JP5211570B2 - 半導体装置用ビルドアップ配線板 - Google Patents
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Description
また、二次接続用はんだボールピッチも0.5mm程度と狭ピッチであるため、リフロー実装時のパッケージ反りが大きい場合、リフロー実装できなくなる。このことから、PoPやSiPに代表される薄型の半導体パッケージにおいて、パッケージ反りの低減は重要課題の一つとなっている。
1. 配線を有するコア基材の表面Aと表面Bに、層間絶縁樹脂層と配線層が少なくとも一層ずつ積層され、各配線層及びコア基材の配線がインナービアホールを介して電気的に接続されることによってビルドアップ配線層が形成されたビルドアップ配線板において、半導体素子が実装される表面A側の層間絶縁樹脂層の平面方向の熱膨張係数が、実装基板に実装される表面B側の層間絶縁樹脂層の平面方向の熱膨張係数より大きいことを特徴とする半導体装置用ビルドアップ配線板。
2. 表面A側の層間絶縁樹脂層の少なくとも一層がガラスクロスを含まず、表面B側の層間絶縁樹脂層の少なくとも一層がガラスクロスを含み、ガラスクロスを含まない層間絶縁樹脂層数が、表面B側よりも表面A側で多いことを特徴とする項1記載の半導体装置用ビルドアップ配線板。
層間絶縁樹脂層の厚みは、0.015〜0.1mmであることが好ましく、0.02〜0.08mmであることがより好ましい。0.015mm未満であると、パッケージ反り低減効果が小さくなる傾向があり、0.1mmを超えると、基板単体の反りが増大する傾向がある。
また、表面A側の層間絶縁樹脂層の平面方向の熱膨張係数は、表面B側の層間絶縁樹脂層の平面方向の熱膨張係数の2〜6倍であることが好ましく、3〜5倍であることがより好ましい。
コア基材の平面方向の熱膨張係数は、特に制限はないが、8×10−6/℃〜15×10−6/℃であることが好ましく、8×10−6/℃〜12×10−6/℃であることがより好ましい。
アンダフィル材は、CEL−C−3720(日立化成工業株式会社製、商品名)を用いた。アンダフィル材の硬化条件は165℃、2時間で行った。
ソルダレジストは、SR7200G(日立化成工業株式会社製、商品名)を用いた。ソルダレジストの乾燥条件は80℃、20分、露光条件は室温で300mJ/cm2、後硬化条件は150℃、1時間で行った。
(実施例1)
以下に記載する材料構成でビルドアップ配線板を作製し、パッケージ反りを測定した。コア基材13、銅箔14、層間絶縁樹脂層15及びソルダレジスト16からなるビルドアップ配線板上にペリフェラルタイプのICチップ11を実装し、ICチップ11とビルドアップ配線板とのギャップにアンダフィル材12を注入し、硬化した場合の室温(25℃)とリフロー実装温度(260℃)でのパッケージ反りを測定した。図1にパッケージ構造の概略を示す。アンダフィル材12の硬化温度は165℃、2時間で行った。ビルドアップ配線板サイズは15mm角で厚みは総厚で0.3mmである。コア基材13の厚みは0.1mm、コア基材表裏の銅箔14の厚みは0.012mm、層間絶縁樹脂層15は表裏に一層ずつ形成され、厚みはいずれも0.04mmである。各層間絶縁樹脂層15上には、さらに銅箔14が0.012mm施され、最外層のソルダレジソト16の厚みは0.03mmである。ICチップ11のサイズは、8.8mm角で厚みは0.14mmである。はんだバンプ17は0.12mmピッチである。
実施例1のコア基材13に、コア基材Bを用いた。コア基材Bは、Tgが165℃、Tg以下の弾性率と熱膨張係数は30GPa、13×10-6/℃、Tg以上の弾性率と熱膨張係数は15GPa、8.5×10-6/℃である。パッケージ構造、その他材料構成及び物性値は、実施例1記載のものと同様である。表面粗さ計を用いて、反り評価を行った結果、室温時のパッケージ反りは−0.130mm、リフロー実装時のパッケージ反りは0.020mmであった。
実施例1のコア基材13表層(表面A側)の層間絶縁樹脂層15に層間絶縁樹脂層Aを2段積層(厚み0.08mm)したものを用いた。この場合の室温時のパッケージ反りは−0.065mm、リフロー実装時のパッケージ反りは0.013mmであった。
実施例2のコア基材13表層(表面A側)の層間絶縁樹脂層15に層間絶縁樹脂層Aを2段積層(厚み0.08mm)したものを用いた。この場合の室温時のパッケージ反りは−0.070mm、リフロー実装時のパッケージ反りは0.015mmであった。
次に、比較例を示す。従来の基板構成は表裏に同じ材質の層間絶縁樹脂層15が形成されているため、まず、コア基材13の表裏(表面A側及び表面B側)に層間絶縁樹脂層Aを適用した場合のパッケージ反りを測定した。パッケージ構造、その他材料構成及び物性値は、実施例1記載のものと同様である。この場合の室温時のパッケージ反りは−0.244mm、リフロー実装時のパッケージ反りは0.116mmであった。
次に、コア基材13の表裏(表面A側及び表面B側)の層間絶縁樹脂層の形成にコア基材Aのプリプレグを適用した場合のパッケージ反りを測定した。パッケージ構造、その他材料構成及び物性値は、実施例1記載のものと同様である。この場合の室温時のパッケージ反りは−0.259mm、リフロー実装時のパッケージ反りは0.135mmであった。
11 ICチップ
12 アンダフィル材
13 コア基材
14 銅箔
15 層間絶縁樹脂層
16 ソルダレジスト
17 はんだバンプ
Claims (1)
- 配線を有するコア基材の表面Aと表面Bに、層間絶縁樹脂層と配線層が少なくとも一層ずつ積層され、各配線層及びコア基材の配線がインナービアホールを介して電気的に接続されることによってビルドアップ配線層が形成されたビルドアップ配線板において、半導体素子が実装される表面A側の層間絶縁樹脂層の平面方向の熱膨張係数が、実装基板に実装される表面B側の層間絶縁樹脂層の平面方向の熱膨張係数より大きく、表面A側の層間絶縁樹脂層の少なくとも一層がガラスクロスを含まず、表面B側の層間絶縁樹脂層の少なくとも一層がガラスクロスを含み、ガラスクロスを含まない層間絶縁樹脂層数が、表面B側よりも表面A側で多いことを特徴とする半導体装置用ビルドアップ配線板。
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