の他方の面側に配置する。次に、絶縁層２１１に導体ポスト２３１用の貫通孔を形成し、さらに、絶縁層２１３に導体ポスト２３３用の貫通孔を形成する。導体ポスト２３１,２３３をめっき等により充填する。そして、前記金属層をエッチングして、導体パターン２２１，２２４を形成する。
その後、絶縁層２１１〜２１３を貫通する貫通孔を形成し、伝熱ポスト２４を充填する。
【０１７１】
［Ａ２］
次に、図４（ｂ）に示すように、第１補強部材４を形成するためのシート状部材１０４を用意し、そして、基板２１の上面に、シート状部材１０４を接着剤１０６を介して接合する。
【０１７２】
シート状部材１０４は、後述する加工により第１補強部材４となる部材であり、前述した第１補強部材４の構成材料と同様の構成材料で構成されている。
【０１７３】
また、接着剤１０６は、樹脂材料を含んで構成され、絶縁層２５１となるものである。この接着剤１０６がシート状部材１０４および基板２１のうちの少なくとも一方に塗布された状態で、接着剤１０６を介してシート状部材１０４と基板２１とを貼り合わせることにより、シート状部材１０４と基板２１とを接合する。ここで接着剤１０６は、熱硬化性樹脂を含んで構成されており、未硬化あるいは半硬化の状態となっている。
【０１７４】
この接合の際、シート状部材１０４の基板２１との接合面には、接続部２６１となるべき金属バンプを形成しておく。具体的には、シート状部材１０４に接続部２６１となる金属バンプを半田接合しておき、シート状部材１０４から突出する突起を形成しておく。シート状部材１０４と基板２１とを貼り合わせる際に、金属バンプが基板２１上に設けられた接着剤１０６を突き抜けて伝熱ポスト２４と接続される。これにより、かかる金属バンプが接続部２６１を構成する。後述するリフロー工程において、この金属バンプの融点以上に加熱されることで、接続部２６１と伝熱ポスト２４とが半田接合されることとなる。
【０１７５】
このようなシート状部材１０４の接合と同様に、基板２１の下面に、第２補強部材５を形成するためのシート状部材１０５を接着剤１０７を介して接合する。
【０１７６】
シート状部材１０５は、後述する加工により第２補強部材５となる部材であり、前述した第２補強部材５の構成材料と同様の構成材料で構成されている。
【０１７７】
また、接着剤１０７は、樹脂材料を含んで構成され、絶縁層２５２となるものである。この接着剤１０７がシート状部材１０５および基板２１のうちの少なくとも一方に塗布された状態で、接着剤１０７を介してシート状部材１０５と基板２１とを貼り合わせることにより、シート状部材１０５と基板２１とを接合する。ここで接着剤１０７は、熱硬化性樹脂を含んで構成されており、未硬化あるいは半硬化の状態となっている。
【０１７８】
この接合の際、シート状部材１０５の基板２１との接合面には、接続部２６２となるべき金属バンプを形成しておく。具体的には、シート状部材１０５に接続部２６２となる金属バンプを半田接合しておく。具体的には、シート状部材１０５に接続部２６２となる金属バンプを半田接合しておき、シート状部材１０５から突出する突起を形成しておく。シート状部材１０５と基板２１とを貼り合わせることにより、その金属バンプが基板２１上に設けられた接着剤１０７を突き抜けて伝熱ポスト２４と接続される。これにより、かかる金属バンプが接続部２６２を構成する。後述するリフロー工程において、この金属バンプの融点以上に加熱されることで、接続部２６２と伝熱ポスト２４とが半田接合されることとなる。
なお、接続部２６１（２６２）を、樹脂材料で構成する場合には、絶縁層２５１（２５２）の伝熱ポスト２４上の部分に開口部を形成しておき、この開口部内に樹脂材料を配置する。その後、樹脂材料と、シート状部材１０４（１０５）とが接触するように、シート状部材１０４（１０５）を樹脂材料上に配置すればよい。
【０１７９】
［Ａ３］
次に、シート状部材１０４の一部を選択的に除去することにより、図４（ｃ）に示すように、第１補強部材４を形成する。同様に、シート状部材１０５の一部を選択的に除去することにより、第２補強部材５を形成する。
【０１８０】
シート状部材１０４、１０５の一部を除去する方法（すなわち、貫通孔４２、開口部４０、開口部５１等の形成方法）としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、レーザーの照射により除去する方法、エッチングにより除去する方法等のいずれかが挙げられる。これらの方法は、加工精度に優れる。そのため、金属バンプ７１が挟ピッチで配される場合においても、金属バンプ７１と第２補強部材５との接触を防止することができる。
【０１８１】
前記レーザーとしては、例えばＣＯ２レーザー、ＵＶ−ＹＡＧレーザー等を用いることができる。
【０１８２】
また、前記エッチングは、ドライエッチングであっても、ウエットエッチングであってもよいが、ウエットエッチングであるのが好ましい。これにより、基板２１の損傷を防止しつつ、第１補強部材４および第２補強部材５を形成することができる。
【０１８３】
また、このようなシート状部材１０４、１０５の一部を除去するに際しては、シート状部材１０４、１０５または基板２１に設けられたアライメントマークに基づいて、除去位置を定めるのが好ましい。
【０１８４】
［Ａ４］
次に、図４（ｄ）に示すように、第１補強部材４上に絶縁層６１を形成するとともに、第２補強部材５上に絶縁層６２を形成する。
【０１８５】
絶縁層６１、６２の形成方法としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、液状の樹脂組成物を塗布し硬化またか固化させる方法を好適に用いることができる。なお、本実施形態では、絶縁層６１,６２は、熱硬化性の樹脂組成物で構成されているので、液状の樹脂組成物を塗布し、後述するように、硬化させて、絶縁層６１，６２を形成する。
本実施形態では、絶縁層６１は、第１補強部材４の開口部４０の内周面および貫通孔４２の内周面を被覆するように塗布されるが、開口部４０の内部、貫通孔４２の内部を完全に埋め込まないように塗布する。ただし、開口部４０、貫通孔４２内の絶縁層２５１上を絶縁層６１が被覆してもよい。
同様に、絶縁層６２は、第２補強部材５の開口部５１の内周面を被覆するように塗布されるが、開口部５１の内部を完全に埋め込まないように塗布する。ただし、開口部５１内の絶縁層２５２上を絶縁層６２が被覆してもよい。
前述したように、絶縁層６１,６２は、絶縁層２５１,２５２同様、熱硬化性の樹脂組成物で構成されており、この工程では、絶縁層６１,６２は未硬化、半硬化の状態である。
【０１８６】
［Ａ５］
次に、図８に示すように各開口部５１内に絶縁材８１を配置する。この絶縁材８１は、未硬化（あるいは半硬化）の状態である。その後、図４（ｅ）に示すように、金属バンプ７１を開口部５１内に配置する。金属バンプ７１を開口部５１内に挿入することで、絶縁材８１が金属バンプ７１に押しよけられて、金属バンプ７１を取り囲むように配置されることとなる。この際、絶縁材８１は、開口部５１の内面と金属バンプ７１との間でメニスカスを形成する。
また、絶縁層２５２は前述したように、未硬化あるいは半硬化であるため、金属バンプ７１が絶縁層２５２に食い込むように配置して、金属バンプ７１と導体パターン２２４とを接触させる。なお、開口部５１内の絶縁層２５２上に絶縁層６２が塗布されている場合には、絶縁層６２および絶縁層２５２に金属バンプ７１を食い込ませる。これにより、開口部２５２Ａが形成されることとなる。その後、リフローを行い、金属バンプ７１と導電パターン２２４とを半田接合する。
【０１８７】
かかる半田接合は、特に限定されないが、配線基板２の下面に各金属バンプ７１が当接するように配置し、その状態で、例えば２００〜２８０℃×１０〜６０秒間加熱することにより行うことができる。
【０１８８】
また、図４（ｅ）に示すように、配線基板２の上面に、アンダーフィル材を塗布した後、半導体素子３を金属バンプ３１を介して半田リフローにより接合する。このとき、前述したように、絶縁層２５１は未硬化あるいは半硬化であるため、金属バンプ３１を絶縁層２５１に食い込むように配置し、金属バンプ３１を導体パターン２２１に接触させる。なお、開口部４０内の絶縁層２５１上に絶縁層６１が塗布されている場合には、絶縁層６１および絶縁層２５１に金属バンプ３１を食い込ませる。これにより、絶縁層２５１に開口部２５１Ａが形成されることとなる。
アンダーフィル材として前述した絶縁材８１と同じようなフラックス活性のある樹脂を用いる。また、半導体素子３を搭載し、フラックスあるいは半田ペースト等を用いてリフローにより半導体素子３を配線基板２に接合させた後、通常のキャピラリーアンダーフィル材を配線基板２と半導体素子３との間に充填・硬化させることもできる。
その後、必要に応じて適宜加熱工程を実施することで、絶縁材８１、絶縁層２５１，２５２、絶縁層６１，６２の硬化度を調整する。
以上のようにして半導体パッケージ１が得られる。
【０１８９】
<第２実施形態>
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【０１９０】
図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体パッケージを模式的に示す断面図、図６は、図５に示す半導体パッケージの製造方法の一例を示す図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図５および図６では、説明の便宜上、半導体パッケージの各部が誇張して描かれている。
【０１９１】
以下、第２実施形態の半導体パッケージについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図５および図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１９２】
第２実施形態の半導体パッケージ１Ａは、補強部材５上の絶縁層の構成が異なり、絶縁材８１を有していない。他の点は、第１実施形態と同様である。
【０１９３】
図５に示すように、半導体パッケージ１Ａは、第１補強部材４上に設けられた絶縁層６１Ａと、第２補強部材５上に設けられた絶縁層６２Ａとを有する。
【０１９４】
より具体的に説明すると、絶縁層６１Ａは、第一実施形態の絶縁層６１と同様に、第１補強部材４の基板２１とは反対側の面上、内周面４１上および各貫通孔４２の内周面上に形成されている。絶縁層６１Ａは、絶縁層６１と同様、第１補強部材４の配線基板２側の面には形成されていない。
【０１９５】
また、絶縁層６２Ａは、第２補強部材５の基板２１とは反対側の面上および各開口部５１の内周面上に設けられている。絶縁層６２Ａは、絶縁層６２と同様に第２補強部材５上に形成されており、第２補強部材５の配線基板２側の面には形成されていない。また、本実施形態では、開口部５１内部には絶縁材８１は配置されていない。
絶縁層６２Ａは、金属バンプ７１の周囲を取り囲むとともに、金属バンプ７１の周面の湾曲面に沿って金属バンプ７１に接触している。換言すると、絶縁層６２Ａは、開口部５１内部の金属バンプ７１と、開口部５１内周面との間の隙間を充填している。本実施形態では、金属バンプ７１を補強するための硬化性材料と、第２補強部材５を被覆する絶縁層とが一体化して、絶縁層６２Ａを構成している。
そして、金属バンプ７１は、絶縁層６２Ａから基板２１と反対側に突出している。
【０１９６】
本実施形態では、絶縁層６１Ａ、６２Ａは、前述した第１実施形態の絶縁材８１と同様の材料で構成されている。
【０１９７】
具体的に説明すると、絶縁層６１Ａ、６２Ａの構成材料は、それぞれ、熱硬化性を有する半田接合用樹脂を用いることができる。
【０１９８】
（半導体パッケージの製造方法）
以上説明したような半導体パッケージ１Ａは、例えば、以下のようにして製造することができる。なお、半導体パッケージ１Ａの製造方法は、これに限定されるものではない。
【０１９９】
以下、図６に基づき、半導体パッケージ１Ａの製造方法の一例を簡単に説明する。
［Ｂ１］
まず、図６（ａ）に示すように、前記実施形態と同様に、導体パターン２２１〜２２４、伝熱ポスト２４が設けられた基板２１を用意する。
【０２００】
［Ｂ２］
次に、前記実施形態と同様に、図６（ｂ）に示すように、第１補強部材４を形成するためのシート状部材１０４を用意し、そして、基板２１の上面に、シート状部材１０４を接着剤１０６を介して接合する。
また、前記実施形態と同様に、第２補強部材５を形成するための、シート状部材を用意して、基板２１上に、接着剤１０７を介して接合する。
【０２０１】
［Ｂ３］
次に、前記実施形態と同様、シート状部材１０４の一部を除去することにより、図６（ｃ）に示すように、第１補強部材４を形成する。同様に、シート状部材１０５の一部を除去することにより、第２補強部材５を形成する。
【０２０２】
［Ｂ４］
次に、図６（ｄ）に示すように、第１補強部材４上に絶縁層６１Ａを形成するとともに、第２補強部材５上に絶縁層６２Ａを形成する。
【０２０３】
絶縁層６１Ａ、６２Ａの形成方法としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば液状の樹脂組成物を塗布する。ここで、前記実施形態と同様、開口部４０の内周面および貫通孔４２の内周面を被覆するとともに、開口部４０内、貫通孔４２内を埋め込まないように、絶縁層６１Ａを構成する樹脂材料を塗布する。
一方で、絶縁層６２Ａを構成する樹脂材料は、第２補強部材５の開口部５１内部を完全に埋め込むように、塗布する。より具体的には、絶縁層６２Ａを構成する樹脂材料により、開口部５１内部が埋め込まれるとともに、第２補強部材５の基板２１と反対側の表面が被覆されるように、前記樹脂材料を塗布する。
【０２０４】
［Ｂ５］
次に、図６（ｅ）に示すように、開口部５１内部に金属バンプ７１を配置する。絶縁層６２Ａは、未硬化あるいは半硬化の状態であるため、金属バンプ７１を絶縁層６２Ａに食い込ませることで、金属バンプ７１が開口部５１の内側に配置されることとなる。
また、絶縁層２５２は前述したように、未硬化あるいは半硬化であるため、金属バンプ７１が絶縁層２５２に食い込むように金属バンプ７１を配置して、金属バンプ７１と導体パターン２２４とを接触させる。これにより、開口部２５２Ａが形成されることとなる。その後、リフローを行い、金属バンプ７１と導電パターン２２４とを半田接合する。
また、図６（ｅ）に示すように、第一実施形態と同様、配線基板２の上面に、アンダーフィル材を塗布した後、半導体素子３を、金属バンプ３１を介して半田リフローにより接合する。
その後、必要に応じて適宜加熱工程を実施することで、絶縁層２５１，２５２、絶縁層６１Ａ，６２Ａの硬化度を調整する。
以上のようにして半導体パッケージ１Ａが得られる。
【０２０５】
以上説明したような第２実施形態の半導体パッケージ１Ａによっても、熱による不具合の発生を防止することができる。
【０２０６】
（半導体装置）
次に、本発明の半導体装置について好適な実施形態に基づいて説明する。
ここでは、第１実施形態の半導体パッケージ１を有する半導体装置１００について説明するが、半導体パッケージ１にかえて第２実施形態の半導体パッケージ１Ａを使用してもよい。
【０２０７】
図７は、本発明の半導体装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
図７に示すように、半導体装置１００は、マザーボード（基板）２００と、このマザーボード２００に搭載された半導体パッケージ１とを有している。
【０２０８】
このような半導体装置１００においては、半導体パッケージ１の金属バンプ７１がマザーボード２００の端子２０１に接合されている。これにより、半導体パッケージ１とマザーボード２００とが電気的に接続され、これらの間で電気的信号の伝送が行われる。また、この接合部を介して、半導体パッケージ１の熱をマザーボード２００へ逃すことができる。
【０２０９】
以上説明したような半導体装置１００によれば、前述したような放熱性および信頼性に優れた半導体パッケージ１を備えるので、信頼性に優れる。
【０２１０】
以上、本発明の半導体パッケージおよび半導体装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【０２１１】
例えば、前述した実施形態では、第１補強部材４が半導体素子３の全周に亘って囲むように設けられていたが、これに限定されず、例えば、半導体素子３の周囲の一部に欠損した部分（切り欠き）が形成されていてもよい。
【０２１２】
また、第２補強部材５に形成される開口部は、各金属バンプ７１と一対一で対応していなくてもよい。すなわち、第２補強部材５には、複数の金属バンプ７１に対して１つが対応するように、開口部が形成されていてもよい。
【０２１３】
また、前述した実施形態では、補強部材上に設けた絶縁層が樹脂組成物で構成されている場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、補強部材に設けられる絶縁層は金属酸化物、金属窒化物、金属フッ化物等の無機化合物（セラミックス）で構成されていてもよい。この場合、例えば、熱酸化、気相成膜等により補強部材上に絶縁層を形成することができる。
また、前記実施形態では、補強部材４，５を、基板２１に取り付けた後、補強部材４，５にそれぞれ開口部４０、開口部５１を形成し、その後、それぞれの補強部材４，５に絶縁層６１，６２を設けたが、半導体パッケージの製造方法は、これに限られるものではない。あらかじめ、補強部材４に開口部４０を形成するとともに、補強部材５に開口部５１を形成してから、基板２１に取り付けてもよい。ただし、前記実施形態のように、補強部材４，５を、基板２１に取り付けた後、補強部材４，５に開口部４０、開口部５１を形成する方が、開口部４０と導体パターン２２１との位置あわせ、開口部５１と導体パターン２２４との位置あわせが容易となる。
【０２１４】
本発明は、以下の構成を含むものである。
（１）基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記基板の前記一方の面および前記他方の面のうちの少なくとも一方の面に接合され、前記基板よりも熱膨張係数の小さい補強部材と、
前記補強部材の表面の少なくとも一部を覆うように設けられ、絶縁性を有する絶縁層と
を有することを特徴とする半導体パッケージ。
（２）前記第２導体パターンの前記基板とは反対の面には、複数の金属バンプが接合され、
前記補強部材は、前記基板の前記他方の面に接合され、前記各金属バンプに非接触で前記金属バンプ同士の間に位置する部分を有する（１）に記載の半導体パッケージ。
（３）前記補強部材は、複数の開口部を有し、前記補強部材の前記開口部同士の間の部分が前記金属バンプ同士の間に位置する（２）に記載の半導体パッケージ。
（４）前記絶縁層は、少なくとも前記開口部同士の間の部分上に設けられている（３）に記載の半導体パッケージ。
（５）前記絶縁層は、前記基板よりも高い熱伝導性を有する（１）ないし（４）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（６）前記絶縁層は、樹脂材料および伝熱性フィラーを含んで構成されている（１）ないし（５）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（７）前記補強部材は、金属材料で構成されている（１）ないし（６）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（８）前記金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金である（７）に記載の半導体パッケージ。
（９）（１）ないし（８）のいずれかに記載の半導体パッケージを備えることを特徴とする半導体装置。
この出願は、２０１１年１０月１３日に出願された日本特許出願２０１１−２２６０２２を基礎とする優先権を主張し、その開示をすべてここに取り込む。
【符号の説明】
【０２１５】
１ 半導体パッケージ
１Ａ 半導体パッケージ
２ 配線基板
３ 半導体素子
４，５ 補強部材
２１ 基板
２４ 伝熱ポスト
３１ 金属バンプ
３２ 接着層
３３ 外周面
４０ 開口部
４１ 内周面
４２ 貫通孔
５１ 開口部
５２ 部分
５３ 部分
６１，６２ 絶縁層
６１Ａ，６２Ａ 絶縁層
７１ 金属バンプ
８１ 絶縁材
１００ 半導体装置
１０４ シート状部材
１０５ シート状部材
１０６ 接着剤
１０７ 接着剤
２００ マザーボード
２０１ 端子
２１１ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１３ 絶縁層
２２１，２２２，２２３，２２４ 導体パターン
２２１ａ 端子
２３１ 導体ポスト
２３２ 導体ポスト
２３３ 導体ポスト
２５１Ａ 開口部
２５１，２５２ 絶縁層
２５２Ａ 開口部
２６１，２６２ 接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材を含む基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記配線基板に接合され、前記配線基板よりも熱膨張係数の小さい金属製の補強部材と、
前記補強部材の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁層と、
を有し、
前記絶縁層は、絶縁性樹脂層あるいは、セラミックス層であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体パッケージにおいて、
当該半導体パッケージは、前記補強部材として、前記配線基板の第１導体パターン側に配置された第一補強部材と、前記配線基板の第２導体パターン側に配置された第二補強部材とを備え、
前記第一補強部材および前記第二補強部材は、それぞれ前記絶縁層に被覆され、
前記第一補強部材には、前記半導体素子を配置するための開口部が形成されており、
前記第二補強部材には、金属バンプを配置するための開口部が形成されている半導体パッケージ。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体パッケージにおいて、
複数の前記金属バンプが離間配置されており、
前記第二補強部材には、各前記金属バンプを配置するための複数の開口部が形成されており、
各前記開口部の内周面、および、前記配線基板と反対側の面であり、隣接する開口部間に位置する部分が、前記絶縁層で被覆されている半導体パッケージ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記第２導体パターンに接合され、第２導体パターンとは反対側に向かって凸状に湾曲した複数の金属バンプが離間配置されており、
前記補強部材として、前記配線基板の第２導体パターン側に配置された第二補強部材を備え、
この第二補強部材には、複数の前記金属バンプをそれぞれ配置するための複数の開口部が形成されており、
各開口部の内周面および、前記配線基板と反対側の面のうち、隣接する開口部間に位置する部分が前記絶縁層で被覆され、
前記開口部内側には、前記金属バンプの周囲を取り囲むとともに、前記金属バンプの周囲面を構成する湾曲面に沿って前記金属バンプに接触する絶縁性の硬化性材料が配置されている半導体パッケージ。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体パッケージにおいて、
前記硬化性材料は、前記絶縁層を構成する樹脂組成物と同じ樹脂組成物で構成されており、
前記硬化性材料と前記絶縁層とは一体的に構成されている半導体パッケージ。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体パッケージにおいて、
前記硬化性材料および前記絶縁層は、フラックス活性化合物を含んだ樹脂組成物を硬化したものである半導体パッケージ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記絶縁層は、樹脂材料および伝熱性フィラーを含んで構成されている半導体パッケージ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記配線基板は、前記第２導体パターンを被覆するとともに、前記第２導体パターンの一部を露出する貫通孔が形成されたソルダーレジスト層を有し、
前記補強部材には、金属バンプを配置するための開口部が形成されており、
前記ソルダーレジスト層の貫通孔および前記補強部材の開口部内に前記第２導体パターンに接合された前記金属バンプが配置されている半導体パッケージ。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体パッケージにおいて、
前記補強部材の開口部の周縁の内側に、前記ソルダーレジスト層の貫通孔の周縁が位置する半導体パッケージ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記絶縁層は、絶縁性樹脂層であり、前記補強部材の開口部の内周面および前記補強部材の前記配線基板と反対側の面を被覆し、
前記補強部材の前記配線基板側の面は、前記絶縁層には被覆されておらず、前記配線基板に直接接触している半導体パッケージ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記配線基板には、当該配線基板を貫通する熱伝導性の伝熱部が形成されており、
前記補強部材の前記配線基板側の面は、前記配線基板の前記伝熱部に接触している半導体パッケージ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記補強部材として、前記配線基板の第１導体パターン側に配置された第一補強部材を備え、
前記第一補強部材には、前記半導体素子を配置するための開口部と、この開口部とは異なる他の開口部とが形成されており、
前記絶縁層は、前記第一補強部材の前記配線基板と反対側の表面、前記開口部の内周面および前記他の開口部の内周面を被覆している半導体パッケージ。
【請求項１３】
前記絶縁層は、前記基板よりも高い熱伝導性を有する請求項１ないし１２のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１４】
前記補強部材を構成する金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金である請求項１乃至１３のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載の半導体パッケージを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
繊維基材を含む基板と、前記基板の一方の面側に設けられた第１導体パターンと、前記基板の他方の面側に設けられ、前記第１導体パターンと電気的に接続された第２導体パターンとを備える配線基板と、
前記基板の前記一方の面に接合され、前記第１導体パターンに電気的に接続される半導体素子と、
前記配線基板に接合され、前記配線基板よりも熱膨張係数の小さい金属製の補強部材と、
前記補強部材の表面の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁層と、
を有し、
前記絶縁層は、絶縁性樹脂層あるいは、セラミックス層であることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体パッケージにおいて、
当該半導体パッケージは、前記補強部材として、前記配線基板の第１導体パターン側に配置された第一補強部材と、前記配線基板の第２導体パターン側に配置された第二補強部材とを備え、
前記第一補強部材および前記第二補強部材は、それぞれ前記絶縁層に被覆され、
前記第一補強部材には、前記半導体素子を配置するための開口部が形成されており、
前記第二補強部材には、金属バンプを配置するための開口部が形成されている半導体パッケージ。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体パッケージにおいて、
複数の前記金属バンプが離間配置されており、
前記第二補強部材には、各前記金属バンプを配置するための複数の開口部が形成されており、
各前記開口部の内周面、および、前記配線基板と反対側の面であり、隣接する開口部間に位置する部分が、前記絶縁層で被覆されている半導体パッケージ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記第２導体パターンに接合され、第２導体パターンとは反対側に向かって凸状に湾曲した複数の金属バンプが離間配置されており、
前記補強部材として、前記配線基板の第２導体パターン側に配置された第二補強部材を備え、
この第二補強部材には、複数の前記金属バンプをそれぞれ配置するための複数の開口部が形成されており、
各開口部の内周面および、前記配線基板と反対側の面のうち、隣接する開口部間に位置する部分が前記絶縁層で被覆され、
前記開口部内側には、前記金属バンプの周囲を取り囲むとともに、前記金属バンプの周囲面を構成する湾曲面に沿って前記金属バンプに接触する絶縁性の硬化性材料が配置されている半導体パッケージ。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体パッケージにおいて、
前記硬化性材料は、前記絶縁層を構成する樹脂組成物と同じ樹脂組成物で構成されており、
前記硬化性材料と前記絶縁層とは一体的に構成されている半導体パッケージ。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体パッケージにおいて、
前記硬化性材料および前記絶縁層は、フラックス活性化合物を含んだ樹脂組成物を硬化したものである半導体パッケージ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記絶縁層は、樹脂材料および伝熱性フィラーを含んで構成されている半導体パッケージ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記配線基板は、前記第２導体パターンを被覆するとともに、前記第２導体パターンの一部を露出する貫通孔が形成されたソルダーレジスト層を有し、
前記補強部材には、金属バンプを配置するための開口部が形成されており、
前記ソルダーレジスト層の貫通孔および前記補強部材の開口部内に前記第２導体パターンに接合された前記金属バンプが配置されている半導体パッケージ。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体パッケージにおいて、
前記補強部材の開口部の周縁の内側に、前記ソルダーレジスト層の貫通孔の周縁が位置する半導体パッケージ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記絶縁層は、絶縁性樹脂層であり、前記補強部材の開口部の内周面および前記補強部材の前記配線基板と反対側の面を被覆し、
前記補強部材の前記配線基板側の面は、前記絶縁層には被覆されておらず、前記配線基板に直接接触している半導体パッケージ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記配線基板には、当該配線基板を貫通する熱伝導性の伝熱部が形成されており、
前記補強部材の前記配線基板側の面は、前記配線基板の前記伝熱部に接触している半導体パッケージ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の半導体パッケージにおいて、
前記補強部材として、前記配線基板の第１導体パターン側に配置された第一補強部材を備え、
前記第一補強部材には、前記半導体素子を配置するための開口部と、この開口部とは異なる他の開口部とが形成されており、
前記絶縁層は、前記第一補強部材の前記配線基板と反対側の表面、前記開口部の内周面および前記他の開口部の内周面を被覆している半導体パッケージ。
【請求項１３】
前記絶縁層は、前記基板よりも高い熱伝導性を有する請求項１ないし１２のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１４】
前記補強部材を構成する金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金である請求項１乃至１３のいずれかに記載の半導体パッケージ。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載の半導体パッケージを備えることを特徴とする半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０２１４３（Ｐ２０１３−１０２１４３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２４０８５（Ｐ２０１２−２２４０８５）
【出願日】平成２４年１０月９日（２０１２．１０．９）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月９日（２０１２．１０．９）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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