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JP7359531B2 - 配線基板、配線基板の製造方法及び半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

配線基板、配線基板の製造方法及び半導体パッケージの製造方法 Download PDF

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JP7359531B2
JP7359531B2 JP2018109772A JP2018109772A JP7359531B2 JP 7359531 B2 JP7359531 B2 JP 7359531B2 JP 2018109772 A JP2018109772 A JP 2018109772A JP 2018109772 A JP2018109772 A JP 2018109772A JP 7359531 B2 JP7359531 B2 JP 7359531B2
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layer
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淳史 佐藤
克哉 深瀬
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Description

本発明は、配線基板、配線基板の製造方法及び半導体パッケージの製造方法に関する。
半導体パッケージに用いる配線基板の一つとして、コア基板を含まないコアレス基板が知られている。コアレス基板は配線基板の薄型化に好適である。その一方で、コアレス基板は、コア基板を含む配線基板よりも撓みやすく、その形状を維持しにくいため、取り扱いにくい。そこで、コアレス基板を剛性が高いキャリアに接着した上で、半導体チップを実装することがある。キャリアに接着することでコアレス基板のハンドリング性が向上する。
特開２０１７－８４８８６号公報
しかしながら、半導体チップを実装する際に、コアレス基板をキャリアに接着して構成された配線基板に反りが発生していることがある。このような配線基板の反りは半導体チップとの間の位置合わせ精度の低下につながる。
本発明は、半導体チップを実装する際の反りを抑制することができる配線基板、配線基板の製造方法及び半導体パッケージの製造方法を提供することを目的とする。
配線基板の一態様は、第１の面及び第２の面を備え、前記第１の面と前記第２の面との間に複数の配線層を有する配線部材と、接着剤を介して前記第１の面に接着され、互いに熱膨張係数が異なる複数の層を有するキャリアと、を有する。前記複数の配線層に含まれる配線のピッチは、前記第１の面側よりも前記第２の面側で狭くなっている。加熱されたときに前記第２の面が前記第１の面よりも大きく熱膨張し、加熱されたときに前記配線部材が反ろうとする方向と前記キャリアが反ろうとする方向とが逆向きであり、前記キャリアに含まれる層は、前記配線部材に近いものほど低い熱膨張係数を有する。または、加熱されたときに前記第１の面が前記第２の面よりも大きく熱膨張し、加熱されたときに前記配線部材が反ろうとする方向と前記キャリアが反ろうとする方向とが逆向きであり、前記キャリアに含まれる層は、前記配線部材に近いものほど高い熱膨張係数を有する。
開示の技術によれば、半導体チップを実装する際の反りを抑制することができる。
配線基板の製造方法の参考例を示す断面図である。 配線基板を用いた半導体パッケージの製造方法の参考例を示す断面図である。 参考例における熱変形の一例を示す模式図である。 第１の実施形態に係る配線基板の構造を示す平面図である。 第１の実施形態に係る配線基板の構造を示す断面図である。 第１の実施形態に係る配線基板の熱変形の一例を示す模式図である。 第１の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その１）である。 第１の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その２）である。 第１の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その３）である。 第１の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その４）である。 第１の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その５）である。 第１の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その６）である。 第２の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図（その１）である。 第２の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図（その２）である。 第２の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図（その３）である。 第２の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図（その４）である。 第３の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図（その１）である。 第３の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図（その２）である。 第３の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図（その３）である。 第３の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図（その４）である。 第４の実施形態に係る配線基板の構造を示す断面図である。 第４の実施形態に係る配線基板の熱変形の一例を示す模式図である。 第４の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その１）である。 第４の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その２）である。 第４の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図（その３）である。
本発明者らは、半導体チップを実装する際に配線基板に反りが発生している原因を究明すべく鋭意検討を行った。そして、本発明者らによる詳細な解析の結果、搬送中やリフロー中に温度変化を受けてもキャリア自体は反りにくく、配線層及び絶縁層を含む配線基板の反りを十分に防止できていないことが明らかになった。すなわち、キャリアの内部構造の対称性が高いため、キャリアは等方的に熱膨張又は熱収縮するだけでキャリアに反りが生じにくいのである。ここで、参考例を用いて、この新たな知見について説明する。
図１は、配線基板の製造方法の参考例を示す断面図であり、図２は、配線基板を用いた半導体パッケージの製造方法の参考例を示す断面図である。
この参考例では、図１（ａ）に示すように、ビルドアップ法により、支持体１０の両主面上に配線部材２０を形成する。配線部材２０は複数の配線層及び絶縁層を含むが、ここでは図示を省略する。次いで、図１（ｂ）に示すように、接着剤４０を介して配線部材２０上にキャリア３０を接着する。その後、図１（ｃ）に示すように、配線部材２０を支持体１０から分離する。このようにして、配線部材２０及びキャリア３０を含む構造体が得られる。そして、このような構造体をスライサー等により複数に切断することにより、複数の配線基板９が製造される。なお、図１には、切断後に配線基板９となる領域のみを図示している。
配線基板９を用いて半導体パッケージを製造する場合、図２（ａ）に示すように、配線基板９上にバンプ５１を介して半導体チップ５０を載置し、リフローを行う。次いで、図２（ｂ）に示すように、熱硬化性の封止樹脂５２を用いた樹脂封止を行う。その後、図２（ｃ）に示すように、キャリア３０及び接着剤４０を剥離し、配線部材２０の半導体チップ５０が搭載された面とは逆側の面にバンプ５３を形成する。
このようにして、半導体パッケージを製造することができる。
この参考例では、配線部材２０は、図３（ａ）に示すように、加熱中に凹状に熱変形し、キャリア３０は、図３（ｂ）に示すように、加熱中に反ることなく一様に熱膨張するものとする。この場合、配線基板９の反りは、図３（ｃ）に示すように、配線部材２０の反りよりも小さくなるものの、解消はされない。従って、配線部材２０も同程度に反っている。配線部材２０が加熱中に凸状に熱変形する場合も、同様に、配線基板９及び配線部材２０の反りは解消されない。
半導体パッケージの製造方法に着目すると、配線基板９の反りはリフロー中に顕著になり、バンプ５１と配線部材２０との間に位置ずれが発生し得る。また、配線部材２０の反りに伴って、配線部材２０の内部の配線層に断線等のダメージが生じることもある。更に、配線部材２０が、半導体チップ５０の実装前に高温下で搬送された場合には、搬送中に反りが生じて、搬送ラック中で揺れて搬送ラックから落下する可能性もある。また、半導体チップ５０が正常に実装された場合でも、反りに伴う外観不良が生じる可能性もある。
厚いキャリアを用いることで配線部材の反りを抑制することも考えられるが、コストの著しい上昇が懸念される。また、キャリア自体の剛性が過剰に高くなり、キャリアを剥離する際に配線部材に変形が生じるおそれもある。
少なくとも配線部材の支持体とは反対側にキャリアを接着した配線基板に関してこれらの現象はこれまで解明されておらず、その対策もとられていない。このような状況下で本発明者らが更に鋭意検討を行った結果、配線部材の熱変形の態様に応じて、適切な熱膨張係数を備えたキャリアを用いることで、半導体チップを実装する際の配線基板の反りを十分に抑制できることが明らかになった。
本発明者らは、これらの新たな知見に基づいて、以下のような実施形態に想到した。以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。
（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は配線基板に関する。
［配線基板の構造］
先ず、配線基板の構造について説明する。図４は、第１の実施形態に係る配線基板の構造を示す平面図であり、図５は、第１の実施形態に係る配線基板の構造を示す断面図である。図５は、図４中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当する。
図４に示すように、第１の実施形態に係る配線基板１は、２点鎖線Ｃで囲まれた複数の領域を備えたシート状の配線基板である。配線基板１は、半導体チップの搭載や封止樹脂の形成等の工程を経たのち、支持体が除去され、最終的には２点鎖線Ｃに沿って切断され、個片化された複数の半導体パッケージとなる。なお、図４に示す例では、配線基板１は、２点鎖線Ｃで囲まれた１８の領域を有するが、領域の数はこれには限定されない。
図５に示すように、配線基板１は、配線部材２００及びキャリア３００を有する。配線部材２００は第１の面２００Ａ及び第２の面２００Ｂを備えており、キャリア３００は接着剤４００を介して第１の面２００Ａに接着されている。
配線部材２００は、配線層２０１、絶縁層２０２、配線層２０４、絶縁層２０５及び配線層２０７を含む。配線層２０４が配線層２０１と配線層２０７との間に位置し、配線層２０１が配線層２０４の第２の面２００Ｂ側に位置し、配線層２０７が配線層２０４の第１の面２００Ａ側に位置する。絶縁層２０２にビアホール２０３が形成されており、配線層２０４の一部がビアホール２０３を通じて配線層２０１に接続されている。また、絶縁層２０５にビアホール２０６が形成されており、配線層２０７の一部がビアホール２０６を通じて配線層２０４に接続されている。配線層２０１に含まれる配線のピッチは配線層２０４に含まれる配線のピッチよりも狭く、配線層２０４に含まれる配線のピッチは配線層２０７に含まれる配線のピッチよりも狭い。
配線層２０１、２０４及び２０７の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金を用いることができる。絶縁層２０２及び２０５の材料としては、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれら樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。また、絶縁層２０２及び２０５の材料としては、例えば、ガラス、アラミド、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）繊維の織布や不織布などの補強材に、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させた補強材入りの絶縁性樹脂を用いることもできる。なお、絶縁層２０２及び２０５の材料としては、熱硬化性を有する絶縁性樹脂や感光性を有する絶縁性樹脂を用いることができる。
絶縁層２０２の第２の面２００Ｂ側がソルダレジスト層２１０により覆われ、ソルダレジスト層２１０に配線層２０１の一部を露出する開口部２１１が形成されている。絶縁層２０５の第１の面２００Ａ側がソルダレジスト層２０８により覆われ、ソルダレジスト層２０８に配線層２０７の一部を露出する開口部２０９が形成されている。
ソルダレジスト層２０８及び２１０の材料として、例えば感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト（例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト）等が用いられる。なお、ソルダレジスト層２１０が形成されていなくてもよい。
本実施形態において、配線部材２００は加熱されると、第２の面２００Ｂが第１の面２００Ａよりも大きく熱膨張するものとする。つまり、加熱により配線部材２００はキャリア３００上で凸状に熱変形するものとする。配線部材２００の熱変形の形態は、配線層２０１、２０４及び２０７の材料及び厚さ、並びに絶縁層２０２及び２０５の材料及び厚さ等に依存する。
キャリア３００は、第１の層３０１、第１の層３０１上方の第２の層３０２、及び第２の層３０２上方の第３の層３０３を有する。第１の層３０１及び第２の層３０２は接着剤３１１により互いに接着され、第２の層３０２及び第３の層３０３は接着剤３１２により互いに接着されている。第２の層３０２の熱膨張係数は第１の層３０１の熱膨張係数より低く、第３の層３０３の熱膨張係数は第２の層３０２の熱膨張係数より低い。例えば、第１の層３０１の熱膨張係数は２４ｐｐｍ／℃～２９ｐｐｍ／℃、第２の層３０２の熱膨張係数は２０ｐｐｍ／℃～２３ｐｐｍ／℃、第３の層３０３の熱膨張係数は１５ｐｐｍ／℃～１９ｐｐｍ／℃である。
第１の層３０１、第２の層３０２及び第３の層３０３としては、例えばポリイミドフィルムを用いることができる。また、第１の層３０１、第２の層３０２及び第３の層３０３に銅板又は銅箔を用いてもよく、アルミニウム板又はアルミニウム箔を用いてもよい。接着剤３１１及び３１２の材料としては、例えば紫外線の照射によって接着力が低下するものを用いることができる。また、接着剤３１１及び３１２の材料としては、例えば常温硬化型、熱硬化型又は低温硬化型の接着剤を用いることができる。
配線基板１では、第３の層３０３が接着剤４００により第１の面２００Ａに接着されている。接着剤４００の材料としては、同様に、例えば紫外線の照射によって接着力が低下するものを用いることができる。また、接着剤４００の材料としては、例えば常温硬化型、熱硬化型又は低温硬化型の接着剤を用いることができる。
接着剤３１１、接着剤３１２及び接着剤４００として、紫外線の照射によって接着力が低下するものを用いる場合、紫外線の感度は、接着剤３１１よりも接着剤３１２の方が低く、接着剤３１２よりも接着剤４００の方が低くすることができる。言い換えれば、紫外線照射での剥がれ易さが接着剤３１１よりも接着剤３１２の方が剥がれにくく、接着剤３１２よりも接着剤４００の方が剥がれにくい。
また、接着剤３１１、接着剤３１２及び接着剤４００として、常温硬化型、熱硬化型又は低温硬化型接着剤を用いる場合、接着の強度は、接着剤４００よりも接着剤３１２の方が低く、接着剤３１２よりも接着剤３１１の方が低くすることができる。言い換えれば、剥がれ易さが接着剤３１１よりも接着剤３１２の方が剥がれにくく、接着剤３１２よりも接着剤４００の方が剥がれにくい。
このように、接着剤３１１、接着剤３１２及び接着剤４００の感度や強度を段階的に変えることによって、配線部材の反りに対するキャリアの反りの調整を容易に行うことができる。
次に、第１の実施形態に係る配線基板１の熱変形について説明する。図６は、第１の実施形態に係る配線基板の熱変形の一例を示す模式図である。
本実施形態では、図６（ａ）に示すように、配線部材２００は加熱により凸状に熱変形しようとする。キャリア３００に関しては、第２の層３０２の熱膨張係数が第１の層３０１の熱膨張係数より低く、第３の層３０３の熱膨張係数が第２の層３０２の熱膨張係数より低い。従って、図６（ｂ）に示すように、キャリア３００は加熱により凹状に熱変形しようとする。つまり、加熱されたときに配線部材２００が反ろうとする方向とキャリア３００が反ろうとする方向とが逆向きである。また、配線部材２００は接着剤４００によりキャリア３００に接着されている。このため、配線部材２００及びキャリア３００は互いの熱変形を拘束し合い、配線部材２００の反り及びキャリア３００の反りが互いに相殺され、図６（ｃ）に示すように、配線基板１の反りは著しく抑制される。配線基板１の反りが抑制されるため、配線部材２００の反りも抑制される。
このように、本実施形態によれば、加熱に伴う配線部材２００の反りを著しく抑制することができる。従って、後述のように、半導体パッケージの製造過程において、半導体チップを高精度で位置合わせすることができる。また、配線基板１の反りに伴う搬送不良及び外観不良も抑制できる。
また、本実施形態では、配線層２０１に含まれる配線のピッチが配線層２０７に含まれる配線のピッチよりも狭い。従って、パッド（外部端子）のピッチが狭い半導体チップの実装に用いることができる。
なお、第１の層３０１、第２の層３０２及び第３の層３０３の剛性は、配線部材２００の剛性よりも低いことが好ましい。半導体パッケージの製造過程においてキャリア３００は配線部材２００から剥離されるが、その際に第１の層３０１、第２の層３０２及び第３の層３０３の剛性が高すぎると、配線部材２００が変形する可能性があるためである。
［配線基板の製造方法］
次に、配線基板１の製造方法について説明する。図７～図１２は、第１の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図である。
先ず、図７に示すように、支持体１００を準備する。図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。支持体１００は、支持基板１０１、並びに支持基板１０１の両面に設けられた接着層１０２及び金属層１０３を含む。
支持基板１０１としては、例えば、ガラス繊維やアラミド繊維等の織布や不織布（図示せず）にエポキシ系樹脂等の絶縁樹脂を含侵させたものを用いることができる。接着層１０２としては、例えば、銅箔、アルミ箔、ニッケル箔、亜鉛箔等の金属箔、セラミック板、アクリルやポリイミド等の樹脂を主成分とする樹脂シート等を用いることができる。金属層１０３としては、例えば、銅箔等を用いることができる。
図７（ａ）において、２点鎖線Ｄで囲まれた各領域は、シート状の配線基板１となる領域を示している。つまり、２点鎖線Ｄで囲まれた各領域は、２点鎖線Ｄに沿って切断され、個片化された複数のシート状の配線基板１（図４及び図５参照）となる。２点鎖線Ｄで囲まれた各領域は、平面視において、支持体１００の外縁部よりも内側の領域に配されている。なお、図７（ａ）の例では、２点鎖線Ｄで囲まれた８の領域が示されているが、領域の数はこれには限定されない。
なお、以降は、図７（ａ）の２点鎖線Ｄで囲まれた１つの配線基板１となる領域内の、最終的に個片化されて半導体パッケージとなる領域（図４の２点鎖線Ｃで囲まれた領域に対応）の断面図を用いて各工程の説明を行う。また、以下の説明において、「上」とは、支持体１００を基準として、支持体１００から離間する方向を意味することがある。
支持体１００の準備後、図８（ａ）に示すように、支持体１００の両側において、金属層１０３上に配線層２０１を形成する。配線層２０１は、例えばセミアディティブ法によって形成することができる。例えば、金属層１０３の表面に、所望の位置に開口部を有するレジスト層を形成する。開口部は、配線層２０１に対応する部分の金属層１０３を露出するように形成される。レジスト層の材料としては、感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト（例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト）等を用いることができる。続いて、レジスト層をめっきマスクとして、金属層１０３の表面に、金属層１０３をめっき給電層に利用する電解めっき（電解銅めっき）を施し、配線層２０１を形成する。そして、レジスト層を例えばアルカリ性の剥離液にて除去する。
次いで、図８（ｂ）に示すように、支持体１００の両側において、配線層２０１を覆う絶縁層２０２を金属層１０３上に形成する。絶縁層２０２の形成では、例えば、未硬化の樹脂フィルムを貼付し、加熱処理して硬化させる。絶縁層２０２は、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等の絶縁樹脂から形成される。液状樹脂を塗布することにより、絶縁層２０２を形成してもよい。
その後、支持体１００の両側において、絶縁層２０２を貫通し、配線層２０１の一部を露出するビアホール２０３を絶縁層２０２に形成する。ビアホール２０３は、例えばＣＯ２レーザ等を用いたレーザ加工により形成することができる。必要に応じてデスミア処理を行ってもよい。
続いて、支持体１００の両側において、ビアホール２０３を通じて配線層２０１に接続される配線層２０４を絶縁層２０２上に形成する。配線層２０４は、例えばセミアディティブ法によって形成することができる。例えば、先ず、絶縁層２０２の上面にシード層を例えば無電解めっき法により形成する。シード層上に所定の箇所に開口部を有するレジスト層を形成する。レジスト層の材料としては、感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト（例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト）等を用いることができる。そのレジスト層をめっきマスクとして、シード層をめっき給電層に利用する電解めっき（電解銅めっき）を施し、電解めっき層を形成する。そして、レジスト層を例えばアルカリ性の剥離液にて除去し、電解めっき層をエッチングマスクとして不要なシード層を除去する。これにより、配線層２０４が形成される。
配線層２０４の形成後、図９（ａ）に示すように、支持体１００の両側において、配線層２０４を覆う絶縁層２０５を絶縁層２０２上に形成する。絶縁層２０５は絶縁層２０２と同様の方法で形成することができる。その後、絶縁層２０５を貫通し、配線層２０４の一部を露出するビアホール２０６を絶縁層２０５に形成する。ビアホール２０６はビアホール２０３と同様の方法で形成することができる。続いて、ビアホール２０６を通じて配線層２０４に接続される配線層２０７を絶縁層２０５上に形成する。配線層２０７は配線層２０４と同様の方法で形成することができる。
次いで、図９（ｂ）に示すように、支持体１００の両側において、開口部２０９を有するソルダレジスト層２０８を絶縁層２０５上に形成する。ソルダレジスト層２０８は、例えば、感光性の樹脂フィルムをラミネートし、又は液状やペースト状の樹脂を塗布し、当該樹脂をフォトリソグラフィ法により露光及び現像して所要の形状にパターニングすることにより得られる。開口部２０９により、配線層２０７の上面の一部を外部接続端子として露出する。このようにして、支持体１００の両側に配線部材２００が得られる。
その後、図１０に示すように、支持体１００の両側において、予め準備しておいたキャリア３００を、配線部材２００の第１の面２００Ａに、ソルダレジスト層２０８の表面全体を覆うようにして接着剤４００により接着する。このとき、キャリア３００は、第３の層３０３が接着剤４００に接するようにして配線部材２００の第１の面２００Ａに接着する。
次いで、図１１に示すように、支持体１００の両側から配線部材２００を分離する。
その後、図１２に示すように、開口部２１１を有するソルダレジスト層２１０を絶縁層２０２上に形成する。ソルダレジスト層２１０はソルダレジスト層２０８と同様の方法で形成することができる。なお、図１２には、配線部材２００等の一方のみを図示している。
続いて、図１２に示す構造体を図７中の２点鎖線Ｄに沿ってスライサー等により切断する。これにより、図１２に示す構造体が個片化され、第１の実施形態に係る配線基板１が複数得られる。このようにして、第１の実施形態に係る配線基板１を製造することができる。
このような方法によれば、配線のピッチが狭い配線層２０１を配線のピッチが広い配線層２０７より先に支持体１００側で形成しているため、パッドのピッチが狭い半導体チップの実装に好適な配線基板１を容易に製造することができる。
なお、第１の層３０１、第２の層３０２及び第３の層３０３の材料及び厚さ等は、例えば有限要素法を用いたシミュレーションを通じて、配線部材２００の反りを防止できるように適宜選択することが好ましい。また、シミュレーションを通じて選択した後に、後述のような方法により、実際に半導体パッケージを製造し、その結果をフィードバックして、より適切な材料及び厚さ等を用いることが好ましい。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態に係る配線基板１を用いた半導体パッケージの製造方法に関する。図１３～図１６は、第２の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図である。
第２の実施形態においては、先ず、図１３に示すように、配線基板１上にバンプ５０１を介して半導体チップ５００をフリップチップ実装する。具体的には、リフローにより、配線基板１の開口部２１１から露出する配線層２０７と、半導体チップ５００のパッド（図示せず）とをバンプ５０１を介して接合する。バンプ５０１としては、例えば、はんだボール等を用いることができる。はんだボールの材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＳｂの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。なお、半導体チップ５００と配線部材２００との間にアンダーフィル樹脂を充填してもよい。リフローの温度は、例えば２００℃～２５０℃とする。リフロー中の昇温につれて、配線部材２００は凸状に反ろうとし、キャリア３００は凹状に反ろうとする。反ろうとする方向が逆向きであるため、配線基板１の全体としての反りが抑制される。また、リフロー後の降温につれて、配線部材２００及びキャリア３００は平坦な形状に戻ろうとするが、このときも配線部材２００及びキャリア３００の反ろうとする方向が逆向きであるため、配線基板１の全体としての反りが抑制される。従って、リフロー工程中の配線基板１の熱変形が抑制される。
次いで、図１４に示すように、封止金型を用いたトランスファーモールド法等により、半導体チップ５００及びバンプ５０１を封止する封止樹脂５０２を形成する。封止樹脂５０２としては、例えば、フィラーを含有した熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂（所謂モールド樹脂）を用いることができる。そして、封止樹脂５０２を硬化させるために加熱する。このときの加熱温度は、例えば１３０℃～１７０℃とする。この加熱中でも、昇温につれて、配線部材２００は凸状に反ろうとし、キャリア３００は凹状に反ろうとするが、反ろうとする方向が逆向きであるため、配線基板１の全体としての反りが抑制される。また、加熱後の降温につれて、配線部材２００及びキャリア３００は平坦な形状に戻ろうとするが、このときも配線部材２００及びキャリア３００の反ろうとする方向が逆向きであるため、配線基板１の全体としての反りが抑制される。従って、この封止樹脂形成工程中の配線基板１の熱変形が抑制される。
その後、図１５に示すように、キャリア３００を配線部材２００から剥離する。続いて、配線層２０７の下面にバンプ５０３を形成する。バンプ５０３としては、例えば、はんだボール等を用いることができる。はんだボールの材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＳｂの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。
続いて、図１６に示すように、図１５に示す構造体を２点鎖線Ｃに沿ってスライサー等により切断する。これにより、図１５に示す構造体が個片化され、半導体パッケージ５が複数得られる。このようにして、半導体パッケージ５を製造することができる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態に係る配線基板１を用いた半導体パッケージの製造方法に関する。図１７～図２０は、第２の実施形態に係る半導体パッケージの製造方法を示す図である。
第３の実施形態においては、第２の実施形態と同様に、図１７に示すように、配線基板１上にバンプ５０１を介して半導体チップ５００をフリップチップ実装する。具体的には、リフローにより、配線基板１の開口部２１１から露出する配線層２０７と、半導体チップ５００のパッド（図示せず）とをバンプ５０１を介して接合する。第２の実施形態と同様に、リフロー中の配線基板１の熱変形が抑制される。
次いで、図１８に示すように、第１の層３０１を接着剤３１２と共に第２の層３０２から剥離する。
その後、第２の実施形態と同様に、図１９に示すように、封止金型を用いたトランスファーモールド法等により、半導体チップ５００及びバンプ５０１を封止する封止樹脂５０２を形成する。封止樹脂５０２としては、例えば、フィラーを含有した熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂（所謂モールド樹脂）を用いることができる。そして、封止樹脂５０２を硬化させるために加熱する。このときの加熱温度は、例えば１３０℃～１７０℃とする。
その後、図２０に示すように、キャリア３００を配線部材２００から剥離する。続いて、配線層２０７の下面にバンプ５０３を形成する。図２０に示す構造体を２点鎖線Ｃに沿ってスライサー等により切断する。これにより、図２０に示す構造体が個片化され、半導体パッケージ５が複数得られる。このようにして、半導体パッケージ５を製造することができる。
半導体チップ５００の実装後では、配線部材２００の熱変形は半導体チップ５００によって拘束され得る。従って、半導体チップ５００からの拘束力の強さによっては、第１の層３０１の熱変形は配線部材２００の熱変形の拘束に過剰になることもある。本実施形態では、封止樹脂５０２を硬化させるための加熱の前に第１の層３０１を剥離しているため、配線部材２００の熱変形を適度なバランスで抑制することができる。なお、半導体チップ５００からの拘束力の強さによっては第１の層３０１だけでなく第２の層３０２も剥離してよい。
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は配線基板に関する。
［配線基板の構造］
先ず、配線基板の構造について説明する。図２１は、第４の実施形態に係る配線基板の構造を示す断面図である。
第４の実施形態に係る配線基板２では、配線部材２００は加熱されると、第１の面２００Ａが第２の面２００Ｂよりも大きく熱膨張するものとする。つまり、加熱により配線部材２００は凹状に熱変形するものとする。配線部材２００の熱変形の形態は、配線層２０１、２０４及び２０７の材料及び厚さ、並びに絶縁層２０２及び２０５の材料及び厚さ等の要素に依存し、例えば、これらの１以上の要素が第１の実施形態と相違している。
また、図２１に示すように、キャリア３００自体の構成は第１の実施形態のものと同様であるが、配線基板２では、第１の層３０１が接着剤４００により第１の面２００Ａに接着されている。すなわち、キャリア３００からみて配線部材２００が上方にあるとして、キャリア３００は、第３の層３０３、第３の層３０３上方の第２の層３０２、及び第２の層３０２上方の第１の層３０１を有する。第１の層３０１及び第２の層３０２は接着剤３１１により互いに接着され、第２の層３０２及び第３の層３０３は接着剤３１２により互いに接着されている。第２の層３０２の熱膨張係数は第１の層３０１の熱膨張係数より低く、第３の層３０３の熱膨張係数は第２の層３０２の熱膨張係数より低い。例えば、第１の層３０１の熱膨張係数は２４ｐｐｍ／℃～２９ｐｐｍ／℃、第２の層３０２の熱膨張係数は２０ｐｐｍ／℃～２３ｐｐｍ／℃、第３の層３０３の熱膨張係数は１５ｐｐｍ／℃～１９ｐｐｍ／℃である。
他の構成は第１の実施形態と同様である。
次に、第４の実施形態に係る配線基板２の熱変形について説明する。図２２は、第４の実施形態に係る配線基板の熱変形の一例を示す模式図である。
本実施形態では、図２２（ａ）に示すように、配線部材２００は加熱により凹状に熱変形しようとする。また、図２２（ｂ）に示すように、キャリア３００は加熱により凸状に熱変形しようとする。つまり、加熱されたときに配線部材２００が反ろうとする方向とキャリア３００が反ろうとする方向とが逆向きである。また、配線部材２００は接着剤４００によりキャリア３００に接着されている。このため、配線部材２００及びキャリア３００は互いの熱変形を拘束し合い、配線部材２００の反り及びキャリア３００の反りが互いに相殺され、図２２（ｃ）に示すように、配線基板２の反りは著しく抑制される。配線基板２の反りが抑制されるため、配線部材２００の反りも抑制される。また、加熱後の降温につれて、配線部材２００及びキャリア３００は平坦な形状に戻ろうとするが、このときも配線部材２００及びキャリア３００の反ろうとする方向が逆向きであるため、配線基板２の全体としての反りが抑制される。
このように、本実施形態によれば、加熱に伴う配線部材２００の反りを著しく抑制することができる。従って、第１の実施形態と同様に、半導体パッケージの製造過程において、半導体チップを高精度で位置合わせすることができる。また、配線基板２の反りに伴う搬送不良及び外観不良も抑制できる。
［配線基板の製造方法］
次に、配線基板２の製造方法について説明する。図２３～図２５は、第４の実施形態に係る配線基板の製造方法を示す図である。
先ず、第１の実施形態と同様にして、支持体１００を準備し、支持体１００の両側に配線部材２００を形成する（図９（ｂ）参照）。次いで、図２３に示すように、支持体１００の両側において、予め準備しておいたキャリア３００を、配線部材２００の第１の面２００Ａに、ソルダレジスト層２０８の表面全体を覆うようにして接着剤４００により接着する。このとき、キャリア３００は、第１の層３０１が接着剤４００に接するようにして配線部材２００の第１の面２００Ａに接着する。
その後、図２４に示すように、支持体１００の両側から配線部材２００を分離する。
続いて、図２５に示すように、開口部２１１を有するソルダレジスト層２１０を絶縁層２０２上に形成する。ソルダレジスト層２１０はソルダレジスト層２０８と同様の方法で形成することができる。なお、図２５には、配線部材２００等の一方のみを図示している。
続いて、図２５に示す構造体を図７中の２点鎖線Ｄに沿ってスライサー等により切断する。これにより、図２５に示す構造体が個片化され、第４の実施形態に係る配線基板２が複数得られる。このようにして、第４の実施形態に係る配線基板２を製造することができる。
このような方法によれば、配線のピッチが狭い配線層２０１を配線のピッチが広い配線層２０７より先に支持体１００側で形成しているため、パッドのピッチが狭い半導体チップの実装に好適な配線基板２を容易に製造することができる。
第２、第３の実施形態と同様の方法により、配線基板２を用いて半導体パッケージを製造することができる。この場合も、反りを抑制することができる。
なお、キャリアに含まれる層の数は３に限定されず、２であってもよく４以上であってもよい。キャリアに含まれる層の数が３以上である場合、配線部材が反ろうとする方向に応じて、配線部材に近づくほど熱膨張係数が小さくなるか、又は大きくなることが好ましい。
また、これらの実施形態では、配線部材の反り及びキャリアの反りが互いに相殺されることで平坦な配線基板を得ている。そのため、キャリアには、微妙な熱膨張係数の制御が求められる。キャリアに含まれる層の数が１又は２である場合、反り量の調整は、各層の材質や厚さで調節するしかなく、配線部材の反りを相殺するための制御は難しい。しかし、キャリアに含まれる層の数が３以上である場合、中間の層の熱膨張係数（材質）と厚さ等で調整が行えるため、配線部材の反りを相殺するための微妙な熱膨張係数の制御ができる。
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
１、２ 配線基板
５ 半導体パッケージ
１００ 支持体
２００ 配線部材
２００Ａ 第１の面
２００Ｂ 第２の面
３００ キャリア
３０１ 第１の層
３０２ 第２の層
３０３ 第３の層
３１１、３１２、４００ 接着剤
５００ 半導体チップ
５０１ バンプ
５０２ 封止樹脂
５０３ バンプ

Claims (7)

  1. 第１の面及び第２の面を備え、前記第１の面と前記第２の面との間に複数の配線層を有する配線部材と、
    接着剤を介して前記第１の面に接着され、互いに熱膨張係数が異なる複数の層を有するキャリアと、
    を有し、
    前記複数の配線層に含まれる配線のピッチは、前記第１の面側よりも前記第２の面側で狭くなっており、
    加熱されたときに前記第２の面が前記第１の面よりも大きく熱膨張し、
    加熱されたときに前記配線部材が反ろうとする方向と前記キャリアが反ろうとする方向とが逆向きであり、
    前記キャリアに含まれる層は、前記配線部材に近いものほど低い熱膨張係数を有することを特徴とする配線基板。
  2. 第１の面及び第２の面を備え、前記第１の面と前記第２の面との間に複数の配線層を有する配線部材と、
    接着剤を介して前記第１の面に接着され、互いに熱膨張係数が異なる複数の層を有するキャリアと、
    を有し、
    前記複数の配線層に含まれる配線のピッチは、前記第１の面側よりも前記第２の面側で狭くなっており、
    加熱されたときに前記第１の面が前記第２の面よりも大きく熱膨張し、
    加熱されたときに前記配線部材が反ろうとする方向と前記キャリアが反ろうとする方向とが逆向きであり、
    前記キャリアに含まれる層は、前記配線部材に近いものほど高い熱膨張係数を有することを特徴とする配線基板。
  3. 前記キャリアが有する層の数が３以上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。
  4. 支持体上に、第１の面及び第２の面を備え、前記第１の面と前記第２の面との間に複数の配線層を有する配線部材を、前記第２の面が前記支持体側となるように形成する工程と、
    互いに熱膨張係数が異なる複数の層を有するキャリアを、接着剤を介して前記第１の面に接着する工程と、
    前記配線部材を前記支持体から分離する工程と、
    を有し、
    前記複数の配線層に含まれる配線のピッチは、前記第１の面側よりも前記第２の面側で狭くなっており、
    加熱されたときに前記第２の面が前記第１の面よりも大きく熱膨張し、
    加熱されたときに前記配線部材が反ろうとする方向と前記キャリアが反ろうとする方向とが逆向きであり、
    前記キャリアに含まれる層は、前記配線部材に近いものほど低い熱膨張係数を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
  5. 支持体上に、第１の面及び第２の面を備え、前記第１の面と前記第２の面との間に複数の配線層を有する配線部材を、前記第２の面が前記支持体側となるように形成する工程と、
    互いに熱膨張係数が異なる複数の層を有するキャリアを、接着剤を介して前記第１の面に接着する工程と、
    前記配線部材を前記支持体から分離する工程と、
    を有し、
    前記複数の配線層に含まれる配線のピッチは、前記第１の面側よりも前記第２の面側で狭くなっており、
    加熱されたときに前記第１の面が前記第２の面よりも大きく熱膨張し、
    加熱されたときに前記配線部材が反ろうとする方向と前記キャリアが反ろうとする方向とが逆向きであり、
    前記キャリアに含まれる層は、前記配線部材に近いものほど高い熱膨張係数を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
  6. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線基板上に半導体チップを実装する工程と、
    前記半導体チップを封止する工程と、
    前記半導体チップの封止後に、前記キャリアを前記配線部材から剥離する工程と、
    を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
  7. 前記半導体チップを実装する工程と前記半導体チップを封止する工程との間に、前記キャリアに含まれる層の一部を剥離する工程を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体パッケージの製造方法。
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