配線基板、半導体パッケージ、基体絶縁膜及び配線基板の製造方法
【課題】 半導体デバイス等の各種デバイスを高密度に搭載することができ、高速配線化及び高密度微細配線化が容易で、信頼性が優れた配線基板、この配線基板を使用する半導体パッケージ、及びこの配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 配線基板１３において、基体絶縁膜７を設ける。基体絶縁膜７の膜厚は３乃至１００μｍとし、温度が２３℃のときの破壊強度を８０ＭＰａ以上とし、温度が１５０℃のときの弾性率を２．３ＧＰａ以上とする。また、温度が−６５℃のときの破断強度をａ（ＭＰａ）、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ（ＭＰａ）とするとき、比（ａ／ｂ）の値を２．５以下とし、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ（ＧＰａ）とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ（ＧＰａ）とするとき、破壊強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄが下記数式を満たすようにする。
【解決手段】 配線基板１３において、基体絶縁膜７を設ける。基体絶縁膜７の膜厚は３乃至１００μｍとし、温度が２３℃のときの破壊強度を８０ＭＰａ以上とし、温度が１５０℃のときの弾性率を２．３ＧＰａ以上とする。また、温度が−６５℃のときの破断強度をａ（ＭＰａ）、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ（ＭＰａ）とするとき、比（ａ／ｂ）の値を２．５以下とし、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ（ＧＰａ）とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ（ＧＰａ）とするとき、破壊強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄが下記数式を満たすようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ及びモジュールに好適に使用される配線基板、この配線基板を使用した半導体パッケージ、この配線基板に使用する基体絶縁膜、及びこの配線基板の製造方法に関し、特に、半導体デバイス等の各種デバイスを高密度に搭載でき、これらのデバイスを高速で駆動でき、更に信頼性の向上を図った配線基板、半導体パッケージ、基体絶縁膜及び配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、半導体デバイスの高性能化及び多機能化による端子の増加及び狭ピッチ化並びに処理速度の向上に伴い、半導体デバイスを搭載する実装用配線基板には、これまで以上に高密度微細配線化及び高速化が要求されている。従来、広く使用されている実装用配線基板の例として、多層配線基板の１種であるビルトアッププリント基板が挙げられる。
【０００３】
図２２は従来のビルトアッププリント基板を示す断面図である。図２２に示すように、この従来のビルトアップ基板においては、ガラスエポキシからなるベースコア基板７３が設けられており、このベースコア基板７３にはドリルにより直径が約３００μｍの貫通スルーホール７１が形成されている。そして、ベースコア基板７３の両面には導体配線７２が形成されており、この導体配線７２を覆うように層間絶縁膜７５が設けられている。層間絶縁膜７５には、導体配線７２に接続するようにヴィアホール７４が形成されており、層間絶縁膜７５の表面には、ヴィアホール７４を介して導体配線７２に接続するように導体配線７６が設けられている。なお、必要に応じて、導体配線７６上に更にヴィアホールが形成された層間絶縁膜及び導体配線を繰返し設けることにより、基板を多層配線化することもある。
【０００４】
しかしながら、このビルトアッププリント基板は、ベースコア基板７３にガラスエポキシプリント基板を使用しているため耐熱性が不十分であり、層間絶縁膜７５を形成するための熱処理により、ベースコア基板７３に収縮、反り及びうねり等の変形が発生するという問題点がある。この結果、導体層（図示せず）をパターニングして導体配線７６を形成する際のレジストの露光工程において、露光の位置精度が著しく低下し、層間絶縁膜７５上に、高密度且つ微細な配線パターンを形成することが困難になる。また、貫通スルーホール７１と導体配線７２とを確実に接続するために、導体配線７２における貫通スルーホール７１との接続部分にはランド部を設ける必要がある。層間絶縁膜７５及び導体配線７６からなるビルトアップ層において高速化に対応した配線設計を行っても、このランド部が存在することにより、インピーダンスの制御が困難になると共に、ループインダクタンスが大きくなる。このため、ビルトアッププリント基板全体の動作速度が低下し、高速化への対応が困難であるという問題点がある。
【０００５】
このようなビルトアッププリント基板の貫通スルーホールに起因する問題点を解決することを目的として、ガラスエポキシ基板にドリルにより貫通スルーホールを形成する方法に代わるプリント基板形成方法が考案されている（例えば特許文献１及び非特許文献１参照。）。
【０００６】
図２３（ａ）乃至（ｃ）は、この従来のプリント基板の形成方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図２３（ａ）に示すように、表面に所定の導体配線８１が形成されたプリプレグ８２を用意する。次に、プリプレグ８２にレーザ加工により直径が１５０乃至２００μｍのスルーホール８３を形成する。次に、図２３（ｂ）に示すように、スルーホール８３内に導体ペースト８４を埋め込む。そして、図２３（ｃ）に示すように、このようなプリプレグ８２、即ち、スルーホール８３が形成され、スルーホール８３内に導体ペースト８４が埋め込まれたプリプレグ８２を複数個作製し、相互に積層する。このとき、導体配線８１におけるランドパターン８６が、隣接するプリプレグのスルーホール８３に接続されるようにする。これにより、貫通スルーホールがないプリント基板８５を作製することができる。
【０００７】
しかしながら、この従来の技術においては、プリプレグ８２を積層する際の位置精度が低く、ランドパターン８６の小径化が困難であるという問題点がある。このため、配線の高密度化が困難であり、また、インピーダンスの制御性を向上させる効果及びループインダクタンスを低減させる効果が不十分である。更に、積層後のスルーホールの接続信頼性が劣るという問題点もある。
【０００８】
上述した多くの問題点を解決するために、本発明者等は、金属板等の支持体上に配線層を形成し、その後支持体を除去して配線基板を作製する方法を開発した（特許文献２参照。）。図２４（ａ）及び（ｂ）は、この従来の配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図２４（ａ）に示すように、金属板等からなる支持板９１を用意する。そして、この支持板９１上に導体配線９２を形成し、この導体配線９２を覆うように、層間絶縁膜９３を形成し、この層間絶縁膜９３に導体配線９２に接続されるようにヴィアホール９４を形成する。その後、層間絶縁膜９３上に導体配線９５を形成する。導体配線９５は、ヴィアホール９４を介して導体配線９２に接続されるように形成する。なお、必要に応じて、層間絶縁膜９３、ヴィアホール９４、導体配線９５の形成工程を繰り返すことにより、多層配線化することもある。次に、図２４（ｂ）に示すように、エッチングにより支持板９１の一部を除去して、導体配線９２を露出させると共に、支持体９６を形成する。これにより、配線基板９７を製造する。
【０００９】
このとき、層間絶縁膜９３には、膜強度が７０ＭＰａ以上、破断伸率が５％以上、ガラス転移温度が１５０℃以上、熱膨張率が６０ｐｐｍ以下の絶縁材料からなる単層膜、又は、弾性率が１０ＧＰａ以上、熱膨張率が３０ｐｐｍ以下、ガラス転移温度が１５０℃以上の絶縁材料からなる単層膜を使用する。
【００１０】
この技術によれば、配線基板９７には貫通スルーホールが全く存在していないため、前述の貫通スルーホールに起因する問題点を解消することができ、高速配線設計を行うことができる。また、支持板９１として耐熱性が優れた金属板等を使用しているため、ガラスエポキシ基板を使用する場合のような収縮、反り、うねり等の変形が発生することがなく、高密度微細配線化が可能となる。更に、層間絶縁膜９３の機械的特性を上述のように規定することにより、強度が高い配線基板を得ることができる。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２６９６４７号公報
【非特許文献１】第１１回マイクロエレクトロニクスシンポジウム予稿集、ｐ．１３１−１３４
【特許文献２】特開２００２−１９８４６２号公報（第８、１１頁、図１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。図２４（ｂ）に示す配線基板９７は、ベースコア基板が存在しないため、厚さが極めて薄いものとなるが、層間絶縁膜９３の機械的特性を上述のように規定することにより、作製当初の配線基板９７においては十分な強度を得ることができる。しかしながら、通常この配線基板９７は、大面積の半導体デバイスを搭載して半導体パッケージを形成し、更にこの半導体パッケージをプリント基板等の実装用ボードに搭載して使用される。半導体デバイスは動作時には発熱して温度が上昇し、休止時には発熱が停止するため温度が低下する。このため、半導体デバイスの動作時には半導体デバイスと実装用ボードとの間の熱膨張率の違いにより、配線基板９７に熱応力が印加される。従って、前述のように配線基板９７に半導体デバイスが実装された状態で、この半導体デバイスを繰返し動作させると、配線基板９７に熱応力が繰返し印加され、配線基板９７の層間絶縁膜９３等にクラックが発生してしまうことがある。このため、配線基板及び半導体パッケージにおいて必要な信頼性を確保できないという問題点がある。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、半導体デバイス等の各種デバイスを高密度に搭載することができ、高速配線化及び高密度微細配線化が容易で、信頼性が優れた配線基板、この配線基板を使用する半導体パッケージ、基体絶縁膜及びこの配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る配線基板は、ヴィアホールが形成された基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、を有し、前記基体絶縁膜は、膜厚が３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、基体絶縁膜の膜厚を３乃至１００μｍとし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とすることにより、強度が高い配線基板を得ることができる。更に、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値を４．５以下とすることにより、高温での強度の低下が少ない基体絶縁膜を得ることができる。これにより、半導体デバイスの作動により熱負荷が繰返し印加されても、基体絶縁膜にクラックが生じることを防止でき、信頼性が優れた配線基板を得ることができる。
【００１６】
また、前記基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値が４．７以下であることが好ましい。これにより、高温における基体絶縁膜の剛性が確保され、基体絶縁膜が、基体絶縁膜に加わる応力に対して過剰に変形することを防止できるため、配線基板に取り付けた半田ボールが破損することを防止できる。
【００１７】
更に、前記比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であることが好ましい。これにより、基体絶縁膜にクラックが発生することをより確実に防止できる。又は、前記比（ａ／ｂ）の値が２．５より大きく４．５以下である場合には、前記ａ乃至ｄが下記数式１を満たすことが好ましい。これにより、高温における基体絶縁膜の破断強度が確保され、基体絶縁膜にクラックが発生することをより確実に防止できる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
更にまた、前記基体絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上であることが好ましい。これにより、高温における基体絶縁膜の剛性を高くし、配線基板に取り付けた半田ボールが破損することをより確実に防止できる。
【００２０】
本発明に係る他の配線基板は、ヴィアホールが形成され膜厚が３乃至１００μｍである基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、を有し、前記基体絶縁膜は、支持基板に接着する接着樹脂層と、この接着樹脂層上に形成され、膜厚が１μｍ以上であり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁層と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、絶縁層の膜厚を１μｍ以上とし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とすることにより、強度が高い配線基板を得ることができる。また、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値を２．５以下とすることにより、高温での強度の低下が少ない基体絶縁膜を得ることができる。これにより、半導体デバイスの作動により熱負荷が繰返し印加されても、基体絶縁膜にクラックが生じることを防止でき、信頼性が優れた配線基板を得ることができる。更に、接着樹脂層を設けることにより、配線基板の製造過程における基体絶縁膜と支持基板との間の密着性を高め、配線基板の生産性を向上させることができる。この結果、絶縁層として支持基板との密着性は低いが機械的特性が優れた材料を使用し、接着樹脂層として機械的特性は低いが支持基板との密着性が優れた材料を使用することができる。これにより、基体絶縁膜を形成する材料の選択肢が拡がり、より高性能又は低コストな配線基板を得ることができる。また、前記基体絶縁膜が、前記絶縁層上に形成された他の接着樹脂層を有していてもよい。これにより、基体絶縁膜とこの基体絶縁膜上に形成される構造物との間の密着性を高め、配線基板の信頼性をより一層向上させることができる。
【００２２】
また、前記配線基板は、前記基体絶縁膜と前記上層配線との間に配置された１又は複数層の配線構造層を有し、前記配線構造層は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された中間配線と、この中間配線を覆うように形成されこの中間配線と前記上層配線とを相互に接続する他のヴィアホールが形成された中間絶縁膜と、を有することができる。これにより、配線基板を多層配線化することができる。なお、中間絶縁膜は、基体絶縁膜と同様な機械的性質を有することが好ましい。
【００２３】
本発明に係る更に他の配線基板は、ヴィアホールが形成された基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、前記基体絶縁膜と前記上層配線との間に配置された１又は複数層の配線構造層と、を有し、前記配線構造層は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された中間配線と、この中間配線を覆うように形成されこの中間配線と前記上層配線とを相互に接続する他のヴィアホールが形成された中間絶縁膜と、を有し、前記基体絶縁膜は膜厚が３乃至１００μｍであり、前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最上層に配置された中間絶縁膜は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下であることを特徴とする。
【００２４】
また、前記基体絶縁膜の下面には凹部が形成されており、前記下層配線は前記凹部に埋め込まれていることが好ましく、前記下層配線の下面は、前記基体絶縁膜の下面よりも０．５乃至１０μｍ上方に位置していることがより好ましい。これにより、下層配線にバンプを介して半導体デバイスを接続する際に、バンプの位置ずれ及び流動を防止することができる。
【００２５】
更に、前記配線基板は、前記基体絶縁膜の下方に形成され、前記下層配線の一部を覆うと共に残部を露出させる保護膜を有していてもよい。これにより、下層配線に半導体デバイスを接続した後、この半導体デバイスをモールディング樹脂により覆って半導体パッケージを形成する場合に、配線基板とモールディング樹脂との間の密着性を向上させることができる。また、半導体デバイスの作動に伴い、半導体デバイスと配線基板との間に発生する熱応力を緩和することができる。この結果、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。
【００２６】
本発明に係る半導体パッケージは、前記配線基板と、この配線基板に搭載された半導体デバイスと、を有することを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る基体絶縁膜は、配線基板に使用される基体絶縁膜において、支持基板に接着する接着樹脂層と、この接着樹脂層上に形成され、膜厚が１μｍ以上であり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁層と、を有し、全体の膜厚が３乃至１００μｍであることを特徴とする。
【００２８】
また、前記絶縁層が、ポリイミド、アラミド及び液晶ポリマーからなる群から選択された１種以上の樹脂から形成されていてもよい。
【００２９】
本発明に係る配線基板の製造方法は、支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍである基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記基体絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁材料を前記支持基板に被着させる工程を有することを特徴とする。
【００３０】
本発明においては、基体絶縁膜の膜厚を３乃至１００μｍとし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とすることにより、強度が高い配線基板を得ることができる。更に、比（ａ／ｂ）を４．５以下とすることにより、高温時の基体絶縁膜の破断強度を確保し、半導体デバイスの駆動により熱負荷が繰返し印加されても、基体絶縁膜にクラックが生じることがなく、信頼性が優れた配線基板を得ることができる。更にまた、支持基板上に下層配線、基体絶縁膜、上層配線を順次形成し、その後支持基板を除去することにより、薄い配線基板を平坦性よく形成することができる。更にまた、本発明においては、貫通スルーホールがない配線基板を形成することができ、貫通スルーホールに起因する問題を解消することができ、高速配線を設計することができる。
【００３１】
本発明に係る他の配線基板の製造方法は、支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍの基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記基体絶縁膜を形成する工程は、前記支持基板に接着する接着樹脂層を形成する工程と、この接着樹脂層上に膜厚が１μｍ以上の絶縁層を形成する工程と、を有し、前記絶縁層を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁材料を前記接着樹脂層に被着させる工程を有することを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る更に他の配線基板の製造方法は、支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍの基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に１又は複数層の配線構造層を形成する工程と、この配線構造層上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記配線構造層を形成する工程は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続されるように中間配線を形成する工程と、この中間配線を覆うように中間絶縁膜を形成する工程と、この中間絶縁膜における前記中間配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、を有し、前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最後に形成される中間絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁材料を前記基体絶縁膜又はより下層の他の中間絶縁膜に被着させる工程を有することを特徴とする。
【００３３】
また、前記支持基板上に下層配線を形成する工程の前に、前記支持基板上に膜厚が０．５乃至１０μｍのエッチング容易層を形成する工程を有し、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程の後に、前記エッチング容易層を除去する工程を有することが好ましい。これにより、基体絶縁膜の下面に凹部を形成し、この凹部に下層配線を埋め込むことができる。この結果、下層配線にバンプを介して半導体デバイスを接続する際に、バンプの位置ずれ及び流動を防止することができる。
【００３４】
又は、前記支持基板上に下層配線を形成する工程の前に、保護層を形成する工程を有し、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程の後に、前記保護層を選択的に除去して前記下層配線の少なくとも一部を露出させる工程を有していてもよい。これにより、基体絶縁膜の下方に下層配線の一部を覆うと共に残部を露出させる保護膜を形成することができる。この結果、下層配線に半導体デバイスを接続した後、この半導体デバイスをモールディング樹脂により覆って半導体パッケージを形成する場合に、配線基板とモールディング樹脂との間の密着性を向上させることができる。また、半導体デバイスの作動に伴い、半導体デバイスと配線基板との間に発生する熱応力を緩和することができる。これにより、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、基体絶縁膜として機械的特性の温度依存性が小さい絶縁膜を使用することにより、高速配線化及び高密度微細配線化が可能で、搭載した半導体デバイスの駆動により熱負荷が繰返し印加されても、基体絶縁膜又は半田ボール等にクラックが生じることがなく、信頼性が優れた配線基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る配線基板を示す断面図であり、図２は本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本実施形態に係る配線基板１３においては、基体絶縁膜７が設けられている。基体絶縁膜７の膜厚は３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破壊強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上である。また、基体絶縁膜７における温度が−６５℃のときの破断強度をａ（ＭＰａ）、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ（ＭＰａ）とするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であり、更に好ましくは２．５以下であり、例えば０．２２以上であり、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ（ＧＰａ）とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ（ＧＰａ）とするとき、破壊強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄは、比（ｃ／ｄ）が４．７以下であり、例えば０．２１以上であり、且つ、上記数式１を満たしている。基体絶縁膜７は、例えば、ポリイミド及び液晶ポリマーのような高耐熱性、高膜強度を有する樹脂であり、例えば日東電工製ＡＰ−６８３２Ｃ（商品名）、宇部興産製ユーピレックス−Ｓ（商品名）、ユーピレックス−ＲＮ（商品名）、東レ・デュポン製カプトン−Ｈ（商品名）、カプトン−Ｖ（商品名）、カプトン−ＥＮ（商品名）、クラレ製ベクスター（商品名）又は、ガラスクロス、アラミド繊維等の高強度、高弾性率且つ低誘電率な繊維材に樹脂を含侵したものであり、例えば、味の素ファインテクノ製ＡＢＦ−ＧＸ−１０３１（商品名）等のガラスクロス含浸エポキシ樹脂、又は新神戸電機製ＥＡ−５４１（商品名）等のアラミド不織布材である。
【００３８】
基体絶縁膜７の下面には凹部７ａが形成されており、凹部７ａ内には、配線本体６が形成されており、配線本体６の下方にはエッチングバリア層５が形成されている。このエッチングバリア層５及び配線本体６により下層配線が形成されており、この下層配線は凹部７ａ内に埋め込まれている。エッチングバリア層５の下面は露出しており、配線基板１３の下面の一部を構成している。配線本体６は例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ又はＰｄにより形成されており、その膜厚は例えば２乃至２０μｍである。エッチングバリア層５は例えばＮｉ，Ａｕ又はＰｄからなり、その膜厚は例えば０．１乃至７．０μｍである。エッチングバリア層５の下面は、基体絶縁膜７の下面よりも例えば０．５乃至１０μｍ上方の位置、即ち、凹部７ａにおける奥まった位置にある。
【００３９】
また、基体絶縁膜７における凹部７ａの直上域の一部には、ヴィアホール１０が形成されている。配線基板１３がＣＳＰ（チップサイズパッケージ）の半導体パッケージに使用される場合は、ヴィアホール１０の直径は例えば４０μｍであり、配線基板１３がＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）の半導体パッケージに使用される場合は、ヴィアホール１０の直径は例えば７５μｍである。更に、ヴィアホール１０内には導電材料が埋め込まれており、基体絶縁膜７上には上層配線１１が形成されている。ヴィアホール１０内の導電材料及び上層配線１１は一体的に形成されている。上層配線１１は膜厚が例えば２乃至２０μｍであり、ヴィアホール１０を介して下層配線に接続されている。更にまた、基体絶縁膜７上には、上層配線１１の一部を露出させ残部を覆うように、ソルダーレジスト１２が形成されている。ソルダーレジスト１２の膜厚は例えば５乃至４０μｍである。上層配線１１の露出部はパッド電極となる。
【００４０】
次に、本実施形態に係る半導体パッケージの構成について説明する。図２に示すように、本実施形態に係る半導体パッケージ１９においては、前述の配線基板１３におけるエッチングバリア層５に複数のバンプ１４が接続されている。そして、配線基板１３の下方には半導体デバイス１５が設けられており、半導体デバイス１５の電極（図示せず）はバンプ１４に接続されている。半導体デバイス１５は例えばＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit：大規模集積回路）である。また、配線基板１３と半導体デバイス１５との間におけるバンプ１４の周囲には、アンダーフィル１６が充填されている。一方、配線基板１３の上層配線１１の露出部、即ちパッド電極の一部には、半田ボール１８が搭載されている。半田ボール１８は上層配線１１、ヴィアホール１０（図１参照）、配線本体６及びエッチングバリア層５からなる下層配線、バンプ１４を介して、半導体デバイス１５の電極に接続されている。そして、この半導体パッケージ１９は、半田ボール１８を介して実装用ボード（図示せず）に実装される。
【００４１】
以下、本発明の各構成要件における数値限定理由について説明する。
【００４２】
基体絶縁膜の膜厚：３乃至１００μｍ
基体絶縁膜の膜厚が３μｍ未満であると、配線基板に必要とされる機械的特性が確保できない。一方、基体絶縁膜の膜厚が１００μｍを超えると、レーザ加工によるヴィアホールの加工性が著しく低下し、微細なヴィアホールを形成できなくなる。従って、基体絶縁膜の膜厚は３乃至１００μｍとする。
【００４３】
温度が２３℃のときの基体絶縁膜の破断強度：８０ＭＰａ以上
基体絶縁膜の破断強度が８０ＭＰａ未満であると、配線基板に必要とされる機械的特性が確保できない。従って、温度が２３℃のときの基体絶縁膜の破断強度は８０ＭＰａ以上とする。
【００４４】
基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値：４．５以下
前記比（ａ／ｂ）の値が４．５を超えると、基体絶縁膜の温度が上昇して高温（１５０℃）になったときの破断強度の低下が著しくなる。このため、低温（−６５℃）及び常温（２３℃）において、基体絶縁膜が十分な強度を有していたとしても、低温時と高温時での強度の変動が大きくなり、搭載した半導体デバイスから繰返し印加される熱応力に耐えられず、基体絶縁膜にクラックが発生する可能性が高くなる。従って、比（ａ／ｂ）の値は４．５以下とする。より好ましくは２．５以下である。一方、比（ａ／ｂ）の値の下限値については特に限定されないが、上限値（４．５）の逆数である０．２２以上であれば、クラックの発生を抑えることができると考えられる。但し、現時点では比（ａ／ｂ）の値が１．０未満になる樹脂材料は存在しておらず、実験での確認はできていない。
【００４５】
基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値：４．７以下、且つ、比（ａ／ｂ）の値との差の絶対値が０．８以下
図３は、横軸に基体絶縁膜の伸率をとり、縦軸に基体絶縁膜に印加する応力をとって、基体絶縁膜の応力−歪曲線を示すグラフ図である。図３に示す線５１は温度が−６５℃のときの基体絶縁膜の応力−歪曲線を示しており、破断強度はａである。また、線５１における伸率及び応力が０である部分の傾きは弾性率を示しており、その値はｃである。図３に示す線５２乃至５４は、温度が１５０℃のときの基体絶縁膜の応力−歪曲線を示しており、いずれも破断強度はｂである。そして、線５２は温度が１５０℃のときの弾性率ｄがｃに等しい場合を示し、線５３は温度が１５０℃のときの弾性率ｄが（ｃ／２）に等しい場合を示し、線５４は温度が１５０℃のときの弾性率ｄが（ｃ／３）に等しい場合を示す。
【００４６】
比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であり、温度が１５０℃のときの基体絶縁膜の破断強度が十分に高ければ、基体絶縁膜に熱応力が繰返し印加されてもクラックが発生し難く、配線基板の信頼性が高い。しかし、比（ａ／ｂ）の値が２．５より大きい場合は、基体絶縁膜におけるクラックの発生は、応力−歪曲線の積分値に依存する。この積分値は、基体絶縁膜にクラックが発生するまでにこの基体絶縁膜に印加される単位断面積当たりの仕事量を示しており、基体絶縁膜の耐力に相当する。従って、この積分値が大きいほど、基体絶縁膜にクラックが発生し難く、クラックに対する耐性が高い。線５２乃至５４の積分値を夫々Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４とすると、図３に示すように、弾性率ｄが小さいほど、即ち、比（ｃ／ｄ）の値が大きいほど、応力−歪曲線の積分値は大きく、Ｓ５２＜Ｓ５３＜Ｓ５４である。このため、クラックの発生の観点からは、（ｃ／ｄ）の値が大きいほど好ましく、（ｃ／ｄ）≧（ａ／ｂ）−０．８であることが好ましい。
【００４７】
しかしながら、比（ｃ／ｄ）の値が大き過ぎると、高温時の基体絶縁膜の剛性が低くなり、熱応力が印加されると過剰に変形するようになる。この結果、基体絶縁膜自体にはクラックは発生しないものの、配線基板に取り付けられた半田ボールがこの基体絶縁膜の変形に追従できずに、破損する可能性がある。従って、比（ｃ／ｄ）の値は４．７以下であることが好ましく、（ｃ／ｄ）≦（ａ／ｂ）＋０．８であることがより好ましい。即ち、比（ｃ／ｄ）の値と比（ａ／ｂ）の値の差の絶対値が０．８より大きいと、基体絶縁膜にクラックが生じやすくなるか、半田ボールが破損しやすくなる。従って、比（ｃ／ｄ）の値と比（ａ／ｂ）の値との差の絶対値は０．８以下であることが好ましい。
【００４８】
なお、温度が−６５℃のときの弾性率ｃが温度が１５０℃のときの弾性率をｄよりも小さい場合、即ち、比（ｃ／ｄ）の値が１．０未満になる場合は、比（ｃ／ｄ）の値は上限値（４．７）の逆数である０．２１以上であれば、半田ボールの破損を抑えることができると考えられる。但し、現時点では比（ｃ／ｄ）の値が１．０未満になる樹脂材料は存在しておらず、実験での確認はできていない。理想的には、温度が−６５℃の場合と１５０℃の場合とで物性が全く変化しない材料、即ち、比（ａ／ｂ）の値及び比（ｃ／ｄ）の値が共に１．０となる材料により基体絶縁膜を形成すれば、温度変化による物性の変化がなく、ヒートサイクルの影響を全く受けないことになるので、最高の信頼性を得ることができる。
【００４９】
温度が１５０℃のときの基体絶縁膜の弾性率：２．３ＧＰａ以上
前記弾性率を２．３ＧＰａ以上とすることにより、高温における基体絶縁膜の剛性が確保され、基体絶縁膜が、基体絶縁膜に加わる応力に対して過剰に変形することを防止できるため、配線基板に取り付けた半田ボールが破損することを防止できる。従って、温度が１５０℃のときの基体絶縁膜の弾性率は２．３ＧＰａ以上であることが好ましい。
【００５０】
下層配線の下面と基体絶縁膜の下面との間の距離：０．５乃至１０μｍ
下層配線の下面と基体絶縁膜の下面との間の距離が０．５μｍ未満であると、バンプの位置ずれを防止する効果が十分に得られない。一方、前記距離が１０μｍを超えると、配線基板に半導体デバイスを搭載する際に、基体絶縁膜と半導体デバイスとの間のギャップが小さくなる。このため、半導体デバイスを搭載した後にこのギャップにアンダーフィル樹脂を充填してアンダーフィルを設ける場合には、このギャップにアンダーフィル樹脂を流し込むことが困難になる。従って、前記距離は０．５乃至１０μｍであることが好ましい。
【００５１】
本実施形態の半導体パッケージ１９においては、半田ボール１８、上層配線１１、ヴィアホール１０、配線本体６及びエッチングバリア層５からなる下層配線、バンプ１４を介して、実装用ボード（図示せず）から半導体デバイス１５に電力が供給されると共に信号が入出力され、半導体デバイス１５が駆動する。このとき、半導体デバイス１５が発熱し、この熱が配線基板１３を介して実装用ボードに伝達する。このとき、半導体デバイス１５と実装用ボードとの間の熱膨張係数の違いにより、バンプ１４、配線基板１３及び半田ボール１８に熱応力が印加される。そして、半導体デバイス１５が動作と休止とを繰り返すことにより、バンプ１４、配線基板１３及び半田ボール１８には熱応力が繰返し印加される。
【００５２】
本実施形態においては、基体絶縁膜７の膜厚が３乃至１００μｍであり、２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であるため、配線基板１３の強度を確保できる。また、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であるため、高温時の破断強度を確保できる。更に、破断強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄの値が上記数式１を満たすため、基体絶縁膜７及び半田ボール１８の双方にクラックが発生し難い。このため、半導体デバイス１５が動作及び休止を繰り返すことにより、配線基板１３に熱応力が繰返し印加されても、基体絶縁膜７及び半田ボール１８にクラックが発生することがなく、配線基板１３及び半導体パッケージ１９の信頼性が高い。
【００５３】
また、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる下層配線が凹部７ａ内にあり、下層配線の下面が基体絶縁膜７の下面よりも０．５乃至１０μｍ上方にあるため、バンプ１４を接合する際に、バンプ１４の位置ずれ及び流動を防止することができる。このため、バンプ１４の接続信頼性が優れると共に、バンプ１４を微細なピッチで配設することができるため、集積度が高い半導体デバイス１５を搭載することができる。
【００５４】
更に、配線基板１３には貫通スルーホールを設けないため、貫通スルーホールに起因する問題、即ち、インピーダンスの制御が困難になったり、ループインダクタンスが増大したりする問題が発生せず、高速配線設計及び高集積微細配線設計を行うことができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては、アンダーフィル１６を省略してもよい。また、通常、フリップチップタイプの半導体パッケージにおいてはモールディングは不要であり、本実施形態においてもモールディングを設けていないが、半導体パッケージにより高度な耐湿信頼性が要求され、半導体デバイスの封止性（気密性）を高めたい場合、及び配線基板の薄さを補って半導体パッケージの機械的強度をより高めたい場合には、配線基板１３の下面に、アンダーフィル１６及び半導体デバイス１５を覆うように、モールディングを設けてもよい。
【００５６】
次に、本実施形態の変形例について説明する。図４は本変形例に係る半導体パッケージを示す断面図である。図４に示すように、本変形例に係る半導体パッケージにおいては、配線基板１３の両面に半導体デバイスが搭載されている。即ち、バンプ１４を介して下層配線に接続された半導体デバイス１５の他に、バンプ１４ａを介して上層配線１１に接続された半導体デバイス１５ａが設けられている。そして、半導体デバイス１５の電極の一部は、バンプ１４、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる下層配線、ヴィアホール１０、上層配線１１、バンプ１４ａを介して、半導体デバイス１５ａの電極（図示せず）に接続されている。本変形例における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。本変形例においては、これにより、１枚の配線基板１３に２個の半導体デバイスを搭載することができる。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本実施形態に係る配線基板を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態に係る配線基板１３ａにおいては、前述の第１の実施形態に係る配線基板１３（図１参照）と比較して、基体絶縁膜として、接着樹脂層９及び絶縁層８からなる２層膜が設けられている。接着樹脂層９は基体絶縁膜の下層をなしており、絶縁層８は基体絶縁膜の上層をなしている。
【００５８】
接着樹脂層９は、例えば温度が２３℃のときの破断強度が７０ＭＰａ以上であり、温度が２３℃のときの破断伸率が５％以上である材料からなる。接着樹脂層９を形成する材料には、耐熱性が高く、誘電率が低く、強度が高い樹脂が好ましい。このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、シアネート樹脂、熱可塑性ポリイミド等が好適である。エポキシ樹脂には、例えば、味の素ファインテクノ製ＡＢＦ−ＧＸ（商品名）、住友ベークライト製ＡＰＬ−４５０１（商品名）があり、シアネート樹脂には、例えば、住友ベークライト製ＬαＺ（商品名）があり、熱可塑性ポリイミドには、例えば、三井化学製ＴＰＩ（商品名）がある。また、特に誘電率が低く、誘電損失が低い樹脂として、ポリオレフィン、ビニル系樹脂等を挙げることができ、これらの樹脂は、高周波伝送用の基板の材料としてより好ましい。
【００５９】
絶縁層８は、膜厚が１μｍ以上、例えば３乃至５０μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上、例えば１００ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である。また、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、破断強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄは上記数式１を満たしている。更に、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上である。絶縁層８は、接着樹脂層９よりも強度が高い高強度材料からなり、接着樹脂層９を形成する材料が熱硬化性材料の場合はその硬化温度において、又、接着樹脂層９を形成する材料が熱可塑性材料の場合はその軟化温度において、軟化変形しない耐熱性材料であることが好ましい。絶縁層８には、例えばポリイミドフィルム、アラミドフィルム又は液晶フィルム等が好適である。ポリイミドフィルムには、全芳香族ポリイミド又は熱可塑性ポリイミドからなるフィルムがあり、例えば東レ・デュポン製カプトン（商品名）、宇部興産製ユーピレックス（商品名）がある。また、アラミドフィルムには例えば旭化成製アラミカ（商品名）があり、液晶フィルムには例えばクラレ製ベクスター（商品名）、ゴアテックス製ＢＩＡＣ（商品名）がある。
【００６０】
絶縁層８及び接着樹脂層９からなる基体絶縁膜の合計の膜厚は３乃至１００μｍであり、望ましくは５乃至８０μｍであり、更に望ましくは１０乃至５０μｍである。本実施形態の配線基板及び半導体パッケージにおける上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。以下、本発明の各構成要件における数値限定理由について説明する。なお、絶縁層の機械的特性の数値限定理由は、前述の第１の実施形態における基体絶縁膜の機械的特性の数値限定理由と同様である。
【００６１】
絶縁層の膜厚：１μｍ以上
絶縁層の膜厚が１μｍ以上であれば、仮に接着樹脂層においてクラックが発生しても、絶縁層においてこのクラックの進行を停止させることができる。一方、絶縁層の膜厚が１μｍ未満であると、このクラックの進行を停止させる効果が不十分となり、配線基板に必要とされる機械的特性が確保できない。従って、絶縁層の膜厚は１μｍ以上とする。
【００６２】
基体絶縁膜の膜厚：１００μｍ以下
基体絶縁膜の合計の膜厚が１００μｍを超えると、レーザ加工によるヴィアホールの加工性が著しく低下し、微細なヴィアホールを形成できなくなる。従って、基体絶縁膜の膜厚は１００μｍ以下とする。
【００６３】
本実施形態においては、絶縁層８の膜厚を１μｍ以上とし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とすることにより、配線基板１３ａに熱負荷が繰返し印加され、仮に接着樹脂層９にクラックが発生しても、このクラックの進行を絶縁層８において止めることができ、基体絶縁膜を貫通するクラックが発生することを防止できる。この結果、基体絶縁膜を貫通するクラックにより、基体絶縁膜内の配線が切断されたり、基体絶縁膜に接続されたバンプが破壊されたりすることを防止できる。また、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であり、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、破断強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄが上記数式１を満たし、温度が１５０℃のときの弾性率を２．３ＧＰａ以上とすることにより、基体絶縁膜内に発生する歪み応力を低減することができ、配線基板及び半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６４】
特に、絶縁層８をポリイミドにより形成する場合、ポリイミドは一般的な樹脂材料よりも強度が高いため、接着樹脂層９において発生したクラックの進行を止める効果が大きい。また、ポリイミドはエポキシ樹脂と比較して誘電率が低く、誘電損失が小さい絶縁材料であるため、高周波領域における使用に適した配線基板を得ることができる。また、絶縁層８を液晶ポリマーにより形成することにより、液晶ポリマーは分子オーダーの配向性を持つため、この配向性を制御することにより熱膨張係数を制御することができる。この結果、絶縁層８の熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に近づけたり、銅等からなる金属配線の熱膨張係数に近づけたりすることができる。絶縁層８の熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に近づけることにより、半導体デバイスのシリコン基板との間の熱膨張差が小さくなり、熱応力を抑制することができる。また、液晶ポリマーは誘電率が低く、誘電損失が小さく、吸水率が小さいため、これらの点からも配線基板を形成する絶縁材料として好適である。
【００６５】
なお、絶縁層８と接着樹脂層９との界面は、必ずしも明確に存在する必要はない。即ち、基体絶縁膜は、絶縁層８と接着樹脂層９との間で組成が連続的に変化している傾斜材料等であってもよい。
【００６６】
次に、本実施形態の変形例について説明する。図６は本変形例に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。図６に示すように、本変形例においては、基体絶縁膜として、（接着樹脂層９／絶縁層８／接着樹脂層９）からなる３層膜が設けられている。即ち、１層の絶縁層８が設けられており、この絶縁層８を挟むように２層の接着樹脂層９が設けられている。そしてこの配線基板は、支持基板１上の形成され、その後支持基板１が除去されることにより作製される。この配線基板の詳細な製造方法は後述する。本変形例における上記以外の構成及び動作は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００６７】
本変形例においては、前述の第２の実施形態と比較して、基体絶縁膜と上層配線１１との間の密着性を向上させることができる。本変形例における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６８】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は本実施形態に係る配線基板を示す断面図であり、図８は本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【００６９】
図７に示すように、本実施形態に係る配線基板２１においては、基体絶縁膜７が設けられている。基体絶縁膜７の膜厚及び機械的特性は前述の第１の実施形態における基体絶縁膜７と同じである。基体絶縁膜７の下面には凹部７ａが形成されており、凹部７ａ内には、配線本体６が形成されており、配線本体６の下方にはエッチングバリア層５が形成されている。このエッチングバリア層５及び配線本体６により下層配線が形成されており、この下層配線は凹部７ａ内に埋め込まれている。エッチングバリア層５及び配線本体６の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７０】
また、基体絶縁膜７における凹部７ａの直上域の一部には、ヴィアホール１０が形成されている。更に、ヴィアホール１０内には導電材料が埋め込まれており、基体絶縁膜７上には中間配線２２が形成されている。ヴィアホール１０内の導電材料及び中間配線２２は一体的に形成されており、中間配線２２はヴィアホール１０を介して下層配線に接続されている。更にまた、基体絶縁膜７上には、中間配線２２を覆うように、最終絶縁膜２３が形成されており、最終絶縁膜２３における中間配線２２の直上域の一部には、ヴィアホール２４が形成されている。そして、ヴィアホール２４内には導電材料が埋め込まれており、最終絶縁膜２３上には、上層配線１１が形成されている。ヴィアホール２４内の導電材料及び上層配線１１は一体的に形成されており、上層配線１１はヴィアホール２４を介して中間配線２２に接続されている。更にまた、最終絶縁膜２３上には、上層配線１１の一部を露出させ残部を覆うように、ソルダーレジスト１２が形成されている。上層配線１１の露出部はパッド電極となる。なお、最終絶縁膜２３の膜厚及び機械的特性は、基体絶縁膜７の膜厚及び機械的特性と同様である。
【００７１】
次に、本実施形態に係る半導体パッケージの構成について説明する。図８に示すように、本実施形態に係る半導体パッケージ２５においては、前述の配線基板２１におけるエッチングバリア層５に複数のバンプ１４が接続されている。そして、配線基板２１の下方には半導体デバイス１５が設けられており、半導体デバイス１５の電極（図示せず）はバンプ１４に接続されている。また、配線基板２１と半導体デバイス１５との間におけるバンプ１４の周囲には、アンダーフィル１６が充填されている。一方、配線基板２１の上層配線１１の露出部、即ちパッド電極の一部には、半田ボール１８が搭載されている。半田ボール１８は上層配線１１、ヴィアホール２４、中間配線２２、ヴィアホール１０、配線本体６及びエッチングバリア層５からなる下層配線、バンプ１４を介して、半導体デバイス１５の電極に接続されている。本実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージにおける上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７２】
本実施形態においては、配線基板２１が、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３からなる２層構造となっているため、前述の第１の実施形態と比較して、半導体デバイス１５と半田ボール１８との間の応力緩和効果が大きい。また、配線基板２１を２層構造とすることにより、半導体デバイス１５に入出力する信号数を増加させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７３】
なお、本実施形態において、前述の第２の実施形態又はその変形例のように、基体絶縁膜７を接着樹脂層９及び絶縁層８により構成してもよい。この場合、接着樹脂層９及び絶縁層８の機械的特性は、第２の実施形態と同様である。
【００７４】
また、基体絶縁膜７の構成を、前述の第１の実施形態における基体絶縁膜と同様な構成、即ち、膜厚が３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である単層の絶縁膜とし、最終絶縁膜２３の構成を、前述の第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な構成、即ち、接着樹脂層及び絶縁層により構成し、接着樹脂層の機械的特性を、温度が２３℃のときの破断強度が７０ＭＰａ以上であり、温度が２３℃のときの破断伸率を５％以上とし、絶縁層の膜厚を３乃至５０μｍとし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とし、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値を２．５以下としてもよい。
【００７５】
更に、本実施形態においては、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３の材質が、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質である例を示したが、本発明においては、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３のうち、いずれか一方の材質が、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質であれば、一定の効果が得られる。
【００７６】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図９は本実施形態に係る配線基板を示す断面図であり、図１０は本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【００７７】
図９に示すように、本実施形態に係る配線基板３１においては、基体絶縁膜７が設けられている。基体絶縁膜７の膜厚及び機械的特性は前述の第１の実施形態における基体絶縁膜７と同じである。基体絶縁膜７の下面には凹部７ａが形成されており、凹部７ａ内には、配線本体６が形成されており、配線本体６の下方にはエッチングバリア層５が形成されている。エッチングバリア層５及び配線本体６の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７８】
また、基体絶縁膜７における凹部７ａの直上域の一部には、ヴィアホール１０が形成されている。更に、ヴィアホール１０内には導電材料が埋め込まれており、基体絶縁膜７上には中間配線３２が形成されている。ヴィアホール１０内の導電材料及び中間配線３２は一体的に形成されており、中間配線３２はヴィアホール１０を介して下層配線に接続されている。更にまた、基体絶縁膜７上には、中間配線３２を覆うように、中間絶縁膜３３が形成されており、中間絶縁膜３３における中間配線３２の直上域の一部には、ヴィアホール３４が形成されている。そして、ヴィアホール３４内には導電材料が埋め込まれており、中間絶縁膜３３上には中間配線２２が形成されている。ヴィアホール３４内の導電材料及び中間配線２２は一体的に形成されており、中間配線２２はヴィアホール３４を介して中間配線３２に接続されている。
【００７９】
更に、中間絶縁膜３３上には、中間配線２２を覆うように、最終絶縁膜２３が形成されており、最終絶縁膜２３における中間配線２２の直上域の一部には、ヴィアホール２４が形成されている。そして、ヴィアホール２４内には導電材料が埋め込まれており、最終絶縁膜２３上には、上層配線１１が形成されている。ヴィアホール２４内の導電材料及び上層配線１１は一体的に形成されており、上層配線１１はヴィアホール２４を介して中間配線２２に接続されている。更にまた、最終絶縁膜２３上には、上層配線１１の一部を露出させ残部を覆うように、ソルダーレジスト１２が形成されている。上層配線１１の露出部はパッド電極となる。なお、最終絶縁膜２３の膜厚及び機械的特性は、基体絶縁膜７の膜厚及び機械的特性と同様である。
【００８０】
次に、本実施形態に係る半導体パッケージの構成について説明する。図１０に示すように、本実施形態に係る半導体パッケージ３５においては、前述の配線基板３１におけるエッチングバリア層５に複数のバンプ１４が接続されている。そして、配線基板３１の下方には半導体デバイス１５が設けられており、半導体デバイス１５の電極（図示せず）はバンプ１４に接続されている。また、配線基板３１と半導体デバイス１５との間におけるバンプ１４の周囲には、アンダーフィル１６が充填されている。一方、配線基板３１の上層配線１１の露出部、即ちパッド電極の一部には、半田ボール１８が搭載されている。半田ボール１８は上層配線１１、ヴィアホール２４、中間配線２２、ヴィアホール３４、中間配線３２、ヴィアホール１０、配線本体６及びエッチングバリア層５からなる下層配線、バンプ１４を介して、半導体デバイス１５の電極に接続されている。本実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージにおける上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８１】
本実施形態においては、配線基板３１が、基体絶縁膜７、中間絶縁膜３３、最終絶縁膜２３からなる３層構造となっているため、前述の第１及び第２の実施形態と比較して、半導体デバイス１５と半田ボール１８との間の応力緩和効果が大きい。また、配線基板３１を３層構造とすることにより、半導体デバイス１５に入出力する信号数を増加させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８２】
なお、本実施形態において、前述の第２の実施形態又はその変形例のように、基体絶縁膜７を接着樹脂層９及び絶縁層８により構成してもよい。この場合、接着樹脂層９及び絶縁層８の機械的特性は、第２の実施形態と同様である。
【００８３】
また、基体絶縁膜７の構成を、前述の第１の実施形態における基体絶縁膜と同様な構成、即ち、膜厚が３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である単層の絶縁膜とし、最終絶縁膜２３の構成を、前述の第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な構成としてもよい。
【００８４】
更に、本実施形態においては、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３の材質を、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質とする例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３に加えて、中間絶縁膜３３の材質を、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質としてもよい。これにより、より信頼性が高い配線基板及び半導体パッケージを得ることができる。又は、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３のうち一方の材質を、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質とすれば、コストを抑えつつ、一定の効果を得ることができる。
【００８５】
更にまた、前述の第３の実施形態においては、絶縁膜が２層設けられている配線基板を示し、本第４の実施形態においては、絶縁膜が３層設けられている配線基板を示したが、本発明はこれに限定されず、４層以上の絶縁膜が設けられている配線基板であってもよい。
【００８６】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１１（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る配線基板の製造方法及び構成をその工程順に示す断面図である。本実施形態に係る配線基板においては、基体絶縁膜７の下面と、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる下層配線の下面とが、同一平面を構成している。そして、基体絶縁膜７の下には保護膜４１が形成されている。保護膜４１は例えばエポキシ樹脂又はポリイミドからなり、その膜厚は例えば１乃至５０μｍである。保護膜４１には開口部であるエッチング部４２が形成されており、このエッチング部４２において下層配線の一部が露出している。即ち、保護膜４１は、エッチング部４２において下層配線の一部を露出させ、エッチング部４２以外の部分により下層配線の残部を覆うものである。なお、エッチング部４２はこの配線基板に半導体デバイスを搭載する際に、バンプ１４（図１参照）が接続される部分である。本実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８７】
本実施形態においては、保護膜４１を設けることにより、配線基板とアンダーフィル等の樹脂層との密着性を向上させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８８】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図１２は本実施形態に係る配線基板を示す断面図である。図１２に示すように、本実施形態に係る配線基板は、前述の第５の実施形態に係る配線基板と比較して、保護膜４１（図１１参照）が省略されている。これにより、下層配線の下面は配線基板４３の下面から凹んでおらず、同一平面を構成している。本実施形態の配線基板における上記以外の構成は、前述の第５の実施形態と同様である。
【００８９】
本実施形態においては、前述の第５の実施形態と比較して、保護膜を省略しているため、コストを低減することができる。また、前述の第１の実施形態と比較しても、エッチング容易層４（図１３（ａ）参照）の形成を省略できるため、コストを低減することができる。半導体デバイス１５の電極の配設ピッチがそれほど微細ではなく、バンプ１４（図１参照）の配設密度が低く、バンプの位置決め精度がそれほど要求されない場合であって、モールディングを設けない場合、又はモールディングを設けても、モールディングと配線基板との密着性がそれほど要求されない場合には、コストの観点から、本実施形態に係る配線基板が適している。本実施形態に係る上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００９０】
次に、前述の各実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの製造方法について説明する。先ず、第１の実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの製造方法について説明する。図１３（ａ）乃至（ｅ）は本実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図であり、図１４（ａ）及び（ｂ）は本実施形態に係る半導体パッケージの製造方法をその工程順に示す断面図であり、（ｃ）はモールディングを設けた場合の半導体パッケージを示す断面図である。先ず、図１３（ａ）に示すように、金属又は合金、例えばＣｕからなる支持基板１を用意し、この支持基板１上にレジスト２を形成し、パターニングする。次に、例えばめっき法により、エッチング容易層４、エッチングバリア層５、配線本体６をこの順に形成する。このとき、支持基板１上におけるレジスト２が除去された領域には、エッチング容易層４、エッチングバリア層５、配線本体６からなる導体配線層３が形成されるが、レジスト２が残存している領域には、導体配線層３は形成されない。エッチング容易層４は例えばＣｕ単層のめっき層、Ｃｕ層及びＮｉ層からなる２層めっき層又はＮｉ単層のめっき層により形成し、厚さは例えば０．５乃至１０μｍとする。なお、前記２層めっき層におけるＮｉ層は、高温下においてエッチング容易層４のＣｕ層とエッチングバリア層５との拡散を防止するために設けるものであり、このＮｉ層の厚さは例えば０．１μｍ以上である。エッチングバリア層５は例えばＮｉ、Ａｕ又はＰｄめっき層であり、厚さは例えば０．１乃至７．０μｍとする。配線本体６は例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ又はＰｄ等の導体めっき層により形成し、厚さは例えば２乃至２０μｍとする。なお、エッチングバリア層５をＡｕにより形成する場合においても、配線本体６を形成するＣｕとの間の拡散を防止するために、エッチングバリア層５と配線本体６との間にＮｉ層を設けてもよい。
【００９１】
次に、図１３（ｂ）に示すように、レジスト２を除去する。次に、図１３（ｃ）に示すように、導体配線層３を覆うように基体絶縁膜７を形成する。基体絶縁膜７は、例えば、シート状の絶縁フィルムを支持基板１にラミネートするか、プレス法により支持基板１に貼付し、例えば１００乃至４００℃の温度に１０分乃至２時間保持する加熱処理を行い、絶縁フィルムを硬化させて形成する。加熱処理の温度及び時間は絶縁フィルムの種類に応じて適宜調整する。これにより、例えばアラミドからなる基体絶縁膜７を形成することができる。又は、基体絶縁膜７は、ワニス状の絶縁材料をスピンコート法、カーテンコート法又はダイコート法等の方法により支持基板１上に塗布し、オーブン又はホットプレート等により乾燥させた後、例えば１００乃至４００℃の温度に１０分乃至２時間保持する加熱処理を行って絶縁材料を硬化させて形成する。これにより、例えばポリイミドからなる基体絶縁膜７を形成することができる。そして、この基体絶縁膜７における導体配線層３の直上域の一部に、レーザ加工法によりヴィアホール１０を形成する。
【００９２】
次に、図１３（ｄ）に示すように、ヴィアホール１０内に導電材料を埋め込むと共に、基体絶縁膜７上に上層配線１１を形成する。このとき、上層配線１１はヴィアホール１０を介して配線本体６に接続される。配線基板１３がＣＳＰ（チップサイズパッケージ）の半導体パッケージに使用される場合は、ヴィアホール１０の直径は例えば４０μｍとし、配線基板１３がＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）の半導体パッケージに使用される場合は、ヴィアホール１０の直径は例えば７５μｍとする。ヴィアホール１０内に埋め込む導電材料及び上層配線１１は、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ又はＰｄ等の導体めっき層からなり、上層配線１１の厚さは例えば２乃至２０μｍとする。次に、上層配線１１の一部を覆い、残部を露出させるように、ソルダーレジスト１２を形成する。ソルダーレジスト１２の厚さは例えば５乃至４０μｍとする。なお、このソルダーレジスト１２の形成は省略することができる。
【００９３】
次に、図１３（ｅ）に示すように、化学的エッチング又は研磨により、支持基板１を除去する。次に、図１に示すように、エッチング容易層４をエッチングして除去する。これにより、図１に示す本実施形態に係る配線基板１３が形成される。このとき、支持基板１を形成する材料がエッチング容易層４を形成する材料と異なる場合、上述の如くエッチング工程が２回必要になるが、支持基板１とエッチング容易層４とが同じ材料により形成されている場合は、エッチング工程は１回でもよい。
【００９４】
次に、図１４（ａ）に示すように、エッチングバリア層５の露出部に複数のバンプ１４を接合する。そして、このバンプ１４を介して、配線基板１３にフリップチップ法により半導体デバイス１５を搭載する。このとき、半導体デバイス１５の電極（図示せず）が、バンプ１４に接続されるようにする。
【００９５】
次に、図１４（ｂ）に示すように、配線基板１３と半導体デバイス１５との間にアンダーフィル１６を流し込み、固体化させる。これにより、バンプ１４がアンダーフィル１６に埋め込まれる。なお、アンダーフィル１６の形成は省略してもよい。また、図１４（ｃ）に示すように、配線基板１３の下面において、アンダーフィル１６及び半導体デバイス１５を覆うように、適宜モールディング１７を形成してもよい。
【００９６】
次に、図２に示すように、配線基板１３の上層配線１１の露出部に、半田ボール１８を搭載する。これにより、図２に示す本実施形態に係る半導体パッケージ１９が形成される。
【００９７】
本実施形態においては、例えばＣｕからなる硬質な支持基板１上に、導体配線層３、基体絶縁膜７、上層配線１１等を形成するため、配線基板１３の平坦度を高めることができる。
【００９８】
なお、本実施形態においては、支持基板１として金属又は合金からなる基板を使用する例を示したが、支持基板１としてシリコンウエハ、ガラス、セラミック、樹脂等の絶縁体からなる基板を使用してもよい。絶縁体からなる基板を使用する場合には、レジスト２を形成した後に無電解めっき法により導体配線層３を形成するか、又は、レジスト２を形成した後に、無電解めっき法、スパッタリング法、蒸着法等の方法により給電導体層を形成し、その後、電解めっき法により導体配線層３を形成すればよい。
【００９９】
また、本実施形態においては、半導体デバイス１５を配線基板１３にプリップチップ法により搭載する例を示したが、半導体デバイス１５はワイヤボンディング法、テープオートメッドボンディング法等の他の方法により配線基板１３に搭載してもよい。
【０１００】
次に、第２の実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図１５は本実施形態に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。図１３（ａ）及び（ｂ）に示す方法により、支持基板１上にエッチング容易層４、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる導体配線層３を形成する。
【０１０１】
その後、図１５に示すように、支持基板１上の導体配線層３を覆うように、接着樹脂層９及び絶縁層８からなる基体絶縁膜を形成する。このとき、支持基板１上に接着樹脂層９と絶縁層８とを一括で積層し基体絶縁膜を形成することもできるが、それ以外にも、接着樹脂層９と絶縁層８とをあらかじめ相互に貼り合わせることにより基体絶縁膜を形成し、その後、この基体絶縁膜を支持基板１上に積層してもよく、又は、あらかじめ支持基板１上に接着樹脂層９を積層した後、この接着樹脂層９上に絶縁層８を積層して基体絶縁膜を形成してもよい。これらの場合において、接着樹脂層９が熱硬化性樹脂からなる場合は、この熱硬化性樹脂からなる接着樹脂層９をラミネート又は塗布により絶縁層８又は支持基板１上に積層し、半硬化状態とし、その後、支持基板１又は絶縁層８と積層した後、１００乃至４００℃の温度に１０分乃至数時間保持することで熱硬化性樹脂からなる接着樹脂層９を硬化させる。また、接着樹脂層９が熱可塑性樹脂からなる場合は、この熱可塑性樹脂からなる接着樹脂層９を加熱して軟化させた状態で絶縁層８又は支持基板１と積層する。このような方法により、支持基板１上に基体絶縁膜が形成される。
【０１０２】
このとき、絶縁層８の材料には、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であり、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値が４．７以下であり、ａ乃至ｄの値が上記数式１を満たす絶縁材料を使用する。
【０１０３】
次に、接着樹脂層９及び絶縁層８からなる基体絶縁膜にレーザ加工によりヴィアホール１０を形成する。配線基板１３ａ（図５参照）の製造方法における以後の工程は、図１３（ｄ）及び（ｅ）に示す工程と同様である。これにより、図５に示す第２の実施形態の配線基板１３ａが作製される。また、本実施形態の半導体パッケージの製造方法は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示す工程と同様である。
【０１０４】
本実施形態においては、基体絶縁膜中に接着樹脂層９を設けることにより、支持基板１と基体絶縁膜との間の密着性を良好にすることができる。これにより、絶縁層８の材料として支持基板１との密着性が低い材料を使用することができる。即ち、前述の第１の実施形態においては、基体絶縁膜７の材料には、所定の機械的特性を有すると共に、支持基板１との密着性が良好な材料を選択する必要がある。これに対して、本実施形態においては、絶縁層８が必要な機械的特性を担い、接着樹脂層９が支持基板１との間の密着性を担うことができるため、基体絶縁膜を形成する材料の選択肢を広げることができる。この結果、基体絶縁膜をより高性能化するか、より低コスト化することができる。なお、このような絶縁層８としては、例えば、液晶ポリマー及びポリイミドが挙げられる。
【０１０５】
また、従来、エポキシ樹脂のみからなる基体絶縁膜が使用されてきたが、エポキシ樹脂は伸びが小さく脆いため、取り扱いが難しい。このため、一般に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を支持基体としてこの上にエポキシ樹脂からなるフィルムを形成し、基体絶縁膜として使用する際にこの支持基体をエポキシ樹脂フィルムから剥がしている。このため、配線基板を形成する際に、このエポキシ樹脂フィルムから支持基体を剥がす工程が必要になる。また、エポキシ樹脂のみからなる基体絶縁膜は、クラックが発生しやすく、熱応力に対する耐性が低い。これに対して、本実施形態の方法によれば、高強度材料からなる絶縁層８が、接着樹脂層９としてのエポキシフィルムの支持基体を兼ねるため、支持基体を剥がす工程が不要になる。また、絶縁層８がクラックの進行を防ぐ役割を果たすため、熱応力に対する耐性が高い基体絶縁膜を得ることができる。
【０１０６】
次に、第２の実施形態の変形例に係る配線基板の製造方法について説明する。本変形例においては、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す方法により、支持基板１上に導体配線層３を形成する。その後、図６に示すように、導体配線層３を覆うように、（接着樹脂層９／絶縁層８／接着樹脂層９）の３層膜からなる基体絶縁膜を形成する。本変形例における上記以外の製造方法は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１０７】
次に、第３の実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの製造方法について説明する。図１６（ａ）乃至（ｄ）は本実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図１３（ａ）乃至（ｃ）に示す方法により、支持基板１上にエッチング容易層４、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる導体配線層３を形成し、この導体配線層３を覆うように基体絶縁膜７を形成し、この基体絶縁膜７にヴィアホール１０を形成する。
【０１０８】
次に、図１６（ａ）に示すように、ヴィアホール１０内に導電材料を埋め込むと共に、基体絶縁膜７上に中間配線２２を形成する。このとき、中間配線２２はヴィアホール１０を介して配線本体６に接続される。次に、図１６（ｂ）に示すように、中間配線２２を覆うように、最終絶縁膜２３を形成する。最終絶縁膜２３の形成方法は、例えば、基体絶縁膜７の形成方法と同様である。そして、最終絶縁膜２３における中間配線２２の直上域の一部に、ヴィアホール２４を形成する。
【０１０９】
次に、図１６（ｃ）に示すように、ヴィアホール２４内に導電材料を埋め込むと共に、最終絶縁膜２３上に、上層配線１１を形成する。このとき、上層配線１１はヴィアホール２４を介して中間配線２２に接続されるようにする。次に、上層配線１１の一部を覆い、残部を露出させるように、ソルダーレジスト１２を形成する。次に、図１６（ｄ）に示すように、化学的エッチング又は研磨により、支持基板１を除去する。
【０１１０】
次に、図７に示すように、エッチング容易層４をエッチングして除去する。これにより、図７に示す本実施形態に係る配線基板２１が形成される。
【０１１１】
次に、図８に示すように、エッチングバリア層５の露出部に複数のバンプ１４を接合する。そして、このバンプ１４を介して、配線基板２１にフリップチップ法により半導体デバイス１５を搭載する。このとき、半導体デバイス１５の電極（図示せず）が、バンプ１４に接続されるようにする。次に、配線基板２１と半導体デバイス１５との間にアンダーフィル１６を流し込み、固体化させる。これにより、バンプ１４がアンダーフィル１６に埋め込まれる。次に、配線基板２１の上層配線１１の露出部に、半田ボール１８を搭載する。これにより、図８に示す本実施形態に係る半導体パッケージ２５が形成される。なお、前述の第１及び第２の実施形態と同様に、アンダーフィル１６の形成は省略してもよい。又は、配線基板２１の下面において、アンダーフィル１６及び半導体デバイス１５を覆うように、モールディングを形成してもよい。
【０１１２】
次に、第４の実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの製造方法について説明する。図１７（ａ）乃至（ｄ）は本実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図１３（ａ）乃至（ｃ）に示す方法により、支持基板１上に導体配線層３を形成し、この導体配線層３を覆うように基体絶縁膜７を形成し、この基体絶縁膜７にヴィアホール１０を形成する。
【０１１３】
次に、図１７（ａ）に示すように、ヴィアホール１０内に導電材料を埋め込むと共に、基体絶縁膜７上に中間配線３２を形成する。このとき、中間配線３２はヴィアホール１０を介して配線本体６に接続される。次に、図１７（ｂ）に示すように、中間配線３２を覆うように、中間絶縁膜３３を形成する。そして、中間絶縁膜３３における中間配線３２の直上域の一部に、ヴィアホール３４を形成する。次に、ヴィアホール３４内に導電材料を埋め込むと共に、中間絶縁膜３３上に中間配線２２を形成する。中間配線２２は、ヴィアホール３４を介して中間配線３２に接続されるようにする。
【０１１４】
次に、図１７（ｃ）に示すように、中間配線２２を覆うように最終絶縁膜２３を形成する。そして、最終絶縁膜２３における中間配線２２の直上域の一部に、ヴィアホール２４を形成する。
【０１１５】
次に、図１７（ｄ）に示すように、ヴィアホール２４内に導電材料を埋め込むと共に、最終絶縁膜２３上に上層配線１１を形成する。このとき、上層配線１１はヴィアホール２４を介して中間配線２２に接続されるようにする。次に、上層配線１１の一部を覆い、残部を露出させるように、ソルダーレジスト１２を形成する。
【０１１６】
次に、図９に示すように、化学的エッチング又は研磨により、支持基板１を除去する。そして、エッチング容易層４をエッチングして除去する。これにより、図９に示す本実施形態に係る配線基板３１が形成される。
【０１１７】
次に、図１０に示すように、エッチングバリア層５の露出部に複数のバンプ１４を接合する。そして、このバンプ１４を介して、配線基板３１にフリップチップ法により半導体デバイス１５を搭載する。このとき、半導体デバイス１５の電極（図示せず）が、バンプ１４に接続されるようにする。次に、配線基板３１と半導体デバイス１５との間にアンダーフィル１６を流し込み、固体化させる。これにより、バンプ１４がアンダーフィル１６に埋め込まれる。次に、配線基板３１の上層配線１１の露出部に、半田ボール１８を搭載する。これにより、図１０に示す本実施形態に係る半導体パッケージ３５が形成される。
【０１１８】
次に、第５の実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。先ず、図１１（ａ）に示すように、保護膜４１を支持基板１上の全面に、例えば、ラミネート又はプレス法により貼り付ける。次に、例えば１００乃至４００℃の温度に１０分乃至２時間保持する加熱処理を行い、保護膜４１を硬化させる。この加熱処理の温度及び時間は、保護膜４１を形成する材料により適宜調節する。保護膜４１の膜厚は例えば１乃至５０μｍである。
【０１１９】
次に、保護膜４１上にレジスト（図示せず）を形成してパターニングし、このレジストが除去された領域に、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる下層配線を形成する。そして、この下層配線を覆うように基体絶縁膜７を形成し、この基体絶縁膜７にヴィアホール１０を形成し、ヴィアホール１０内に導電材料を埋め込むと共に基体絶縁膜７上に上層配線１１を形成する。次に、上層配線１１の一部を覆うようにソルダーレジスト１２を形成する。
【０１２０】
次に、図１１（ｂ）に示すように、支持基板１を除去する。次に、図１１（ｃ）に示すように、保護膜４１をエッチングして選択的に除去し、保護膜４１を除去したエッチング部４２において、下層配線を露出させる。これにより、本実施形態に係る配線基板が形成される。そして、エッチング部４２にバンプ１４（図１参照）を取り付けて半導体デバイス１５（図１参照）を搭載し、配線基板と半導体デバイス１５との間にアンダーフィル１６（図１参照）を充填する。また、半田ボール１８（図１参照）を上層配線１１に接続する。これにより、本実施形態に係る半導体パッケージが形成される。本実施形態の配線基板及び半導体パッケージにおける上記以外の製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。
【０１２１】
なお、前述の各実施形態においては、最終的に支持基板１を除去する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、支持基板１の一部のみを除去して残部を残してもよく、この支持基板１の残部を例えばスティフナとして使用してもよい。また、支持基板１を一旦全て除去した後、改めてスティフナを配線基板に取り付けてもよい。
【０１２２】
以上、本発明の配線基板、その製造方法、基体絶縁膜及び半導体パッケージの各実施形態について、図面を参照して説明したが、本発明の具体的な構成は前述の第１乃至第６の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計の変更が可能である。
【実施例】
【０１２３】
以下、本発明の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。図１８（ａ）及び（ｂ）は、評価試験用サンプルの形状を示す顕微鏡写真であり、（ａ）はＣＳＰ（チップサイズパッケージ）サンプルを示し、（ｂ）はＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）サンプルを示す。また、図１９及び図２０（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例Ｎｏ．５のＦＣＢＧＡサンプルにおいて、クラックの進行が絶縁層で停止している様子を示す顕微鏡写真である。更に、図２１（ａ）及び（ｂ）はオープンとなったサンプルの不良部分を示す顕微鏡写真であり、（ａ）は樹脂クラックを示し、（ｂ）は半田ボールクラックを示す。
【０１２４】
図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、前述の第１、第２及び第４の実施形態に示す方法により、絶縁膜が１層又は３層である配線基板を作製した。次に、この配線基板に半導体デバイスとしてのＬＳＩ及び半田ボールを搭載し、ＣＳＰ及びＦＣＢＧＡの２種類の半導体パッケージを作製した。そして、この半導体パッケージの一部を実装用ボードに搭載し、ボード実装したサンプルを作製した。以下、ＣＳＰの半導体パッケージ単体又はこれをボード実装したサンプルをＣＳＰサンプルといい、ＦＣＢＧＡの半導体パッケージ単体又はこれをボード実装したサンプルをＦＣＢＧＡサンプルという。このＣＳＰサンプル及びＦＣＢＧＡサンプルの構成を表１に示す。なお、ＣＳＰサンプルに搭載する絶縁層が１層の配線基板については、基体絶縁膜を構成する樹脂の種類をサンプル間で相互に異ならせ、ＦＣＢＧＡサンプルに搭載する絶縁層が３層（基体絶縁膜、中間絶縁膜、最終絶縁膜）の配線基板については、前記３層の絶縁膜を形成する樹脂の種類をサンプル間で相互に異ならせた。
【０１２５】
図１８（ａ）に示すように、ＣＳＰサンプルにおいては、配線基板５５にＬＳＩ５６が搭載されており、モールディング５７により封止されている。配線基板５５とＬＳＩ５６とはワイヤボンディングにより相互に接続されており、マウント材（ダイアタッチ材）により相互に固定されている。このため、アンダーフィルは設けられていない。また、配線基板５５には半田ボール５８が接続されている。配線基板５５は、図２に示す半導体パッケージ１９と同様に、絶縁膜が単層である配線基板であり、絶縁膜として基体絶縁膜が設けられている。
【０１２６】
また、図１８（ｂ）に示すように、ＦＣＢＧＡサンプルにおいては、配線基板５９にＬＳＩ６０が搭載されている。配線基板５９とＬＳＩ６０との間及びＬＳＩ６０の側部にはアンダーフィル６６が設けられており、配線基板５９上におけるＬＳＩ６０の両側にはスティフナ６７が搭載されている。また、ＬＳＩ６０上には熱伝導ペースト等からなる放熱シート６８が設けられており、この放熱シート６８及びスティフナ６７上には銅からなるヒートシンク６９が設けられている。更に、配線基板５９には半田ボール５８が接続されている。配線基板５９は、図１０に示す半導体パッケージ３５と同様に、絶縁膜が３層、即ち、基体絶縁膜、中間絶縁膜及び最終絶縁膜が設けられた配線基板である。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
次に、表１に示すサンプルにおける絶縁膜の機械的特性、即ち、破断強度、弾性率及び破断伸率を測定した。測定は、絶縁膜のフィルムを幅が１ｃｍの短冊状に切り出し、「ＪＰＣＡ規格 ビルトアップ配線板 ＪＰＣＡ−ＢＵ０１ ４．２節」に準拠して引張試験を行い、測定した。測定温度は−６５℃、２３℃、１５０℃の３水準とした。この測定結果を表２に示す。なお、表２に示す絶縁膜の樹脂の種類において、「Ｐ」はポリイミドを示し、「Ａ」はアラミドを示し、「Ｌ」は液晶ポリマーを示し、「Ｅ」はエポキシを示し、「Ｆ」は多孔質フッ素樹脂を示す。また、「＋ｊ」とは絶縁膜の他に１層又は２層の接着樹脂層が設けられていることを示す。
【０１２９】
また、表２に示す機械的特性値に基づいて、その温度依存性を算出した。即ち、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値を算出し、また、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値を算出し、更に、｜ｃ／ｄ−ａ／ｂ｜の値を算出した。この算出結果を表３に示す。
【０１３０】
更に、表２に示すサンプルの熱応力耐久性を評価した。熱応力耐久性の評価は、半導体パッケージ単体及びボード実装サンプルについて行った。ＣＳＰサンプルの単体サンプルについては、−６５℃の温度に３０分間保持した後、＋１５０℃の温度に３０分間保持する基本サイクルを所定の回数繰り返すヒートサイクルを印加した。また、他のサンプル、即ち、ＣＳＰサンプルのボード実装サンプル並びにＦＣＢＧＡサンプルの単体サンプル及びボード実装サンプルについては、−４０℃の温度に３０分間保持した後、＋１２５℃の温度に３０分間保持する基本サイクルを所定の回数繰り返すヒートサイクルを印加した。そして、各サンプルにおいて電気的接続オープン、即ち断線が発生するサイクル数を評価した。低温（−６５℃又は−４０℃）から高温（＋１５０℃又は＋１２５℃）へ移行する移行時間及び高温から低温へ移行する移行時間は、ヒートサイクル試験機の能力及びサンプルの熱容量により異なるため、適宜調整した。
【０１３１】
なお、半導体デバイスの熱応力耐久性を評価する際に、実使用条件（２５〜７０℃）でヒートサイクル試験を行うと、試験に長時間を要してしまう。このため、サンプルに（−６５〜１５０℃）、又は（−４０〜１２５℃）のヒートサイクルを印加し、加速試験を行う。温度サイクル試験加速性に関するＥＩＡＪ−ＥＴ−７４０４（１９９９年４月制定）に示されているＣｏｆｆｉｎ−Ｍａｎｓｏｎの式により求められた値を参照すると、例えば（−４０〜１２５℃）のヒートサイクルは、実使用条件（２５〜７０℃、１サイクル／日）に対して５．７倍の加速性がある。このため、（−４０〜１２５℃）における６００サイクルは、実使用条件で約１０年間に相当する。
【０１３２】
熱応力耐久性試験の評価結果を表３に示す。なお、表３において、「樹脂クラック」とは絶縁膜の樹脂部分にクラックが発生したことを示し、「半田クラック」とは半田ボールにクラックが発生したことを示す。また、「１０００超」及び「５００超」とは、夫々１０００サイクル及び５００サイクルのヒートサイクル後においても、オープン状態とならなかったことを示す。
【０１３３】
【表２】
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
表２及び表３に示すＮｏ．１乃至１３は本発明の実施例である。実施例Ｎｏ．１乃至１３は、絶縁膜が単層である場合（実施例Ｎｏ．１、３、７乃至１３）においては、この絶縁膜の膜厚が３乃至１００μｍであり、２３℃における破断強度が８０ＭＰａ以上であり、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であり、｜ｃ／ｄ−ａ／ｂ｜の値が０．８以下であるため、絶縁膜又は半田ボールにクラックが発生してオープンとなるまでのサイクル数が、ＣＳＰサンプルについては１０００サイクル以上であり、ＦＣＢＧＡサンプルについても５００サイクルのヒートサイクルを印加してもオープンにならず、熱応力耐久性が優れていた。また、絶縁膜が絶縁層及び接着樹脂層からなる場合（実施例Ｎｏ．２、４、５、６）においては、絶縁膜の膜厚が３乃至１００μｍであり、絶縁層について、２３℃における破断強度が８０ＭＰａ以上であり、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であり、｜ｃ／ｄ−ａ／ｂ｜の値が０．８以下であるため、絶縁膜又は半田ボールにクラックが発生してオープンとなるまでのサイクル数が、ＣＳＰサンプルについては１０００サイクル以上であり、ＦＣＢＧＡサンプルについても５００サイクルのヒートサイクルを印加してもオープンにならず、熱応力耐久性が優れていた。
【０１３６】
特に、実施例Ｎｏ．１乃至１１においては、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であるため、ＣＳＰ単体サンプルに１０００サイクルのヒートサイクルを印加してもオープンにならず、熱応力耐久性が極めて優れていた。
【０１３７】
図１９及び図２０（ａ）乃至（ｃ）に示すように、実施例Ｎｏ．５のＦＣＢＧＡサンプルにおいては、絶縁膜が、絶縁層としてのアラミドフィルム６１を、接着樹脂層としての２層のエポキシフィルム６２が挟んだ構成になっている。そして、ヒートサイクルを１０００サイクル印加した後のＦＣＢＧＡサンプルにおいては、熱応力によりエポキシフィルム６２にはクラック６３が発生している。しかし、このクラック６３はアラミドフィルム６１により進行が妨げられており、絶縁膜全体の破断には到らなかった。このため、配線基板内で断線が発生してオープン状態になることはなかった。
【０１３８】
これに対して、表２及び表３に示すＮｏ．１４乃至１７は比較例である。比較例Ｎｏ．１４乃至１７は比（ａ／ｂ）の値が４．５より大きく、｜ｃ／ｄ−ａ／ｂ｜の値が０．８より大きかったため、機械的特性の温度依存性が大きかった。このため、熱応力耐久性が劣っていた。
【０１３９】
図２１（ａ）に示すように、比較例Ｎｏ．１４乃至１７の樹脂クラックが発生したサンプルにおいては、基体絶縁膜７においてクラック６４が発生し、このクラック６４が上層配線１１を断線させている。これにより、配線基板１３がオープン状態となった。また、図２１（ｂ）に示すように、比較例Ｎｏ．１４乃至１７の半田クラックが発生したサンプルにおいては、半田ボール１８にクラック６５が発生した。これにより、配線基板３１がオープン状態となった。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図３】横軸に基体絶縁膜の伸率をとり、縦軸に基体絶縁膜に印加する応力をとって、基体絶縁膜の応力−歪曲線を示すグラフ図である。
【図４】本実施形態の変形例に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図６】本実施形態の変形例に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図８】本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図１０】本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図１１】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第５の実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図１３】（ａ）乃至（ｅ）は第１の実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は第１の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法をその工程順に示す断面図であり、（ｃ）はモールディングを設けた場合の半導体パッケージを示す断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図１６】（ａ）乃至（ｄ）は第３の実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１７】（ａ）乃至（ｄ）は第４の実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１８】図（ａ）及び（ｂ）は、評価試験用サンプルの形状を示す図面代用写真であり、（ａ）はＣＳＰ（チップサイズパッケージ）サンプルを示し、（ｂ）はＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）サンプルを示す（光学顕微鏡写真）。
【図１９】本発明の実施例Ｎｏ．５のＦＣＢＧＡサンプルにおいて、クラックの進行が絶縁層で停止している様子を示す図面代用写真である（光学顕微鏡写真）。
【図２０】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例Ｎｏ．５のＦＣＢＧＡサンプルにおいて、クラックの進行が絶縁層で停止している様子を示す図面代用写真である（光学顕微鏡写真）。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）はオープンとなったサンプルの不良部分を示す図面代用写真であり、（ａ）は樹脂クラックを示し、（ｂ）は半田ボールクラックを示す。（光学顕微鏡写真）
【図２２】従来のビルトアッププリント基板を示す断面図である。
【図２３】（ａ）乃至（ｃ）は、この従来のプリント基板の形成方法をその工程順に示す断面図である。
【図２４】（ａ）及び（ｂ）は、他の従来の配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１；支持基板
２；レジスト
３；導体配線層
４；エッチング容易層
５；エッチングバリア層
６；配線本体
７；基体絶縁膜
７ａ；凹部
８；絶縁層
９；接着樹脂層
１０；ヴィアホール
１１；上層配線
１２；ソルダーレジスト
１３、１３ａ；配線基板
１４、１４ａ；バンプ
１５、１５ａ；半導体デバイス
１６；アンダーフィル
１７；モールディング
１８；半田ボール
１９；半導体パッケージ
２１；配線基板
２２；中間配線
２３；最終絶縁膜
２４；ヴィアホール
２５；半導体パッケージ
３１；配線基板
３２；中間配線
３３；中間絶縁膜
３４；ヴィアホール
３５；半導体パッケージ
４１；保護膜
４２；エッチング部
４３；配線基板
５１乃至５３；応力−歪曲線
５５、５９；配線基板
５６、６０；ＬＳＩ
５７；モールディング
５８；半田ボール
６１；アラミドフィルム
６２；エポキシフィルム
６３、６４、６５；クラック
６６；アンダーフィル
６７；スティフナ
６８；放熱シート
６９；ヒートシンク
７１；貫通スルーホール
７２；導体配線
７３；ベースコア基板
７４；ヴィアホール
７５；層間絶縁膜
７６；導体配線
８１；導体配線
８２；プリプレグ
８３；スルーホール
８４；導体ペースト
８５；プリント基板
８６；ランドパターン
９１；支持板
９２；導体配線
９３；層間絶縁膜
９４；ヴィアホール
９５；導体配線
９６；支持体
９７；配線基板
Ｓ５１乃至Ｓ５３；応力−歪曲線の積分値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ及びモジュールに好適に使用される配線基板、この配線基板を使用した半導体パッケージ、この配線基板に使用する基体絶縁膜、及びこの配線基板の製造方法に関し、特に、半導体デバイス等の各種デバイスを高密度に搭載でき、これらのデバイスを高速で駆動でき、更に信頼性の向上を図った配線基板、半導体パッケージ、基体絶縁膜及び配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、半導体デバイスの高性能化及び多機能化による端子の増加及び狭ピッチ化並びに処理速度の向上に伴い、半導体デバイスを搭載する実装用配線基板には、これまで以上に高密度微細配線化及び高速化が要求されている。従来、広く使用されている実装用配線基板の例として、多層配線基板の１種であるビルトアッププリント基板が挙げられる。
【０００３】
図２２は従来のビルトアッププリント基板を示す断面図である。図２２に示すように、この従来のビルトアップ基板においては、ガラスエポキシからなるベースコア基板７３が設けられており、このベースコア基板７３にはドリルにより直径が約３００μｍの貫通スルーホール７１が形成されている。そして、ベースコア基板７３の両面には導体配線７２が形成されており、この導体配線７２を覆うように層間絶縁膜７５が設けられている。層間絶縁膜７５には、導体配線７２に接続するようにヴィアホール７４が形成されており、層間絶縁膜７５の表面には、ヴィアホール７４を介して導体配線７２に接続するように導体配線７６が設けられている。なお、必要に応じて、導体配線７６上に更にヴィアホールが形成された層間絶縁膜及び導体配線を繰返し設けることにより、基板を多層配線化することもある。
【０００４】
しかしながら、このビルトアッププリント基板は、ベースコア基板７３にガラスエポキシプリント基板を使用しているため耐熱性が不十分であり、層間絶縁膜７５を形成するための熱処理により、ベースコア基板７３に収縮、反り及びうねり等の変形が発生するという問題点がある。この結果、導体層（図示せず）をパターニングして導体配線７６を形成する際のレジストの露光工程において、露光の位置精度が著しく低下し、層間絶縁膜７５上に、高密度且つ微細な配線パターンを形成することが困難になる。また、貫通スルーホール７１と導体配線７２とを確実に接続するために、導体配線７２における貫通スルーホール７１との接続部分にはランド部を設ける必要がある。層間絶縁膜７５及び導体配線７６からなるビルトアップ層において高速化に対応した配線設計を行っても、このランド部が存在することにより、インピーダンスの制御が困難になると共に、ループインダクタンスが大きくなる。このため、ビルトアッププリント基板全体の動作速度が低下し、高速化への対応が困難であるという問題点がある。
【０００５】
このようなビルトアッププリント基板の貫通スルーホールに起因する問題点を解決することを目的として、ガラスエポキシ基板にドリルにより貫通スルーホールを形成する方法に代わるプリント基板形成方法が考案されている（例えば特許文献１及び非特許文献１参照。）。
【０００６】
図２３（ａ）乃至（ｃ）は、この従来のプリント基板の形成方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図２３（ａ）に示すように、表面に所定の導体配線８１が形成されたプリプレグ８２を用意する。次に、プリプレグ８２にレーザ加工により直径が１５０乃至２００μｍのスルーホール８３を形成する。次に、図２３（ｂ）に示すように、スルーホール８３内に導体ペースト８４を埋め込む。そして、図２３（ｃ）に示すように、このようなプリプレグ８２、即ち、スルーホール８３が形成され、スルーホール８３内に導体ペースト８４が埋め込まれたプリプレグ８２を複数個作製し、相互に積層する。このとき、導体配線８１におけるランドパターン８６が、隣接するプリプレグのスルーホール８３に接続されるようにする。これにより、貫通スルーホールがないプリント基板８５を作製することができる。
【０００７】
しかしながら、この従来の技術においては、プリプレグ８２を積層する際の位置精度が低く、ランドパターン８６の小径化が困難であるという問題点がある。このため、配線の高密度化が困難であり、また、インピーダンスの制御性を向上させる効果及びループインダクタンスを低減させる効果が不十分である。更に、積層後のスルーホールの接続信頼性が劣るという問題点もある。
【０００８】
上述した多くの問題点を解決するために、本発明者等は、金属板等の支持体上に配線層を形成し、その後支持体を除去して配線基板を作製する方法を開発した（特許文献２参照。）。図２４（ａ）及び（ｂ）は、この従来の配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図２４（ａ）に示すように、金属板等からなる支持板９１を用意する。そして、この支持板９１上に導体配線９２を形成し、この導体配線９２を覆うように、層間絶縁膜９３を形成し、この層間絶縁膜９３に導体配線９２に接続されるようにヴィアホール９４を形成する。その後、層間絶縁膜９３上に導体配線９５を形成する。導体配線９５は、ヴィアホール９４を介して導体配線９２に接続されるように形成する。なお、必要に応じて、層間絶縁膜９３、ヴィアホール９４、導体配線９５の形成工程を繰り返すことにより、多層配線化することもある。次に、図２４（ｂ）に示すように、エッチングにより支持板９１の一部を除去して、導体配線９２を露出させると共に、支持体９６を形成する。これにより、配線基板９７を製造する。
【０００９】
このとき、層間絶縁膜９３には、膜強度が７０ＭＰａ以上、破断伸率が５％以上、ガラス転移温度が１５０℃以上、熱膨張率が６０ｐｐｍ以下の絶縁材料からなる単層膜、又は、弾性率が１０ＧＰａ以上、熱膨張率が３０ｐｐｍ以下、ガラス転移温度が１５０℃以上の絶縁材料からなる単層膜を使用する。
【００１０】
この技術によれば、配線基板９７には貫通スルーホールが全く存在していないため、前述の貫通スルーホールに起因する問題点を解消することができ、高速配線設計を行うことができる。また、支持板９１として耐熱性が優れた金属板等を使用しているため、ガラスエポキシ基板を使用する場合のような収縮、反り、うねり等の変形が発生することがなく、高密度微細配線化が可能となる。更に、層間絶縁膜９３の機械的特性を上述のように規定することにより、強度が高い配線基板を得ることができる。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２６９６４７号公報
【非特許文献１】第１１回マイクロエレクトロニクスシンポジウム予稿集、ｐ．１３１−１３４
【特許文献２】特開２００２−１９８４６２号公報（第８、１１頁、図１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。図２４（ｂ）に示す配線基板９７は、ベースコア基板が存在しないため、厚さが極めて薄いものとなるが、層間絶縁膜９３の機械的特性を上述のように規定することにより、作製当初の配線基板９７においては十分な強度を得ることができる。しかしながら、通常この配線基板９７は、大面積の半導体デバイスを搭載して半導体パッケージを形成し、更にこの半導体パッケージをプリント基板等の実装用ボードに搭載して使用される。半導体デバイスは動作時には発熱して温度が上昇し、休止時には発熱が停止するため温度が低下する。このため、半導体デバイスの動作時には半導体デバイスと実装用ボードとの間の熱膨張率の違いにより、配線基板９７に熱応力が印加される。従って、前述のように配線基板９７に半導体デバイスが実装された状態で、この半導体デバイスを繰返し動作させると、配線基板９７に熱応力が繰返し印加され、配線基板９７の層間絶縁膜９３等にクラックが発生してしまうことがある。このため、配線基板及び半導体パッケージにおいて必要な信頼性を確保できないという問題点がある。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、半導体デバイス等の各種デバイスを高密度に搭載することができ、高速配線化及び高密度微細配線化が容易で、信頼性が優れた配線基板、この配線基板を使用する半導体パッケージ、基体絶縁膜及びこの配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る配線基板は、ヴィアホールが形成された基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、を有し、前記基体絶縁膜は、膜厚が３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、基体絶縁膜の膜厚を３乃至１００μｍとし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とすることにより、強度が高い配線基板を得ることができる。更に、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値を４．５以下とすることにより、高温での強度の低下が少ない基体絶縁膜を得ることができる。これにより、半導体デバイスの作動により熱負荷が繰返し印加されても、基体絶縁膜にクラックが生じることを防止でき、信頼性が優れた配線基板を得ることができる。
【００１６】
また、前記基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値が４．７以下であることが好ましい。これにより、高温における基体絶縁膜の剛性が確保され、基体絶縁膜が、基体絶縁膜に加わる応力に対して過剰に変形することを防止できるため、配線基板に取り付けた半田ボールが破損することを防止できる。
【００１７】
更に、前記比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であることが好ましい。これにより、基体絶縁膜にクラックが発生することをより確実に防止できる。又は、前記比（ａ／ｂ）の値が２．５より大きく４．５以下である場合には、前記ａ乃至ｄが下記数式１を満たすことが好ましい。これにより、高温における基体絶縁膜の破断強度が確保され、基体絶縁膜にクラックが発生することをより確実に防止できる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
更にまた、前記基体絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上であることが好ましい。これにより、高温における基体絶縁膜の剛性を高くし、配線基板に取り付けた半田ボールが破損することをより確実に防止できる。
【００２０】
本発明に係る他の配線基板は、ヴィアホールが形成され膜厚が３乃至１００μｍである基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、を有し、前記基体絶縁膜は、支持基板に接着する接着樹脂層と、この接着樹脂層上に形成され、膜厚が１μｍ以上であり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁層と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、絶縁層の膜厚を１μｍ以上とし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とすることにより、強度が高い配線基板を得ることができる。また、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値を２．５以下とすることにより、高温での強度の低下が少ない基体絶縁膜を得ることができる。これにより、半導体デバイスの作動により熱負荷が繰返し印加されても、基体絶縁膜にクラックが生じることを防止でき、信頼性が優れた配線基板を得ることができる。更に、接着樹脂層を設けることにより、配線基板の製造過程における基体絶縁膜と支持基板との間の密着性を高め、配線基板の生産性を向上させることができる。この結果、絶縁層として支持基板との密着性は低いが機械的特性が優れた材料を使用し、接着樹脂層として機械的特性は低いが支持基板との密着性が優れた材料を使用することができる。これにより、基体絶縁膜を形成する材料の選択肢が拡がり、より高性能又は低コストな配線基板を得ることができる。また、前記基体絶縁膜が、前記絶縁層上に形成された他の接着樹脂層を有していてもよい。これにより、基体絶縁膜とこの基体絶縁膜上に形成される構造物との間の密着性を高め、配線基板の信頼性をより一層向上させることができる。
【００２２】
また、前記配線基板は、前記基体絶縁膜と前記上層配線との間に配置された１又は複数層の配線構造層を有し、前記配線構造層は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された中間配線と、この中間配線を覆うように形成されこの中間配線と前記上層配線とを相互に接続する他のヴィアホールが形成された中間絶縁膜と、を有することができる。これにより、配線基板を多層配線化することができる。なお、中間絶縁膜は、基体絶縁膜と同様な機械的性質を有することが好ましい。
【００２３】
本発明に係る更に他の配線基板は、ヴィアホールが形成された基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、前記基体絶縁膜と前記上層配線との間に配置された１又は複数層の配線構造層と、を有し、前記配線構造層は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された中間配線と、この中間配線を覆うように形成されこの中間配線と前記上層配線とを相互に接続する他のヴィアホールが形成された中間絶縁膜と、を有し、前記基体絶縁膜は膜厚が３乃至１００μｍであり、前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最上層に配置された中間絶縁膜は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下であることを特徴とする。
【００２４】
また、前記基体絶縁膜の下面には凹部が形成されており、前記下層配線は前記凹部に埋め込まれていることが好ましく、前記下層配線の下面は、前記基体絶縁膜の下面よりも０．５乃至１０μｍ上方に位置していることがより好ましい。これにより、下層配線にバンプを介して半導体デバイスを接続する際に、バンプの位置ずれ及び流動を防止することができる。
【００２５】
更に、前記配線基板は、前記基体絶縁膜の下方に形成され、前記下層配線の一部を覆うと共に残部を露出させる保護膜を有していてもよい。これにより、下層配線に半導体デバイスを接続した後、この半導体デバイスをモールディング樹脂により覆って半導体パッケージを形成する場合に、配線基板とモールディング樹脂との間の密着性を向上させることができる。また、半導体デバイスの作動に伴い、半導体デバイスと配線基板との間に発生する熱応力を緩和することができる。この結果、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。
【００２６】
本発明に係る半導体パッケージは、前記配線基板と、この配線基板に搭載された半導体デバイスと、を有することを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る基体絶縁膜は、配線基板に使用される基体絶縁膜において、支持基板に接着する接着樹脂層と、この接着樹脂層上に形成され、膜厚が１μｍ以上であり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁層と、を有し、全体の膜厚が３乃至１００μｍであることを特徴とする。
【００２８】
また、前記絶縁層が、ポリイミド、アラミド及び液晶ポリマーからなる群から選択された１種以上の樹脂から形成されていてもよい。
【００２９】
本発明に係る配線基板の製造方法は、支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍである基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記基体絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁材料を前記支持基板に被着させる工程を有することを特徴とする。
【００３０】
本発明においては、基体絶縁膜の膜厚を３乃至１００μｍとし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とすることにより、強度が高い配線基板を得ることができる。更に、比（ａ／ｂ）を４．５以下とすることにより、高温時の基体絶縁膜の破断強度を確保し、半導体デバイスの駆動により熱負荷が繰返し印加されても、基体絶縁膜にクラックが生じることがなく、信頼性が優れた配線基板を得ることができる。更にまた、支持基板上に下層配線、基体絶縁膜、上層配線を順次形成し、その後支持基板を除去することにより、薄い配線基板を平坦性よく形成することができる。更にまた、本発明においては、貫通スルーホールがない配線基板を形成することができ、貫通スルーホールに起因する問題を解消することができ、高速配線を設計することができる。
【００３１】
本発明に係る他の配線基板の製造方法は、支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍの基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記基体絶縁膜を形成する工程は、前記支持基板に接着する接着樹脂層を形成する工程と、この接着樹脂層上に膜厚が１μｍ以上の絶縁層を形成する工程と、を有し、前記絶縁層を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁材料を前記接着樹脂層に被着させる工程を有することを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る更に他の配線基板の製造方法は、支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍの基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に１又は複数層の配線構造層を形成する工程と、この配線構造層上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記配線構造層を形成する工程は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続されるように中間配線を形成する工程と、この中間配線を覆うように中間絶縁膜を形成する工程と、この中間絶縁膜における前記中間配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、を有し、前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最後に形成される中間絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁材料を前記基体絶縁膜又はより下層の他の中間絶縁膜に被着させる工程を有することを特徴とする。
【００３３】
また、前記支持基板上に下層配線を形成する工程の前に、前記支持基板上に膜厚が０．５乃至１０μｍのエッチング容易層を形成する工程を有し、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程の後に、前記エッチング容易層を除去する工程を有することが好ましい。これにより、基体絶縁膜の下面に凹部を形成し、この凹部に下層配線を埋め込むことができる。この結果、下層配線にバンプを介して半導体デバイスを接続する際に、バンプの位置ずれ及び流動を防止することができる。
【００３４】
又は、前記支持基板上に下層配線を形成する工程の前に、保護層を形成する工程を有し、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程の後に、前記保護層を選択的に除去して前記下層配線の少なくとも一部を露出させる工程を有していてもよい。これにより、基体絶縁膜の下方に下層配線の一部を覆うと共に残部を露出させる保護膜を形成することができる。この結果、下層配線に半導体デバイスを接続した後、この半導体デバイスをモールディング樹脂により覆って半導体パッケージを形成する場合に、配線基板とモールディング樹脂との間の密着性を向上させることができる。また、半導体デバイスの作動に伴い、半導体デバイスと配線基板との間に発生する熱応力を緩和することができる。これにより、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、基体絶縁膜として機械的特性の温度依存性が小さい絶縁膜を使用することにより、高速配線化及び高密度微細配線化が可能で、搭載した半導体デバイスの駆動により熱負荷が繰返し印加されても、基体絶縁膜又は半田ボール等にクラックが生じることがなく、信頼性が優れた配線基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る配線基板を示す断面図であり、図２は本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本実施形態に係る配線基板１３においては、基体絶縁膜７が設けられている。基体絶縁膜７の膜厚は３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破壊強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上である。また、基体絶縁膜７における温度が−６５℃のときの破断強度をａ（ＭＰａ）、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ（ＭＰａ）とするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であり、更に好ましくは２．５以下であり、例えば０．２２以上であり、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ（ＧＰａ）とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ（ＧＰａ）とするとき、破壊強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄは、比（ｃ／ｄ）が４．７以下であり、例えば０．２１以上であり、且つ、上記数式１を満たしている。基体絶縁膜７は、例えば、ポリイミド及び液晶ポリマーのような高耐熱性、高膜強度を有する樹脂であり、例えば日東電工製ＡＰ−６８３２Ｃ（商品名）、宇部興産製ユーピレックス−Ｓ（商品名）、ユーピレックス−ＲＮ（商品名）、東レ・デュポン製カプトン−Ｈ（商品名）、カプトン−Ｖ（商品名）、カプトン−ＥＮ（商品名）、クラレ製ベクスター（商品名）又は、ガラスクロス、アラミド繊維等の高強度、高弾性率且つ低誘電率な繊維材に樹脂を含侵したものであり、例えば、味の素ファインテクノ製ＡＢＦ−ＧＸ−１０３１（商品名）等のガラスクロス含浸エポキシ樹脂、又は新神戸電機製ＥＡ−５４１（商品名）等のアラミド不織布材である。
【００３８】
基体絶縁膜７の下面には凹部７ａが形成されており、凹部７ａ内には、配線本体６が形成されており、配線本体６の下方にはエッチングバリア層５が形成されている。このエッチングバリア層５及び配線本体６により下層配線が形成されており、この下層配線は凹部７ａ内に埋め込まれている。エッチングバリア層５の下面は露出しており、配線基板１３の下面の一部を構成している。配線本体６は例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ又はＰｄにより形成されており、その膜厚は例えば２乃至２０μｍである。エッチングバリア層５は例えばＮｉ，Ａｕ又はＰｄからなり、その膜厚は例えば０．１乃至７．０μｍである。エッチングバリア層５の下面は、基体絶縁膜７の下面よりも例えば０．５乃至１０μｍ上方の位置、即ち、凹部７ａにおける奥まった位置にある。
【００３９】
また、基体絶縁膜７における凹部７ａの直上域の一部には、ヴィアホール１０が形成されている。配線基板１３がＣＳＰ（チップサイズパッケージ）の半導体パッケージに使用される場合は、ヴィアホール１０の直径は例えば４０μｍであり、配線基板１３がＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）の半導体パッケージに使用される場合は、ヴィアホール１０の直径は例えば７５μｍである。更に、ヴィアホール１０内には導電材料が埋め込まれており、基体絶縁膜７上には上層配線１１が形成されている。ヴィアホール１０内の導電材料及び上層配線１１は一体的に形成されている。上層配線１１は膜厚が例えば２乃至２０μｍであり、ヴィアホール１０を介して下層配線に接続されている。更にまた、基体絶縁膜７上には、上層配線１１の一部を露出させ残部を覆うように、ソルダーレジスト１２が形成されている。ソルダーレジスト１２の膜厚は例えば５乃至４０μｍである。上層配線１１の露出部はパッド電極となる。
【００４０】
次に、本実施形態に係る半導体パッケージの構成について説明する。図２に示すように、本実施形態に係る半導体パッケージ１９においては、前述の配線基板１３におけるエッチングバリア層５に複数のバンプ１４が接続されている。そして、配線基板１３の下方には半導体デバイス１５が設けられており、半導体デバイス１５の電極（図示せず）はバンプ１４に接続されている。半導体デバイス１５は例えばＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit：大規模集積回路）である。また、配線基板１３と半導体デバイス１５との間におけるバンプ１４の周囲には、アンダーフィル１６が充填されている。一方、配線基板１３の上層配線１１の露出部、即ちパッド電極の一部には、半田ボール１８が搭載されている。半田ボール１８は上層配線１１、ヴィアホール１０（図１参照）、配線本体６及びエッチングバリア層５からなる下層配線、バンプ１４を介して、半導体デバイス１５の電極に接続されている。そして、この半導体パッケージ１９は、半田ボール１８を介して実装用ボード（図示せず）に実装される。
【００４１】
以下、本発明の各構成要件における数値限定理由について説明する。
【００４２】
基体絶縁膜の膜厚：３乃至１００μｍ
基体絶縁膜の膜厚が３μｍ未満であると、配線基板に必要とされる機械的特性が確保できない。一方、基体絶縁膜の膜厚が１００μｍを超えると、レーザ加工によるヴィアホールの加工性が著しく低下し、微細なヴィアホールを形成できなくなる。従って、基体絶縁膜の膜厚は３乃至１００μｍとする。
【００４３】
温度が２３℃のときの基体絶縁膜の破断強度：８０ＭＰａ以上
基体絶縁膜の破断強度が８０ＭＰａ未満であると、配線基板に必要とされる機械的特性が確保できない。従って、温度が２３℃のときの基体絶縁膜の破断強度は８０ＭＰａ以上とする。
【００４４】
基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値：４．５以下
前記比（ａ／ｂ）の値が４．５を超えると、基体絶縁膜の温度が上昇して高温（１５０℃）になったときの破断強度の低下が著しくなる。このため、低温（−６５℃）及び常温（２３℃）において、基体絶縁膜が十分な強度を有していたとしても、低温時と高温時での強度の変動が大きくなり、搭載した半導体デバイスから繰返し印加される熱応力に耐えられず、基体絶縁膜にクラックが発生する可能性が高くなる。従って、比（ａ／ｂ）の値は４．５以下とする。より好ましくは２．５以下である。一方、比（ａ／ｂ）の値の下限値については特に限定されないが、上限値（４．５）の逆数である０．２２以上であれば、クラックの発生を抑えることができると考えられる。但し、現時点では比（ａ／ｂ）の値が１．０未満になる樹脂材料は存在しておらず、実験での確認はできていない。
【００４５】
基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値：４．７以下、且つ、比（ａ／ｂ）の値との差の絶対値が０．８以下
図３は、横軸に基体絶縁膜の伸率をとり、縦軸に基体絶縁膜に印加する応力をとって、基体絶縁膜の応力−歪曲線を示すグラフ図である。図３に示す線５１は温度が−６５℃のときの基体絶縁膜の応力−歪曲線を示しており、破断強度はａである。また、線５１における伸率及び応力が０である部分の傾きは弾性率を示しており、その値はｃである。図３に示す線５２乃至５４は、温度が１５０℃のときの基体絶縁膜の応力−歪曲線を示しており、いずれも破断強度はｂである。そして、線５２は温度が１５０℃のときの弾性率ｄがｃに等しい場合を示し、線５３は温度が１５０℃のときの弾性率ｄが（ｃ／２）に等しい場合を示し、線５４は温度が１５０℃のときの弾性率ｄが（ｃ／３）に等しい場合を示す。
【００４６】
比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であり、温度が１５０℃のときの基体絶縁膜の破断強度が十分に高ければ、基体絶縁膜に熱応力が繰返し印加されてもクラックが発生し難く、配線基板の信頼性が高い。しかし、比（ａ／ｂ）の値が２．５より大きい場合は、基体絶縁膜におけるクラックの発生は、応力−歪曲線の積分値に依存する。この積分値は、基体絶縁膜にクラックが発生するまでにこの基体絶縁膜に印加される単位断面積当たりの仕事量を示しており、基体絶縁膜の耐力に相当する。従って、この積分値が大きいほど、基体絶縁膜にクラックが発生し難く、クラックに対する耐性が高い。線５２乃至５４の積分値を夫々Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４とすると、図３に示すように、弾性率ｄが小さいほど、即ち、比（ｃ／ｄ）の値が大きいほど、応力−歪曲線の積分値は大きく、Ｓ５２＜Ｓ５３＜Ｓ５４である。このため、クラックの発生の観点からは、（ｃ／ｄ）の値が大きいほど好ましく、（ｃ／ｄ）≧（ａ／ｂ）−０．８であることが好ましい。
【００４７】
しかしながら、比（ｃ／ｄ）の値が大き過ぎると、高温時の基体絶縁膜の剛性が低くなり、熱応力が印加されると過剰に変形するようになる。この結果、基体絶縁膜自体にはクラックは発生しないものの、配線基板に取り付けられた半田ボールがこの基体絶縁膜の変形に追従できずに、破損する可能性がある。従って、比（ｃ／ｄ）の値は４．７以下であることが好ましく、（ｃ／ｄ）≦（ａ／ｂ）＋０．８であることがより好ましい。即ち、比（ｃ／ｄ）の値と比（ａ／ｂ）の値の差の絶対値が０．８より大きいと、基体絶縁膜にクラックが生じやすくなるか、半田ボールが破損しやすくなる。従って、比（ｃ／ｄ）の値と比（ａ／ｂ）の値との差の絶対値は０．８以下であることが好ましい。
【００４８】
なお、温度が−６５℃のときの弾性率ｃが温度が１５０℃のときの弾性率をｄよりも小さい場合、即ち、比（ｃ／ｄ）の値が１．０未満になる場合は、比（ｃ／ｄ）の値は上限値（４．７）の逆数である０．２１以上であれば、半田ボールの破損を抑えることができると考えられる。但し、現時点では比（ｃ／ｄ）の値が１．０未満になる樹脂材料は存在しておらず、実験での確認はできていない。理想的には、温度が−６５℃の場合と１５０℃の場合とで物性が全く変化しない材料、即ち、比（ａ／ｂ）の値及び比（ｃ／ｄ）の値が共に１．０となる材料により基体絶縁膜を形成すれば、温度変化による物性の変化がなく、ヒートサイクルの影響を全く受けないことになるので、最高の信頼性を得ることができる。
【００４９】
温度が１５０℃のときの基体絶縁膜の弾性率：２．３ＧＰａ以上
前記弾性率を２．３ＧＰａ以上とすることにより、高温における基体絶縁膜の剛性が確保され、基体絶縁膜が、基体絶縁膜に加わる応力に対して過剰に変形することを防止できるため、配線基板に取り付けた半田ボールが破損することを防止できる。従って、温度が１５０℃のときの基体絶縁膜の弾性率は２．３ＧＰａ以上であることが好ましい。
【００５０】
下層配線の下面と基体絶縁膜の下面との間の距離：０．５乃至１０μｍ
下層配線の下面と基体絶縁膜の下面との間の距離が０．５μｍ未満であると、バンプの位置ずれを防止する効果が十分に得られない。一方、前記距離が１０μｍを超えると、配線基板に半導体デバイスを搭載する際に、基体絶縁膜と半導体デバイスとの間のギャップが小さくなる。このため、半導体デバイスを搭載した後にこのギャップにアンダーフィル樹脂を充填してアンダーフィルを設ける場合には、このギャップにアンダーフィル樹脂を流し込むことが困難になる。従って、前記距離は０．５乃至１０μｍであることが好ましい。
【００５１】
本実施形態の半導体パッケージ１９においては、半田ボール１８、上層配線１１、ヴィアホール１０、配線本体６及びエッチングバリア層５からなる下層配線、バンプ１４を介して、実装用ボード（図示せず）から半導体デバイス１５に電力が供給されると共に信号が入出力され、半導体デバイス１５が駆動する。このとき、半導体デバイス１５が発熱し、この熱が配線基板１３を介して実装用ボードに伝達する。このとき、半導体デバイス１５と実装用ボードとの間の熱膨張係数の違いにより、バンプ１４、配線基板１３及び半田ボール１８に熱応力が印加される。そして、半導体デバイス１５が動作と休止とを繰り返すことにより、バンプ１４、配線基板１３及び半田ボール１８には熱応力が繰返し印加される。
【００５２】
本実施形態においては、基体絶縁膜７の膜厚が３乃至１００μｍであり、２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であるため、配線基板１３の強度を確保できる。また、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であるため、高温時の破断強度を確保できる。更に、破断強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄの値が上記数式１を満たすため、基体絶縁膜７及び半田ボール１８の双方にクラックが発生し難い。このため、半導体デバイス１５が動作及び休止を繰り返すことにより、配線基板１３に熱応力が繰返し印加されても、基体絶縁膜７及び半田ボール１８にクラックが発生することがなく、配線基板１３及び半導体パッケージ１９の信頼性が高い。
【００５３】
また、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる下層配線が凹部７ａ内にあり、下層配線の下面が基体絶縁膜７の下面よりも０．５乃至１０μｍ上方にあるため、バンプ１４を接合する際に、バンプ１４の位置ずれ及び流動を防止することができる。このため、バンプ１４の接続信頼性が優れると共に、バンプ１４を微細なピッチで配設することができるため、集積度が高い半導体デバイス１５を搭載することができる。
【００５４】
更に、配線基板１３には貫通スルーホールを設けないため、貫通スルーホールに起因する問題、即ち、インピーダンスの制御が困難になったり、ループインダクタンスが増大したりする問題が発生せず、高速配線設計及び高集積微細配線設計を行うことができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては、アンダーフィル１６を省略してもよい。また、通常、フリップチップタイプの半導体パッケージにおいてはモールディングは不要であり、本実施形態においてもモールディングを設けていないが、半導体パッケージにより高度な耐湿信頼性が要求され、半導体デバイスの封止性（気密性）を高めたい場合、及び配線基板の薄さを補って半導体パッケージの機械的強度をより高めたい場合には、配線基板１３の下面に、アンダーフィル１６及び半導体デバイス１５を覆うように、モールディングを設けてもよい。
【００５６】
次に、本実施形態の変形例について説明する。図４は本変形例に係る半導体パッケージを示す断面図である。図４に示すように、本変形例に係る半導体パッケージにおいては、配線基板１３の両面に半導体デバイスが搭載されている。即ち、バンプ１４を介して下層配線に接続された半導体デバイス１５の他に、バンプ１４ａを介して上層配線１１に接続された半導体デバイス１５ａが設けられている。そして、半導体デバイス１５の電極の一部は、バンプ１４、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる下層配線、ヴィアホール１０、上層配線１１、バンプ１４ａを介して、半導体デバイス１５ａの電極（図示せず）に接続されている。本変形例における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。本変形例においては、これにより、１枚の配線基板１３に２個の半導体デバイスを搭載することができる。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本実施形態に係る配線基板を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態に係る配線基板１３ａにおいては、前述の第１の実施形態に係る配線基板１３（図１参照）と比較して、基体絶縁膜として、接着樹脂層９及び絶縁層８からなる２層膜が設けられている。接着樹脂層９は基体絶縁膜の下層をなしており、絶縁層８は基体絶縁膜の上層をなしている。
【００５８】
接着樹脂層９は、例えば温度が２３℃のときの破断強度が７０ＭＰａ以上であり、温度が２３℃のときの破断伸率が５％以上である材料からなる。接着樹脂層９を形成する材料には、耐熱性が高く、誘電率が低く、強度が高い樹脂が好ましい。このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、シアネート樹脂、熱可塑性ポリイミド等が好適である。エポキシ樹脂には、例えば、味の素ファインテクノ製ＡＢＦ−ＧＸ（商品名）、住友ベークライト製ＡＰＬ−４５０１（商品名）があり、シアネート樹脂には、例えば、住友ベークライト製ＬαＺ（商品名）があり、熱可塑性ポリイミドには、例えば、三井化学製ＴＰＩ（商品名）がある。また、特に誘電率が低く、誘電損失が低い樹脂として、ポリオレフィン、ビニル系樹脂等を挙げることができ、これらの樹脂は、高周波伝送用の基板の材料としてより好ましい。
【００５９】
絶縁層８は、膜厚が１μｍ以上、例えば３乃至５０μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上、例えば１００ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である。また、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、破断強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄは上記数式１を満たしている。更に、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上である。絶縁層８は、接着樹脂層９よりも強度が高い高強度材料からなり、接着樹脂層９を形成する材料が熱硬化性材料の場合はその硬化温度において、又、接着樹脂層９を形成する材料が熱可塑性材料の場合はその軟化温度において、軟化変形しない耐熱性材料であることが好ましい。絶縁層８には、例えばポリイミドフィルム、アラミドフィルム又は液晶フィルム等が好適である。ポリイミドフィルムには、全芳香族ポリイミド又は熱可塑性ポリイミドからなるフィルムがあり、例えば東レ・デュポン製カプトン（商品名）、宇部興産製ユーピレックス（商品名）がある。また、アラミドフィルムには例えば旭化成製アラミカ（商品名）があり、液晶フィルムには例えばクラレ製ベクスター（商品名）、ゴアテックス製ＢＩＡＣ（商品名）がある。
【００６０】
絶縁層８及び接着樹脂層９からなる基体絶縁膜の合計の膜厚は３乃至１００μｍであり、望ましくは５乃至８０μｍであり、更に望ましくは１０乃至５０μｍである。本実施形態の配線基板及び半導体パッケージにおける上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。以下、本発明の各構成要件における数値限定理由について説明する。なお、絶縁層の機械的特性の数値限定理由は、前述の第１の実施形態における基体絶縁膜の機械的特性の数値限定理由と同様である。
【００６１】
絶縁層の膜厚：１μｍ以上
絶縁層の膜厚が１μｍ以上であれば、仮に接着樹脂層においてクラックが発生しても、絶縁層においてこのクラックの進行を停止させることができる。一方、絶縁層の膜厚が１μｍ未満であると、このクラックの進行を停止させる効果が不十分となり、配線基板に必要とされる機械的特性が確保できない。従って、絶縁層の膜厚は１μｍ以上とする。
【００６２】
基体絶縁膜の膜厚：１００μｍ以下
基体絶縁膜の合計の膜厚が１００μｍを超えると、レーザ加工によるヴィアホールの加工性が著しく低下し、微細なヴィアホールを形成できなくなる。従って、基体絶縁膜の膜厚は１００μｍ以下とする。
【００６３】
本実施形態においては、絶縁層８の膜厚を１μｍ以上とし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とすることにより、配線基板１３ａに熱負荷が繰返し印加され、仮に接着樹脂層９にクラックが発生しても、このクラックの進行を絶縁層８において止めることができ、基体絶縁膜を貫通するクラックが発生することを防止できる。この結果、基体絶縁膜を貫通するクラックにより、基体絶縁膜内の配線が切断されたり、基体絶縁膜に接続されたバンプが破壊されたりすることを防止できる。また、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であり、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、破断強度ａ及びｂ並びに弾性率ｃ及びｄが上記数式１を満たし、温度が１５０℃のときの弾性率を２．３ＧＰａ以上とすることにより、基体絶縁膜内に発生する歪み応力を低減することができ、配線基板及び半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６４】
特に、絶縁層８をポリイミドにより形成する場合、ポリイミドは一般的な樹脂材料よりも強度が高いため、接着樹脂層９において発生したクラックの進行を止める効果が大きい。また、ポリイミドはエポキシ樹脂と比較して誘電率が低く、誘電損失が小さい絶縁材料であるため、高周波領域における使用に適した配線基板を得ることができる。また、絶縁層８を液晶ポリマーにより形成することにより、液晶ポリマーは分子オーダーの配向性を持つため、この配向性を制御することにより熱膨張係数を制御することができる。この結果、絶縁層８の熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に近づけたり、銅等からなる金属配線の熱膨張係数に近づけたりすることができる。絶縁層８の熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数に近づけることにより、半導体デバイスのシリコン基板との間の熱膨張差が小さくなり、熱応力を抑制することができる。また、液晶ポリマーは誘電率が低く、誘電損失が小さく、吸水率が小さいため、これらの点からも配線基板を形成する絶縁材料として好適である。
【００６５】
なお、絶縁層８と接着樹脂層９との界面は、必ずしも明確に存在する必要はない。即ち、基体絶縁膜は、絶縁層８と接着樹脂層９との間で組成が連続的に変化している傾斜材料等であってもよい。
【００６６】
次に、本実施形態の変形例について説明する。図６は本変形例に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。図６に示すように、本変形例においては、基体絶縁膜として、（接着樹脂層９／絶縁層８／接着樹脂層９）からなる３層膜が設けられている。即ち、１層の絶縁層８が設けられており、この絶縁層８を挟むように２層の接着樹脂層９が設けられている。そしてこの配線基板は、支持基板１上の形成され、その後支持基板１が除去されることにより作製される。この配線基板の詳細な製造方法は後述する。本変形例における上記以外の構成及び動作は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００６７】
本変形例においては、前述の第２の実施形態と比較して、基体絶縁膜と上層配線１１との間の密着性を向上させることができる。本変形例における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６８】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は本実施形態に係る配線基板を示す断面図であり、図８は本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【００６９】
図７に示すように、本実施形態に係る配線基板２１においては、基体絶縁膜７が設けられている。基体絶縁膜７の膜厚及び機械的特性は前述の第１の実施形態における基体絶縁膜７と同じである。基体絶縁膜７の下面には凹部７ａが形成されており、凹部７ａ内には、配線本体６が形成されており、配線本体６の下方にはエッチングバリア層５が形成されている。このエッチングバリア層５及び配線本体６により下層配線が形成されており、この下層配線は凹部７ａ内に埋め込まれている。エッチングバリア層５及び配線本体６の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７０】
また、基体絶縁膜７における凹部７ａの直上域の一部には、ヴィアホール１０が形成されている。更に、ヴィアホール１０内には導電材料が埋め込まれており、基体絶縁膜７上には中間配線２２が形成されている。ヴィアホール１０内の導電材料及び中間配線２２は一体的に形成されており、中間配線２２はヴィアホール１０を介して下層配線に接続されている。更にまた、基体絶縁膜７上には、中間配線２２を覆うように、最終絶縁膜２３が形成されており、最終絶縁膜２３における中間配線２２の直上域の一部には、ヴィアホール２４が形成されている。そして、ヴィアホール２４内には導電材料が埋め込まれており、最終絶縁膜２３上には、上層配線１１が形成されている。ヴィアホール２４内の導電材料及び上層配線１１は一体的に形成されており、上層配線１１はヴィアホール２４を介して中間配線２２に接続されている。更にまた、最終絶縁膜２３上には、上層配線１１の一部を露出させ残部を覆うように、ソルダーレジスト１２が形成されている。上層配線１１の露出部はパッド電極となる。なお、最終絶縁膜２３の膜厚及び機械的特性は、基体絶縁膜７の膜厚及び機械的特性と同様である。
【００７１】
次に、本実施形態に係る半導体パッケージの構成について説明する。図８に示すように、本実施形態に係る半導体パッケージ２５においては、前述の配線基板２１におけるエッチングバリア層５に複数のバンプ１４が接続されている。そして、配線基板２１の下方には半導体デバイス１５が設けられており、半導体デバイス１５の電極（図示せず）はバンプ１４に接続されている。また、配線基板２１と半導体デバイス１５との間におけるバンプ１４の周囲には、アンダーフィル１６が充填されている。一方、配線基板２１の上層配線１１の露出部、即ちパッド電極の一部には、半田ボール１８が搭載されている。半田ボール１８は上層配線１１、ヴィアホール２４、中間配線２２、ヴィアホール１０、配線本体６及びエッチングバリア層５からなる下層配線、バンプ１４を介して、半導体デバイス１５の電極に接続されている。本実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージにおける上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７２】
本実施形態においては、配線基板２１が、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３からなる２層構造となっているため、前述の第１の実施形態と比較して、半導体デバイス１５と半田ボール１８との間の応力緩和効果が大きい。また、配線基板２１を２層構造とすることにより、半導体デバイス１５に入出力する信号数を増加させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７３】
なお、本実施形態において、前述の第２の実施形態又はその変形例のように、基体絶縁膜７を接着樹脂層９及び絶縁層８により構成してもよい。この場合、接着樹脂層９及び絶縁層８の機械的特性は、第２の実施形態と同様である。
【００７４】
また、基体絶縁膜７の構成を、前述の第１の実施形態における基体絶縁膜と同様な構成、即ち、膜厚が３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である単層の絶縁膜とし、最終絶縁膜２３の構成を、前述の第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な構成、即ち、接着樹脂層及び絶縁層により構成し、接着樹脂層の機械的特性を、温度が２３℃のときの破断強度が７０ＭＰａ以上であり、温度が２３℃のときの破断伸率を５％以上とし、絶縁層の膜厚を３乃至５０μｍとし、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とし、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値を２．５以下としてもよい。
【００７５】
更に、本実施形態においては、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３の材質が、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質である例を示したが、本発明においては、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３のうち、いずれか一方の材質が、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質であれば、一定の効果が得られる。
【００７６】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図９は本実施形態に係る配線基板を示す断面図であり、図１０は本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【００７７】
図９に示すように、本実施形態に係る配線基板３１においては、基体絶縁膜７が設けられている。基体絶縁膜７の膜厚及び機械的特性は前述の第１の実施形態における基体絶縁膜７と同じである。基体絶縁膜７の下面には凹部７ａが形成されており、凹部７ａ内には、配線本体６が形成されており、配線本体６の下方にはエッチングバリア層５が形成されている。エッチングバリア層５及び配線本体６の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７８】
また、基体絶縁膜７における凹部７ａの直上域の一部には、ヴィアホール１０が形成されている。更に、ヴィアホール１０内には導電材料が埋め込まれており、基体絶縁膜７上には中間配線３２が形成されている。ヴィアホール１０内の導電材料及び中間配線３２は一体的に形成されており、中間配線３２はヴィアホール１０を介して下層配線に接続されている。更にまた、基体絶縁膜７上には、中間配線３２を覆うように、中間絶縁膜３３が形成されており、中間絶縁膜３３における中間配線３２の直上域の一部には、ヴィアホール３４が形成されている。そして、ヴィアホール３４内には導電材料が埋め込まれており、中間絶縁膜３３上には中間配線２２が形成されている。ヴィアホール３４内の導電材料及び中間配線２２は一体的に形成されており、中間配線２２はヴィアホール３４を介して中間配線３２に接続されている。
【００７９】
更に、中間絶縁膜３３上には、中間配線２２を覆うように、最終絶縁膜２３が形成されており、最終絶縁膜２３における中間配線２２の直上域の一部には、ヴィアホール２４が形成されている。そして、ヴィアホール２４内には導電材料が埋め込まれており、最終絶縁膜２３上には、上層配線１１が形成されている。ヴィアホール２４内の導電材料及び上層配線１１は一体的に形成されており、上層配線１１はヴィアホール２４を介して中間配線２２に接続されている。更にまた、最終絶縁膜２３上には、上層配線１１の一部を露出させ残部を覆うように、ソルダーレジスト１２が形成されている。上層配線１１の露出部はパッド電極となる。なお、最終絶縁膜２３の膜厚及び機械的特性は、基体絶縁膜７の膜厚及び機械的特性と同様である。
【００８０】
次に、本実施形態に係る半導体パッケージの構成について説明する。図１０に示すように、本実施形態に係る半導体パッケージ３５においては、前述の配線基板３１におけるエッチングバリア層５に複数のバンプ１４が接続されている。そして、配線基板３１の下方には半導体デバイス１５が設けられており、半導体デバイス１５の電極（図示せず）はバンプ１４に接続されている。また、配線基板３１と半導体デバイス１５との間におけるバンプ１４の周囲には、アンダーフィル１６が充填されている。一方、配線基板３１の上層配線１１の露出部、即ちパッド電極の一部には、半田ボール１８が搭載されている。半田ボール１８は上層配線１１、ヴィアホール２４、中間配線２２、ヴィアホール３４、中間配線３２、ヴィアホール１０、配線本体６及びエッチングバリア層５からなる下層配線、バンプ１４を介して、半導体デバイス１５の電極に接続されている。本実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージにおける上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８１】
本実施形態においては、配線基板３１が、基体絶縁膜７、中間絶縁膜３３、最終絶縁膜２３からなる３層構造となっているため、前述の第１及び第２の実施形態と比較して、半導体デバイス１５と半田ボール１８との間の応力緩和効果が大きい。また、配線基板３１を３層構造とすることにより、半導体デバイス１５に入出力する信号数を増加させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８２】
なお、本実施形態において、前述の第２の実施形態又はその変形例のように、基体絶縁膜７を接着樹脂層９及び絶縁層８により構成してもよい。この場合、接着樹脂層９及び絶縁層８の機械的特性は、第２の実施形態と同様である。
【００８３】
また、基体絶縁膜７の構成を、前述の第１の実施形態における基体絶縁膜と同様な構成、即ち、膜厚が３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である単層の絶縁膜とし、最終絶縁膜２３の構成を、前述の第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な構成としてもよい。
【００８４】
更に、本実施形態においては、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３の材質を、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質とする例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３に加えて、中間絶縁膜３３の材質を、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質としてもよい。これにより、より信頼性が高い配線基板及び半導体パッケージを得ることができる。又は、基体絶縁膜７及び最終絶縁膜２３のうち一方の材質を、前述の第１又は第２の実施形態における基体絶縁膜と同様な材質とすれば、コストを抑えつつ、一定の効果を得ることができる。
【００８５】
更にまた、前述の第３の実施形態においては、絶縁膜が２層設けられている配線基板を示し、本第４の実施形態においては、絶縁膜が３層設けられている配線基板を示したが、本発明はこれに限定されず、４層以上の絶縁膜が設けられている配線基板であってもよい。
【００８６】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１１（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る配線基板の製造方法及び構成をその工程順に示す断面図である。本実施形態に係る配線基板においては、基体絶縁膜７の下面と、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる下層配線の下面とが、同一平面を構成している。そして、基体絶縁膜７の下には保護膜４１が形成されている。保護膜４１は例えばエポキシ樹脂又はポリイミドからなり、その膜厚は例えば１乃至５０μｍである。保護膜４１には開口部であるエッチング部４２が形成されており、このエッチング部４２において下層配線の一部が露出している。即ち、保護膜４１は、エッチング部４２において下層配線の一部を露出させ、エッチング部４２以外の部分により下層配線の残部を覆うものである。なお、エッチング部４２はこの配線基板に半導体デバイスを搭載する際に、バンプ１４（図１参照）が接続される部分である。本実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの上記以外の構成及び動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８７】
本実施形態においては、保護膜４１を設けることにより、配線基板とアンダーフィル等の樹脂層との密着性を向上させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００８８】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図１２は本実施形態に係る配線基板を示す断面図である。図１２に示すように、本実施形態に係る配線基板は、前述の第５の実施形態に係る配線基板と比較して、保護膜４１（図１１参照）が省略されている。これにより、下層配線の下面は配線基板４３の下面から凹んでおらず、同一平面を構成している。本実施形態の配線基板における上記以外の構成は、前述の第５の実施形態と同様である。
【００８９】
本実施形態においては、前述の第５の実施形態と比較して、保護膜を省略しているため、コストを低減することができる。また、前述の第１の実施形態と比較しても、エッチング容易層４（図１３（ａ）参照）の形成を省略できるため、コストを低減することができる。半導体デバイス１５の電極の配設ピッチがそれほど微細ではなく、バンプ１４（図１参照）の配設密度が低く、バンプの位置決め精度がそれほど要求されない場合であって、モールディングを設けない場合、又はモールディングを設けても、モールディングと配線基板との密着性がそれほど要求されない場合には、コストの観点から、本実施形態に係る配線基板が適している。本実施形態に係る上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００９０】
次に、前述の各実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの製造方法について説明する。先ず、第１の実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの製造方法について説明する。図１３（ａ）乃至（ｅ）は本実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図であり、図１４（ａ）及び（ｂ）は本実施形態に係る半導体パッケージの製造方法をその工程順に示す断面図であり、（ｃ）はモールディングを設けた場合の半導体パッケージを示す断面図である。先ず、図１３（ａ）に示すように、金属又は合金、例えばＣｕからなる支持基板１を用意し、この支持基板１上にレジスト２を形成し、パターニングする。次に、例えばめっき法により、エッチング容易層４、エッチングバリア層５、配線本体６をこの順に形成する。このとき、支持基板１上におけるレジスト２が除去された領域には、エッチング容易層４、エッチングバリア層５、配線本体６からなる導体配線層３が形成されるが、レジスト２が残存している領域には、導体配線層３は形成されない。エッチング容易層４は例えばＣｕ単層のめっき層、Ｃｕ層及びＮｉ層からなる２層めっき層又はＮｉ単層のめっき層により形成し、厚さは例えば０．５乃至１０μｍとする。なお、前記２層めっき層におけるＮｉ層は、高温下においてエッチング容易層４のＣｕ層とエッチングバリア層５との拡散を防止するために設けるものであり、このＮｉ層の厚さは例えば０．１μｍ以上である。エッチングバリア層５は例えばＮｉ、Ａｕ又はＰｄめっき層であり、厚さは例えば０．１乃至７．０μｍとする。配線本体６は例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ又はＰｄ等の導体めっき層により形成し、厚さは例えば２乃至２０μｍとする。なお、エッチングバリア層５をＡｕにより形成する場合においても、配線本体６を形成するＣｕとの間の拡散を防止するために、エッチングバリア層５と配線本体６との間にＮｉ層を設けてもよい。
【００９１】
次に、図１３（ｂ）に示すように、レジスト２を除去する。次に、図１３（ｃ）に示すように、導体配線層３を覆うように基体絶縁膜７を形成する。基体絶縁膜７は、例えば、シート状の絶縁フィルムを支持基板１にラミネートするか、プレス法により支持基板１に貼付し、例えば１００乃至４００℃の温度に１０分乃至２時間保持する加熱処理を行い、絶縁フィルムを硬化させて形成する。加熱処理の温度及び時間は絶縁フィルムの種類に応じて適宜調整する。これにより、例えばアラミドからなる基体絶縁膜７を形成することができる。又は、基体絶縁膜７は、ワニス状の絶縁材料をスピンコート法、カーテンコート法又はダイコート法等の方法により支持基板１上に塗布し、オーブン又はホットプレート等により乾燥させた後、例えば１００乃至４００℃の温度に１０分乃至２時間保持する加熱処理を行って絶縁材料を硬化させて形成する。これにより、例えばポリイミドからなる基体絶縁膜７を形成することができる。そして、この基体絶縁膜７における導体配線層３の直上域の一部に、レーザ加工法によりヴィアホール１０を形成する。
【００９２】
次に、図１３（ｄ）に示すように、ヴィアホール１０内に導電材料を埋め込むと共に、基体絶縁膜７上に上層配線１１を形成する。このとき、上層配線１１はヴィアホール１０を介して配線本体６に接続される。配線基板１３がＣＳＰ（チップサイズパッケージ）の半導体パッケージに使用される場合は、ヴィアホール１０の直径は例えば４０μｍとし、配線基板１３がＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）の半導体パッケージに使用される場合は、ヴィアホール１０の直径は例えば７５μｍとする。ヴィアホール１０内に埋め込む導電材料及び上層配線１１は、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ又はＰｄ等の導体めっき層からなり、上層配線１１の厚さは例えば２乃至２０μｍとする。次に、上層配線１１の一部を覆い、残部を露出させるように、ソルダーレジスト１２を形成する。ソルダーレジスト１２の厚さは例えば５乃至４０μｍとする。なお、このソルダーレジスト１２の形成は省略することができる。
【００９３】
次に、図１３（ｅ）に示すように、化学的エッチング又は研磨により、支持基板１を除去する。次に、図１に示すように、エッチング容易層４をエッチングして除去する。これにより、図１に示す本実施形態に係る配線基板１３が形成される。このとき、支持基板１を形成する材料がエッチング容易層４を形成する材料と異なる場合、上述の如くエッチング工程が２回必要になるが、支持基板１とエッチング容易層４とが同じ材料により形成されている場合は、エッチング工程は１回でもよい。
【００９４】
次に、図１４（ａ）に示すように、エッチングバリア層５の露出部に複数のバンプ１４を接合する。そして、このバンプ１４を介して、配線基板１３にフリップチップ法により半導体デバイス１５を搭載する。このとき、半導体デバイス１５の電極（図示せず）が、バンプ１４に接続されるようにする。
【００９５】
次に、図１４（ｂ）に示すように、配線基板１３と半導体デバイス１５との間にアンダーフィル１６を流し込み、固体化させる。これにより、バンプ１４がアンダーフィル１６に埋め込まれる。なお、アンダーフィル１６の形成は省略してもよい。また、図１４（ｃ）に示すように、配線基板１３の下面において、アンダーフィル１６及び半導体デバイス１５を覆うように、適宜モールディング１７を形成してもよい。
【００９６】
次に、図２に示すように、配線基板１３の上層配線１１の露出部に、半田ボール１８を搭載する。これにより、図２に示す本実施形態に係る半導体パッケージ１９が形成される。
【００９７】
本実施形態においては、例えばＣｕからなる硬質な支持基板１上に、導体配線層３、基体絶縁膜７、上層配線１１等を形成するため、配線基板１３の平坦度を高めることができる。
【００９８】
なお、本実施形態においては、支持基板１として金属又は合金からなる基板を使用する例を示したが、支持基板１としてシリコンウエハ、ガラス、セラミック、樹脂等の絶縁体からなる基板を使用してもよい。絶縁体からなる基板を使用する場合には、レジスト２を形成した後に無電解めっき法により導体配線層３を形成するか、又は、レジスト２を形成した後に、無電解めっき法、スパッタリング法、蒸着法等の方法により給電導体層を形成し、その後、電解めっき法により導体配線層３を形成すればよい。
【００９９】
また、本実施形態においては、半導体デバイス１５を配線基板１３にプリップチップ法により搭載する例を示したが、半導体デバイス１５はワイヤボンディング法、テープオートメッドボンディング法等の他の方法により配線基板１３に搭載してもよい。
【０１００】
次に、第２の実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図１５は本実施形態に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。図１３（ａ）及び（ｂ）に示す方法により、支持基板１上にエッチング容易層４、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる導体配線層３を形成する。
【０１０１】
その後、図１５に示すように、支持基板１上の導体配線層３を覆うように、接着樹脂層９及び絶縁層８からなる基体絶縁膜を形成する。このとき、支持基板１上に接着樹脂層９と絶縁層８とを一括で積層し基体絶縁膜を形成することもできるが、それ以外にも、接着樹脂層９と絶縁層８とをあらかじめ相互に貼り合わせることにより基体絶縁膜を形成し、その後、この基体絶縁膜を支持基板１上に積層してもよく、又は、あらかじめ支持基板１上に接着樹脂層９を積層した後、この接着樹脂層９上に絶縁層８を積層して基体絶縁膜を形成してもよい。これらの場合において、接着樹脂層９が熱硬化性樹脂からなる場合は、この熱硬化性樹脂からなる接着樹脂層９をラミネート又は塗布により絶縁層８又は支持基板１上に積層し、半硬化状態とし、その後、支持基板１又は絶縁層８と積層した後、１００乃至４００℃の温度に１０分乃至数時間保持することで熱硬化性樹脂からなる接着樹脂層９を硬化させる。また、接着樹脂層９が熱可塑性樹脂からなる場合は、この熱可塑性樹脂からなる接着樹脂層９を加熱して軟化させた状態で絶縁層８又は支持基板１と積層する。このような方法により、支持基板１上に基体絶縁膜が形成される。
【０１０２】
このとき、絶縁層８の材料には、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であり、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値が４．７以下であり、ａ乃至ｄの値が上記数式１を満たす絶縁材料を使用する。
【０１０３】
次に、接着樹脂層９及び絶縁層８からなる基体絶縁膜にレーザ加工によりヴィアホール１０を形成する。配線基板１３ａ（図５参照）の製造方法における以後の工程は、図１３（ｄ）及び（ｅ）に示す工程と同様である。これにより、図５に示す第２の実施形態の配線基板１３ａが作製される。また、本実施形態の半導体パッケージの製造方法は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示す工程と同様である。
【０１０４】
本実施形態においては、基体絶縁膜中に接着樹脂層９を設けることにより、支持基板１と基体絶縁膜との間の密着性を良好にすることができる。これにより、絶縁層８の材料として支持基板１との密着性が低い材料を使用することができる。即ち、前述の第１の実施形態においては、基体絶縁膜７の材料には、所定の機械的特性を有すると共に、支持基板１との密着性が良好な材料を選択する必要がある。これに対して、本実施形態においては、絶縁層８が必要な機械的特性を担い、接着樹脂層９が支持基板１との間の密着性を担うことができるため、基体絶縁膜を形成する材料の選択肢を広げることができる。この結果、基体絶縁膜をより高性能化するか、より低コスト化することができる。なお、このような絶縁層８としては、例えば、液晶ポリマー及びポリイミドが挙げられる。
【０１０５】
また、従来、エポキシ樹脂のみからなる基体絶縁膜が使用されてきたが、エポキシ樹脂は伸びが小さく脆いため、取り扱いが難しい。このため、一般に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を支持基体としてこの上にエポキシ樹脂からなるフィルムを形成し、基体絶縁膜として使用する際にこの支持基体をエポキシ樹脂フィルムから剥がしている。このため、配線基板を形成する際に、このエポキシ樹脂フィルムから支持基体を剥がす工程が必要になる。また、エポキシ樹脂のみからなる基体絶縁膜は、クラックが発生しやすく、熱応力に対する耐性が低い。これに対して、本実施形態の方法によれば、高強度材料からなる絶縁層８が、接着樹脂層９としてのエポキシフィルムの支持基体を兼ねるため、支持基体を剥がす工程が不要になる。また、絶縁層８がクラックの進行を防ぐ役割を果たすため、熱応力に対する耐性が高い基体絶縁膜を得ることができる。
【０１０６】
次に、第２の実施形態の変形例に係る配線基板の製造方法について説明する。本変形例においては、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す方法により、支持基板１上に導体配線層３を形成する。その後、図６に示すように、導体配線層３を覆うように、（接着樹脂層９／絶縁層８／接着樹脂層９）の３層膜からなる基体絶縁膜を形成する。本変形例における上記以外の製造方法は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１０７】
次に、第３の実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの製造方法について説明する。図１６（ａ）乃至（ｄ）は本実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図１３（ａ）乃至（ｃ）に示す方法により、支持基板１上にエッチング容易層４、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる導体配線層３を形成し、この導体配線層３を覆うように基体絶縁膜７を形成し、この基体絶縁膜７にヴィアホール１０を形成する。
【０１０８】
次に、図１６（ａ）に示すように、ヴィアホール１０内に導電材料を埋め込むと共に、基体絶縁膜７上に中間配線２２を形成する。このとき、中間配線２２はヴィアホール１０を介して配線本体６に接続される。次に、図１６（ｂ）に示すように、中間配線２２を覆うように、最終絶縁膜２３を形成する。最終絶縁膜２３の形成方法は、例えば、基体絶縁膜７の形成方法と同様である。そして、最終絶縁膜２３における中間配線２２の直上域の一部に、ヴィアホール２４を形成する。
【０１０９】
次に、図１６（ｃ）に示すように、ヴィアホール２４内に導電材料を埋め込むと共に、最終絶縁膜２３上に、上層配線１１を形成する。このとき、上層配線１１はヴィアホール２４を介して中間配線２２に接続されるようにする。次に、上層配線１１の一部を覆い、残部を露出させるように、ソルダーレジスト１２を形成する。次に、図１６（ｄ）に示すように、化学的エッチング又は研磨により、支持基板１を除去する。
【０１１０】
次に、図７に示すように、エッチング容易層４をエッチングして除去する。これにより、図７に示す本実施形態に係る配線基板２１が形成される。
【０１１１】
次に、図８に示すように、エッチングバリア層５の露出部に複数のバンプ１４を接合する。そして、このバンプ１４を介して、配線基板２１にフリップチップ法により半導体デバイス１５を搭載する。このとき、半導体デバイス１５の電極（図示せず）が、バンプ１４に接続されるようにする。次に、配線基板２１と半導体デバイス１５との間にアンダーフィル１６を流し込み、固体化させる。これにより、バンプ１４がアンダーフィル１６に埋め込まれる。次に、配線基板２１の上層配線１１の露出部に、半田ボール１８を搭載する。これにより、図８に示す本実施形態に係る半導体パッケージ２５が形成される。なお、前述の第１及び第２の実施形態と同様に、アンダーフィル１６の形成は省略してもよい。又は、配線基板２１の下面において、アンダーフィル１６及び半導体デバイス１５を覆うように、モールディングを形成してもよい。
【０１１２】
次に、第４の実施形態に係る配線基板及び半導体パッケージの製造方法について説明する。図１７（ａ）乃至（ｄ）は本実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図１３（ａ）乃至（ｃ）に示す方法により、支持基板１上に導体配線層３を形成し、この導体配線層３を覆うように基体絶縁膜７を形成し、この基体絶縁膜７にヴィアホール１０を形成する。
【０１１３】
次に、図１７（ａ）に示すように、ヴィアホール１０内に導電材料を埋め込むと共に、基体絶縁膜７上に中間配線３２を形成する。このとき、中間配線３２はヴィアホール１０を介して配線本体６に接続される。次に、図１７（ｂ）に示すように、中間配線３２を覆うように、中間絶縁膜３３を形成する。そして、中間絶縁膜３３における中間配線３２の直上域の一部に、ヴィアホール３４を形成する。次に、ヴィアホール３４内に導電材料を埋め込むと共に、中間絶縁膜３３上に中間配線２２を形成する。中間配線２２は、ヴィアホール３４を介して中間配線３２に接続されるようにする。
【０１１４】
次に、図１７（ｃ）に示すように、中間配線２２を覆うように最終絶縁膜２３を形成する。そして、最終絶縁膜２３における中間配線２２の直上域の一部に、ヴィアホール２４を形成する。
【０１１５】
次に、図１７（ｄ）に示すように、ヴィアホール２４内に導電材料を埋め込むと共に、最終絶縁膜２３上に上層配線１１を形成する。このとき、上層配線１１はヴィアホール２４を介して中間配線２２に接続されるようにする。次に、上層配線１１の一部を覆い、残部を露出させるように、ソルダーレジスト１２を形成する。
【０１１６】
次に、図９に示すように、化学的エッチング又は研磨により、支持基板１を除去する。そして、エッチング容易層４をエッチングして除去する。これにより、図９に示す本実施形態に係る配線基板３１が形成される。
【０１１７】
次に、図１０に示すように、エッチングバリア層５の露出部に複数のバンプ１４を接合する。そして、このバンプ１４を介して、配線基板３１にフリップチップ法により半導体デバイス１５を搭載する。このとき、半導体デバイス１５の電極（図示せず）が、バンプ１４に接続されるようにする。次に、配線基板３１と半導体デバイス１５との間にアンダーフィル１６を流し込み、固体化させる。これにより、バンプ１４がアンダーフィル１６に埋め込まれる。次に、配線基板３１の上層配線１１の露出部に、半田ボール１８を搭載する。これにより、図１０に示す本実施形態に係る半導体パッケージ３５が形成される。
【０１１８】
次に、第５の実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。先ず、図１１（ａ）に示すように、保護膜４１を支持基板１上の全面に、例えば、ラミネート又はプレス法により貼り付ける。次に、例えば１００乃至４００℃の温度に１０分乃至２時間保持する加熱処理を行い、保護膜４１を硬化させる。この加熱処理の温度及び時間は、保護膜４１を形成する材料により適宜調節する。保護膜４１の膜厚は例えば１乃至５０μｍである。
【０１１９】
次に、保護膜４１上にレジスト（図示せず）を形成してパターニングし、このレジストが除去された領域に、エッチングバリア層５及び配線本体６からなる下層配線を形成する。そして、この下層配線を覆うように基体絶縁膜７を形成し、この基体絶縁膜７にヴィアホール１０を形成し、ヴィアホール１０内に導電材料を埋め込むと共に基体絶縁膜７上に上層配線１１を形成する。次に、上層配線１１の一部を覆うようにソルダーレジスト１２を形成する。
【０１２０】
次に、図１１（ｂ）に示すように、支持基板１を除去する。次に、図１１（ｃ）に示すように、保護膜４１をエッチングして選択的に除去し、保護膜４１を除去したエッチング部４２において、下層配線を露出させる。これにより、本実施形態に係る配線基板が形成される。そして、エッチング部４２にバンプ１４（図１参照）を取り付けて半導体デバイス１５（図１参照）を搭載し、配線基板と半導体デバイス１５との間にアンダーフィル１６（図１参照）を充填する。また、半田ボール１８（図１参照）を上層配線１１に接続する。これにより、本実施形態に係る半導体パッケージが形成される。本実施形態の配線基板及び半導体パッケージにおける上記以外の製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。
【０１２１】
なお、前述の各実施形態においては、最終的に支持基板１を除去する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、支持基板１の一部のみを除去して残部を残してもよく、この支持基板１の残部を例えばスティフナとして使用してもよい。また、支持基板１を一旦全て除去した後、改めてスティフナを配線基板に取り付けてもよい。
【０１２２】
以上、本発明の配線基板、その製造方法、基体絶縁膜及び半導体パッケージの各実施形態について、図面を参照して説明したが、本発明の具体的な構成は前述の第１乃至第６の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計の変更が可能である。
【実施例】
【０１２３】
以下、本発明の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。図１８（ａ）及び（ｂ）は、評価試験用サンプルの形状を示す顕微鏡写真であり、（ａ）はＣＳＰ（チップサイズパッケージ）サンプルを示し、（ｂ）はＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）サンプルを示す。また、図１９及び図２０（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例Ｎｏ．５のＦＣＢＧＡサンプルにおいて、クラックの進行が絶縁層で停止している様子を示す顕微鏡写真である。更に、図２１（ａ）及び（ｂ）はオープンとなったサンプルの不良部分を示す顕微鏡写真であり、（ａ）は樹脂クラックを示し、（ｂ）は半田ボールクラックを示す。
【０１２４】
図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、前述の第１、第２及び第４の実施形態に示す方法により、絶縁膜が１層又は３層である配線基板を作製した。次に、この配線基板に半導体デバイスとしてのＬＳＩ及び半田ボールを搭載し、ＣＳＰ及びＦＣＢＧＡの２種類の半導体パッケージを作製した。そして、この半導体パッケージの一部を実装用ボードに搭載し、ボード実装したサンプルを作製した。以下、ＣＳＰの半導体パッケージ単体又はこれをボード実装したサンプルをＣＳＰサンプルといい、ＦＣＢＧＡの半導体パッケージ単体又はこれをボード実装したサンプルをＦＣＢＧＡサンプルという。このＣＳＰサンプル及びＦＣＢＧＡサンプルの構成を表１に示す。なお、ＣＳＰサンプルに搭載する絶縁層が１層の配線基板については、基体絶縁膜を構成する樹脂の種類をサンプル間で相互に異ならせ、ＦＣＢＧＡサンプルに搭載する絶縁層が３層（基体絶縁膜、中間絶縁膜、最終絶縁膜）の配線基板については、前記３層の絶縁膜を形成する樹脂の種類をサンプル間で相互に異ならせた。
【０１２５】
図１８（ａ）に示すように、ＣＳＰサンプルにおいては、配線基板５５にＬＳＩ５６が搭載されており、モールディング５７により封止されている。配線基板５５とＬＳＩ５６とはワイヤボンディングにより相互に接続されており、マウント材（ダイアタッチ材）により相互に固定されている。このため、アンダーフィルは設けられていない。また、配線基板５５には半田ボール５８が接続されている。配線基板５５は、図２に示す半導体パッケージ１９と同様に、絶縁膜が単層である配線基板であり、絶縁膜として基体絶縁膜が設けられている。
【０１２６】
また、図１８（ｂ）に示すように、ＦＣＢＧＡサンプルにおいては、配線基板５９にＬＳＩ６０が搭載されている。配線基板５９とＬＳＩ６０との間及びＬＳＩ６０の側部にはアンダーフィル６６が設けられており、配線基板５９上におけるＬＳＩ６０の両側にはスティフナ６７が搭載されている。また、ＬＳＩ６０上には熱伝導ペースト等からなる放熱シート６８が設けられており、この放熱シート６８及びスティフナ６７上には銅からなるヒートシンク６９が設けられている。更に、配線基板５９には半田ボール５８が接続されている。配線基板５９は、図１０に示す半導体パッケージ３５と同様に、絶縁膜が３層、即ち、基体絶縁膜、中間絶縁膜及び最終絶縁膜が設けられた配線基板である。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
次に、表１に示すサンプルにおける絶縁膜の機械的特性、即ち、破断強度、弾性率及び破断伸率を測定した。測定は、絶縁膜のフィルムを幅が１ｃｍの短冊状に切り出し、「ＪＰＣＡ規格 ビルトアップ配線板 ＪＰＣＡ−ＢＵ０１ ４．２節」に準拠して引張試験を行い、測定した。測定温度は−６５℃、２３℃、１５０℃の３水準とした。この測定結果を表２に示す。なお、表２に示す絶縁膜の樹脂の種類において、「Ｐ」はポリイミドを示し、「Ａ」はアラミドを示し、「Ｌ」は液晶ポリマーを示し、「Ｅ」はエポキシを示し、「Ｆ」は多孔質フッ素樹脂を示す。また、「＋ｊ」とは絶縁膜の他に１層又は２層の接着樹脂層が設けられていることを示す。
【０１２９】
また、表２に示す機械的特性値に基づいて、その温度依存性を算出した。即ち、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値を算出し、また、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値を算出し、更に、｜ｃ／ｄ−ａ／ｂ｜の値を算出した。この算出結果を表３に示す。
【０１３０】
更に、表２に示すサンプルの熱応力耐久性を評価した。熱応力耐久性の評価は、半導体パッケージ単体及びボード実装サンプルについて行った。ＣＳＰサンプルの単体サンプルについては、−６５℃の温度に３０分間保持した後、＋１５０℃の温度に３０分間保持する基本サイクルを所定の回数繰り返すヒートサイクルを印加した。また、他のサンプル、即ち、ＣＳＰサンプルのボード実装サンプル並びにＦＣＢＧＡサンプルの単体サンプル及びボード実装サンプルについては、−４０℃の温度に３０分間保持した後、＋１２５℃の温度に３０分間保持する基本サイクルを所定の回数繰り返すヒートサイクルを印加した。そして、各サンプルにおいて電気的接続オープン、即ち断線が発生するサイクル数を評価した。低温（−６５℃又は−４０℃）から高温（＋１５０℃又は＋１２５℃）へ移行する移行時間及び高温から低温へ移行する移行時間は、ヒートサイクル試験機の能力及びサンプルの熱容量により異なるため、適宜調整した。
【０１３１】
なお、半導体デバイスの熱応力耐久性を評価する際に、実使用条件（２５〜７０℃）でヒートサイクル試験を行うと、試験に長時間を要してしまう。このため、サンプルに（−６５〜１５０℃）、又は（−４０〜１２５℃）のヒートサイクルを印加し、加速試験を行う。温度サイクル試験加速性に関するＥＩＡＪ−ＥＴ−７４０４（１９９９年４月制定）に示されているＣｏｆｆｉｎ−Ｍａｎｓｏｎの式により求められた値を参照すると、例えば（−４０〜１２５℃）のヒートサイクルは、実使用条件（２５〜７０℃、１サイクル／日）に対して５．７倍の加速性がある。このため、（−４０〜１２５℃）における６００サイクルは、実使用条件で約１０年間に相当する。
【０１３２】
熱応力耐久性試験の評価結果を表３に示す。なお、表３において、「樹脂クラック」とは絶縁膜の樹脂部分にクラックが発生したことを示し、「半田クラック」とは半田ボールにクラックが発生したことを示す。また、「１０００超」及び「５００超」とは、夫々１０００サイクル及び５００サイクルのヒートサイクル後においても、オープン状態とならなかったことを示す。
【０１３３】
【表２】
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
表２及び表３に示すＮｏ．１乃至１３は本発明の実施例である。実施例Ｎｏ．１乃至１３は、絶縁膜が単層である場合（実施例Ｎｏ．１、３、７乃至１３）においては、この絶縁膜の膜厚が３乃至１００μｍであり、２３℃における破断強度が８０ＭＰａ以上であり、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であり、｜ｃ／ｄ−ａ／ｂ｜の値が０．８以下であるため、絶縁膜又は半田ボールにクラックが発生してオープンとなるまでのサイクル数が、ＣＳＰサンプルについては１０００サイクル以上であり、ＦＣＢＧＡサンプルについても５００サイクルのヒートサイクルを印加してもオープンにならず、熱応力耐久性が優れていた。また、絶縁膜が絶縁層及び接着樹脂層からなる場合（実施例Ｎｏ．２、４、５、６）においては、絶縁膜の膜厚が３乃至１００μｍであり、絶縁層について、２３℃における破断強度が８０ＭＰａ以上であり、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であり、｜ｃ／ｄ−ａ／ｂ｜の値が０．８以下であるため、絶縁膜又は半田ボールにクラックが発生してオープンとなるまでのサイクル数が、ＣＳＰサンプルについては１０００サイクル以上であり、ＦＣＢＧＡサンプルについても５００サイクルのヒートサイクルを印加してもオープンにならず、熱応力耐久性が優れていた。
【０１３６】
特に、実施例Ｎｏ．１乃至１１においては、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であるため、ＣＳＰ単体サンプルに１０００サイクルのヒートサイクルを印加してもオープンにならず、熱応力耐久性が極めて優れていた。
【０１３７】
図１９及び図２０（ａ）乃至（ｃ）に示すように、実施例Ｎｏ．５のＦＣＢＧＡサンプルにおいては、絶縁膜が、絶縁層としてのアラミドフィルム６１を、接着樹脂層としての２層のエポキシフィルム６２が挟んだ構成になっている。そして、ヒートサイクルを１０００サイクル印加した後のＦＣＢＧＡサンプルにおいては、熱応力によりエポキシフィルム６２にはクラック６３が発生している。しかし、このクラック６３はアラミドフィルム６１により進行が妨げられており、絶縁膜全体の破断には到らなかった。このため、配線基板内で断線が発生してオープン状態になることはなかった。
【０１３８】
これに対して、表２及び表３に示すＮｏ．１４乃至１７は比較例である。比較例Ｎｏ．１４乃至１７は比（ａ／ｂ）の値が４．５より大きく、｜ｃ／ｄ−ａ／ｂ｜の値が０．８より大きかったため、機械的特性の温度依存性が大きかった。このため、熱応力耐久性が劣っていた。
【０１３９】
図２１（ａ）に示すように、比較例Ｎｏ．１４乃至１７の樹脂クラックが発生したサンプルにおいては、基体絶縁膜７においてクラック６４が発生し、このクラック６４が上層配線１１を断線させている。これにより、配線基板１３がオープン状態となった。また、図２１（ｂ）に示すように、比較例Ｎｏ．１４乃至１７の半田クラックが発生したサンプルにおいては、半田ボール１８にクラック６５が発生した。これにより、配線基板３１がオープン状態となった。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図３】横軸に基体絶縁膜の伸率をとり、縦軸に基体絶縁膜に印加する応力をとって、基体絶縁膜の応力−歪曲線を示すグラフ図である。
【図４】本実施形態の変形例に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図６】本実施形態の変形例に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図８】本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図１０】本実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
【図１１】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第５の実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る配線基板を示す断面図である。
【図１３】（ａ）乃至（ｅ）は第１の実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は第１の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法をその工程順に示す断面図であり、（ｃ）はモールディングを設けた場合の半導体パッケージを示す断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図１６】（ａ）乃至（ｄ）は第３の実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１７】（ａ）乃至（ｄ）は第４の実施形態に係る配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図１８】図（ａ）及び（ｂ）は、評価試験用サンプルの形状を示す図面代用写真であり、（ａ）はＣＳＰ（チップサイズパッケージ）サンプルを示し、（ｂ）はＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）サンプルを示す（光学顕微鏡写真）。
【図１９】本発明の実施例Ｎｏ．５のＦＣＢＧＡサンプルにおいて、クラックの進行が絶縁層で停止している様子を示す図面代用写真である（光学顕微鏡写真）。
【図２０】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例Ｎｏ．５のＦＣＢＧＡサンプルにおいて、クラックの進行が絶縁層で停止している様子を示す図面代用写真である（光学顕微鏡写真）。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）はオープンとなったサンプルの不良部分を示す図面代用写真であり、（ａ）は樹脂クラックを示し、（ｂ）は半田ボールクラックを示す。（光学顕微鏡写真）
【図２２】従来のビルトアッププリント基板を示す断面図である。
【図２３】（ａ）乃至（ｃ）は、この従来のプリント基板の形成方法をその工程順に示す断面図である。
【図２４】（ａ）及び（ｂ）は、他の従来の配線基板の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１；支持基板
２；レジスト
３；導体配線層
４；エッチング容易層
５；エッチングバリア層
６；配線本体
７；基体絶縁膜
７ａ；凹部
８；絶縁層
９；接着樹脂層
１０；ヴィアホール
１１；上層配線
１２；ソルダーレジスト
１３、１３ａ；配線基板
１４、１４ａ；バンプ
１５、１５ａ；半導体デバイス
１６；アンダーフィル
１７；モールディング
１８；半田ボール
１９；半導体パッケージ
２１；配線基板
２２；中間配線
２３；最終絶縁膜
２４；ヴィアホール
２５；半導体パッケージ
３１；配線基板
３２；中間配線
３３；中間絶縁膜
３４；ヴィアホール
３５；半導体パッケージ
４１；保護膜
４２；エッチング部
４３；配線基板
５１乃至５３；応力−歪曲線
５５、５９；配線基板
５６、６０；ＬＳＩ
５７；モールディング
５８；半田ボール
６１；アラミドフィルム
６２；エポキシフィルム
６３、６４、６５；クラック
６６；アンダーフィル
６７；スティフナ
６８；放熱シート
６９；ヒートシンク
７１；貫通スルーホール
７２；導体配線
７３；ベースコア基板
７４；ヴィアホール
７５；層間絶縁膜
７６；導体配線
８１；導体配線
８２；プリプレグ
８３；スルーホール
８４；導体ペースト
８５；プリント基板
８６；ランドパターン
９１；支持板
９２；導体配線
９３；層間絶縁膜
９４；ヴィアホール
９５；導体配線
９６；支持体
９７；配線基板
Ｓ５１乃至Ｓ５３；応力−歪曲線の積分値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヴィアホールが形成された基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、を有し、前記基体絶縁膜は、膜厚が３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値が４．７以下であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記比（ａ／ｂ）の値が２．５より大きく４．５以下であり、前記基体絶縁膜における温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、前記ａ乃至ｄが下記数式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項５】
前記基体絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項６】
ヴィアホールが形成され膜厚が３乃至１００μｍである基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、を有し、前記基体絶縁膜は、支持基板に接着する接着樹脂層と、この接着樹脂層上に形成され、膜厚が１μｍ以上であり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁層と、を有することを特徴とする配線基板。
【請求項７】
前記基体絶縁膜が、前記絶縁層上に形成された他の接着樹脂層を有することを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記基体絶縁膜と前記上層配線との間に配置された１又は複数層の配線構造層を有し、前記配線構造層は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された中間配線と、この中間配線を覆うように形成されこの中間配線と前記上層配線とを相互に接続する他のヴィアホールが形成された中間絶縁膜と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項９】
前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最上層に配置された中間絶縁膜は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下であることを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
【請求項１０】
ヴィアホールが形成された基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、前記基体絶縁膜と前記上層配線との間に配置された１又は複数層の配線構造層と、を有し、前記配線構造層は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された中間配線と、この中間配線を覆うように形成されこの中間配線と前記上層配線とを相互に接続する他のヴィアホールが形成された中間絶縁膜と、を有し、前記基体絶縁膜は膜厚が３乃至１００μｍであり、前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最上層に配置された中間絶縁膜は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項１１】
前記中間絶縁膜のうち全ての中間絶縁膜が、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１２】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下である中間絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ１とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ１とするとき、比（ｃ１／ｄ１）の値が４．７以下であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１３】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が２．５以下であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１４】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が２．５より大きく４．５以下であり、前記比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下である中間絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ１とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ１とするとき、前記ａ１乃至ｄ１が下記数式を満たすことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下である中間絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記基体絶縁膜の下面には凹部が形成されており、前記下層配線は前記凹部に埋め込まれていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記下層配線の下面は、前記基体絶縁膜の下面よりも０．５乃至１０μｍ上方に位置していることを特徴とする請求項１６に記載の配線基板。
【請求項１８】
前記基体絶縁膜の下面と前記下層配線の下面とが、同一平面をなしていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記基体絶縁膜の下方に形成され、前記下層配線の一部を覆うと共に残部を露出させる保護膜を有することを特徴とする請求項１８に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記上層配線の一部を覆い、残部を露出させるソルダーレジスト層を有することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項２１】
請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の配線基板と、この配線基板に搭載された半導体デバイスと、を有することを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２２】
配線基板に使用される基体絶縁膜において、支持基板に接着する接着樹脂層と、この接着樹脂層上に形成され、膜厚が１μｍ以上であり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁層と、を有し、全体の膜厚が３乃至１００μｍであることを特徴とする基体絶縁膜。
【請求項２３】
前記絶縁層における温度が２３℃のときの破断強度が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項２２に記載の基体絶縁膜。
【請求項２４】
前記絶縁層における温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、前記ａ乃至ｄが下記数式を満たすことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の基体絶縁膜。
【請求項２５】
前記絶縁層において、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の基体絶縁膜。
【請求項２６】
前記絶縁層が、ポリイミド、アラミド及び液晶ポリマーからなる群から選択された１種以上の樹脂からなることを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の基体絶縁膜。
【請求項２７】
支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍである基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記基体絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁材料を前記支持基板に被着させる工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２８】
前記基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値を４．７以下とすることを特徴とする請求項２７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項２９】
前記（ａ／ｂ）の値を２．５以下とすることを特徴とする請求項２７又は２８に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３０】
前記（ａ／ｂ）の値を２．５より大きく４．５以下とし、前記基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、前記ａ乃至ｄが下記数式を満たすことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３１】
前記基体絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率を２．３ＧＰａ以上とすることを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３２】
支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍの基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記基体絶縁膜を形成する工程は、前記支持基板に接着する接着樹脂層を形成する工程と、この接着樹脂層上に膜厚が１μｍ以上の絶縁層を形成する工程と、を有し、前記絶縁層を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁材料を前記接着樹脂層に被着させる工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３３】
前記基体絶縁膜を形成する工程は、前記絶縁層上に他の接着樹脂層を形成する工程を有することを特徴とする請求項３２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３４】
前記ヴィアホールを形成する工程と前記上層配線を形成する工程との間に、１又は複数層の配線構造層を形成する工程を有し、各前記配線構造層を形成する工程において、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続されるように中間配線を形成する工程と、この中間配線を覆うように中間絶縁膜を形成する工程と、この中間絶縁膜における前記中間配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、を有することを特徴とする請求項２７乃至３３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３５】
前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最後に形成される中間絶縁膜は、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とし、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値を４．５以下とすることを特徴とする請求項３４に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３６】
支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍの基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に１又は複数層の配線構造層を形成する工程と、この配線構造層上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記配線構造層を形成する工程は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続されるように中間配線を形成する工程と、この中間配線を覆うように中間絶縁膜を形成する工程と、この中間絶縁膜における前記中間配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、を有し、前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最後に形成される中間絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁材料を前記基体絶縁膜又はより下層の他の中間絶縁膜に被着させる工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３７】
前記中間絶縁膜のうち全ての中間絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁膜を前記基体絶縁膜又はより下層の中間絶縁膜に被着させる工程を有することを特徴とする請求項３４乃至３６のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３８】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下である中間絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ１とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ１とするとき、比（ｃ１／ｄ１）の値を４．７以下とすることを特徴とする請求項３５乃至３７のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３９】
前記比（ａ１／ｂ１）の値を２．５以下とすることを特徴とする請求項３５乃至３８のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４０】
前記比（ａ１／ｂ１）の値を２．５より大きく４．５以下とし、この比（ａ１／ｂ１）の値を２．５より大きく４．５以下とした中間絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ１とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ１とするとき、前記ａ１乃至ｄ１が下記数式を満たすことを特徴とする請求項３５乃至３８のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４１】
前記比（ａ１／ｂ１）の値を４．５以下とした中間絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率を２．３ＧＰａ以上とすることを特徴とする請求項３５乃至４０のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項４２】
前記支持基板上に下層配線を形成する工程の前に、前記支持基板上に膜厚が０．５乃至１０μｍのエッチング容易層を形成する工程を有し、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程の後に、前記エッチング容易層を除去する工程を有することを特徴とする請求項２７乃至４１のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４３】
前記支持基板上に下層配線を形成する工程の前に、保護層を形成する工程を有し、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程の後に、前記保護層を選択的に除去して前記下層配線の少なくとも一部を露出させる工程を有することを特徴とする請求項２７乃至４１のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４４】
前記上層配線を形成する工程の後に、前記上層配線の一部を覆い、残部を露出させるソルダーレジスト層を形成する工程を有することを特徴とする請求項２７乃至４３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１】
ヴィアホールが形成された基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、を有し、前記基体絶縁膜は、膜厚が３乃至１００μｍであり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値が４．７以下であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記比（ａ／ｂ）の値が２．５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記比（ａ／ｂ）の値が２．５より大きく４．５以下であり、前記基体絶縁膜における温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、前記ａ乃至ｄが下記数式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項５】
前記基体絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項６】
ヴィアホールが形成され膜厚が３乃至１００μｍである基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、を有し、前記基体絶縁膜は、支持基板に接着する接着樹脂層と、この接着樹脂層上に形成され、膜厚が１μｍ以上であり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁層と、を有することを特徴とする配線基板。
【請求項７】
前記基体絶縁膜が、前記絶縁層上に形成された他の接着樹脂層を有することを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記基体絶縁膜と前記上層配線との間に配置された１又は複数層の配線構造層を有し、前記配線構造層は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された中間配線と、この中間配線を覆うように形成されこの中間配線と前記上層配線とを相互に接続する他のヴィアホールが形成された中間絶縁膜と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項９】
前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最上層に配置された中間絶縁膜は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下であることを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
【請求項１０】
ヴィアホールが形成された基体絶縁膜と、この基体絶縁膜の下面に形成され前記ヴィアホールに接続された下層配線と、前記基体絶縁膜上に形成され前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された上層配線と、前記基体絶縁膜と前記上層配線との間に配置された１又は複数層の配線構造層と、を有し、前記配線構造層は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続された中間配線と、この中間配線を覆うように形成されこの中間配線と前記上層配線とを相互に接続する他のヴィアホールが形成された中間絶縁膜と、を有し、前記基体絶縁膜は膜厚が３乃至１００μｍであり、前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最上層に配置された中間絶縁膜は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項１１】
前記中間絶縁膜のうち全ての中間絶縁膜が、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１２】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下である中間絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ１とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ１とするとき、比（ｃ１／ｄ１）の値が４．７以下であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１３】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が２．５以下であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１４】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が２．５より大きく４．５以下であり、前記比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下である中間絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ１とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ１とするとき、前記ａ１乃至ｄ１が下記数式を満たすことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下である中間絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記基体絶縁膜の下面には凹部が形成されており、前記下層配線は前記凹部に埋め込まれていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記下層配線の下面は、前記基体絶縁膜の下面よりも０．５乃至１０μｍ上方に位置していることを特徴とする請求項１６に記載の配線基板。
【請求項１８】
前記基体絶縁膜の下面と前記下層配線の下面とが、同一平面をなしていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記基体絶縁膜の下方に形成され、前記下層配線の一部を覆うと共に残部を露出させる保護膜を有することを特徴とする請求項１８に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記上層配線の一部を覆い、残部を露出させるソルダーレジスト層を有することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項２１】
請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の配線基板と、この配線基板に搭載された半導体デバイスと、を有することを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２２】
配線基板に使用される基体絶縁膜において、支持基板に接着する接着樹脂層と、この接着樹脂層上に形成され、膜厚が１μｍ以上であり、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁層と、を有し、全体の膜厚が３乃至１００μｍであることを特徴とする基体絶縁膜。
【請求項２３】
前記絶縁層における温度が２３℃のときの破断強度が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項２２に記載の基体絶縁膜。
【請求項２４】
前記絶縁層における温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、前記ａ乃至ｄが下記数式を満たすことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の基体絶縁膜。
【請求項２５】
前記絶縁層において、温度が１５０℃のときの弾性率が２．３ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の基体絶縁膜。
【請求項２６】
前記絶縁層が、ポリイミド、アラミド及び液晶ポリマーからなる群から選択された１種以上の樹脂からなることを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の基体絶縁膜。
【請求項２７】
支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍである基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記基体絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁材料を前記支持基板に被着させる工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２８】
前記基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、比（ｃ／ｄ）の値を４．７以下とすることを特徴とする請求項２７に記載の配線基板の製造方法。
【請求項２９】
前記（ａ／ｂ）の値を２．５以下とすることを特徴とする請求項２７又は２８に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３０】
前記（ａ／ｂ）の値を２．５より大きく４．５以下とし、前記基体絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃとし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄとするとき、前記ａ乃至ｄが下記数式を満たすことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３１】
前記基体絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率を２．３ＧＰａ以上とすることを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３２】
支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍの基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記基体絶縁膜を形成する工程は、前記支持基板に接着する接着樹脂層を形成する工程と、この接着樹脂層上に膜厚が１μｍ以上の絶縁層を形成する工程と、を有し、前記絶縁層を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が２．５以下である絶縁材料を前記接着樹脂層に被着させる工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３３】
前記基体絶縁膜を形成する工程は、前記絶縁層上に他の接着樹脂層を形成する工程を有することを特徴とする請求項３２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３４】
前記ヴィアホールを形成する工程と前記上層配線を形成する工程との間に、１又は複数層の配線構造層を形成する工程を有し、各前記配線構造層を形成する工程において、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続されるように中間配線を形成する工程と、この中間配線を覆うように中間絶縁膜を形成する工程と、この中間絶縁膜における前記中間配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、を有することを特徴とする請求項２７乃至３３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３５】
前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最後に形成される中間絶縁膜は、温度が２３℃のときの破断強度を８０ＭＰａ以上とし、温度が−６５℃のときの破断強度をａ１、温度が１５０℃のときの破断強度をｂ１とするとき、比（ａ１／ｂ１）の値を４．５以下とすることを特徴とする請求項３４に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３６】
支持基板上に下層配線を形成する工程と、この下層配線を覆うように膜厚が３乃至１００μｍの基体絶縁膜を形成する工程と、この基体絶縁膜における前記下層配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、前記基体絶縁膜上に１又は複数層の配線構造層を形成する工程と、この配線構造層上に前記ヴィアホールを介して前記下層配線と接続されるように上層配線を形成する工程と、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程と、を有し、前記配線構造層を形成する工程は、前記ヴィアホールを介して前記下層配線に接続されるように中間配線を形成する工程と、この中間配線を覆うように中間絶縁膜を形成する工程と、この中間絶縁膜における前記中間配線の直上域の一部にヴィアホールを形成する工程と、を有し、前記中間絶縁膜のうち、少なくとも最後に形成される中間絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁材料を前記基体絶縁膜又はより下層の他の中間絶縁膜に被着させる工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３７】
前記中間絶縁膜のうち全ての中間絶縁膜を形成する工程は、温度が２３℃のときの破断強度が８０ＭＰａ以上であり、温度が−６５℃のときの破断強度をａ、温度が１５０℃のときの破断強度をｂとするとき、比（ａ／ｂ）の値が４．５以下である絶縁膜を前記基体絶縁膜又はより下層の中間絶縁膜に被着させる工程を有することを特徴とする請求項３４乃至３６のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３８】
前記比（ａ１／ｂ１）の値が４．５以下である中間絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ１とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ１とするとき、比（ｃ１／ｄ１）の値を４．７以下とすることを特徴とする請求項３５乃至３７のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３９】
前記比（ａ１／ｂ１）の値を２．５以下とすることを特徴とする請求項３５乃至３８のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４０】
前記比（ａ１／ｂ１）の値を２．５より大きく４．５以下とし、この比（ａ１／ｂ１）の値を２．５より大きく４．５以下とした中間絶縁膜において、温度が−６５℃のときの弾性率をｃ１とし、温度が１５０℃のときの弾性率をｄ１とするとき、前記ａ１乃至ｄ１が下記数式を満たすことを特徴とする請求項３５乃至３８のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４１】
前記比（ａ１／ｂ１）の値を４．５以下とした中間絶縁膜において、温度が１５０℃のときの弾性率を２．３ＧＰａ以上とすることを特徴とする請求項３５乃至４０のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項４２】
前記支持基板上に下層配線を形成する工程の前に、前記支持基板上に膜厚が０．５乃至１０μｍのエッチング容易層を形成する工程を有し、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程の後に、前記エッチング容易層を除去する工程を有することを特徴とする請求項２７乃至４１のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４３】
前記支持基板上に下層配線を形成する工程の前に、保護層を形成する工程を有し、前記支持基板の少なくとも一部を除去する工程の後に、前記保護層を選択的に除去して前記下層配線の少なくとも一部を露出させる工程を有することを特徴とする請求項２７乃至４１のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４４】
前記上層配線を形成する工程の後に、前記上層配線の一部を覆い、残部を露出させるソルダーレジスト層を形成する工程を有することを特徴とする請求項２７乃至４３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００４−１７９６４７（Ｐ２００４−１７９６４７Ａ）
【公開日】平成１６年６月２４日（２００４．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−３８２４１８（Ｐ２００３−３８２４１８）
【出願日】平成１５年１１月１２日（２００３．１１．１２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年６月２４日（２００４．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１１月１２日（２００３．１１．１２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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