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WO2017006391A1 - 半導体装置 - Google Patents

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Publication number
WO2017006391A1
WO2017006391A1 PCT/JP2015/069294 JP2015069294W WO2017006391A1 WO 2017006391 A1 WO2017006391 A1 WO 2017006391A1 JP 2015069294 W JP2015069294 W JP 2015069294W WO 2017006391 A1 WO2017006391 A1 WO 2017006391A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wiring layer
pattern
wiring
semiconductor device
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/069294
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小林 達也
壮司 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to HK18103772.8A priority Critical patent/HK1244353A1/zh
Priority to KR1020177027511A priority patent/KR20180022628A/ko
Priority to CN201580073418.8A priority patent/CN107210267B/zh
Priority to JP2017526799A priority patent/JP6439046B2/ja
Priority to EP15897654.8A priority patent/EP3319120A1/en
Priority to PCT/JP2015/069294 priority patent/WO2017006391A1/ja
Priority to US15/563,214 priority patent/US10134665B2/en
Publication of WO2017006391A1 publication Critical patent/WO2017006391A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H10W70/65
    • H10P54/00
    • H10W20/40
    • H10W40/10
    • H10W40/22
    • H10W70/05
    • H10W70/093
    • H10W70/60
    • H10W74/014
    • H10W74/016
    • H10W74/129
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147Copper (Cu) as principal constituent
    • H10W40/255
    • H10W70/635
    • H10W70/685
    • H10W72/0198
    • H10W72/536
    • H10W72/5363
    • H10W72/5449
    • H10W72/5522
    • H10W72/5525
    • H10W72/884
    • H10W72/932
    • H10W74/00
    • H10W90/701
    • H10W90/734
    • H10W90/754

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device, for example, a technique effective when applied to a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a multilayer wiring board.
  • a heat dissipation or power / GND pattern having a large area is provided in the lowermost wiring layer of the multilayer wiring board.
  • a heat dissipation pattern of a BGA Ball Grid Array
  • a plurality of solder balls for heat dissipation are provided, and heat conduction is performed to the mounting substrate (motherboard) via these solder balls. It has been broken.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303334
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-147676
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-123783
  • NSMD Non-Solder Mask Defined
  • reflow is performed at about 250 ° C. to 260 ° C.
  • an insulating layer in the multilayer wiring board is used. Gas (outgas) is generated from such as.
  • Such a phenomenon may occur even when the semiconductor device is heated in a post-process test after assembling the semiconductor device and when the motherboard on which the semiconductor device is mounted is used in a high temperature environment. .
  • the gas generated from the resin of the insulating layer in the multilayer wiring board is on the lower layer side of the multilayer wiring board. It is difficult to escape to the outside.
  • the gas generated from the resin or the like of the multilayer wiring board is in a state in which it is difficult for the gas to escape outside the semiconductor device due to the large heat dissipation pattern.
  • the inventor of the present application has found that separation of the wiring layer occurs between the lower lower wiring layer and the insulating layer immediately below the lower wiring layer.
  • a semiconductor device includes a first insulating layer, a first protective film covering a first surface side of the first insulating layer, a first wiring layer bonded to a second surface of the first insulating layer, A second insulating layer bonded to the first surface of the first wiring layer; a second wiring layer bonded to the first surface of the second insulating layer; and a second protection covering the first surface of the second wiring layer.
  • a wiring substrate having a film, and a semiconductor chip fixed to the first surface of the first protective film.
  • the flatness of the second surface of the first wiring layer is lower than the flatness of the first surface of the first wiring layer
  • the first wiring layer has a first pattern
  • the second The wiring layer has a first pattern and a plurality of second patterns, and the first pattern provided in the second wiring layer overlaps the first pattern provided in the first wiring layer.
  • the area of the first pattern provided in the second wiring layer is larger than the total area of the plurality of second patterns provided in the second wiring layer, and the second wiring layer In the first pattern provided in, an opening is formed to expose a part of the second insulating layer.
  • Another semiconductor device is attached to the first insulating layer, the first protective film located on the first surface side of the first insulating layer, and the second surface of the first insulating layer.
  • a wiring board having a second protective film covering the first surface is included.
  • a semiconductor chip mounted on the first surface of the first protective film; and a sealing body that seals the semiconductor chip and the first surface of the first protective film of the wiring board.
  • the flatness of the second surface of the first wiring layer is lower than the flatness of the first surface of the first wiring layer, the first wiring layer has a first pattern, and the second wiring layer is And a first pattern and a plurality of second patterns. Furthermore, the first pattern provided in the second wiring layer is provided at a position overlapping the first pattern provided in the first wiring layer, and the first pattern provided in the second wiring layer. Is larger than the total area of the plurality of second patterns provided in the second wiring layer, and the first pattern provided in the second wiring layer includes a surface of the second insulating layer. An opening for exposing is formed.
  • the reliability of the semiconductor device can be improved.
  • FIG. 2 is a side view showing an example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a back view showing an example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a structure cut along line AA shown in FIG. 3.
  • It is a top view which shows an example of the structure which removed the sealing body of the semiconductor device shown in FIG. 2 is a plan view showing a wiring pattern of an uppermost wiring layer (L1) in the wiring substrate of the semiconductor device shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a plan view showing a wiring pattern of a second wiring layer (L2) from the top in the wiring substrate of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 2 is a plan view showing a wiring pattern of a third wiring layer (L3) from the top in the wiring substrate of the semiconductor device shown in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 2 is a plan view showing a wiring pattern of a lowermost wiring layer (L4) in the wiring substrate of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 2 is a back view showing an example of the structure of the back surface (lower surface) of the wiring board of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a partial plan view of a wiring pattern of a lowermost wiring layer (L4) in the wiring board of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of a structure cut along line AA in FIG. 14.
  • FIG. 2 is a partial plan view of a wiring pattern of a lowermost wiring layer (L4) in the wiring board of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a structure cut along the line BB in FIG.
  • FIG. 6 is a flow diagram and a cross-sectional view illustrating an example of an assembly procedure of the wiring board of the semiconductor device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a flow diagram and a cross-sectional view illustrating an example of an assembly procedure of the wiring board of the semiconductor device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a flow diagram and a cross-sectional view illustrating an example of an assembly procedure of the wiring board of the semiconductor device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a flow diagram and a cross-sectional view illustrating an example of an assembly procedure of the wiring board of the semiconductor device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a flowchart, a perspective view, and a cross-sectional view showing a procedure for assembling the semiconductor device of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a flow diagram and a cross-sectional view illustrating an assembly procedure of the semiconductor device of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a flowchart and a perspective view showing an assembling procedure of the semiconductor device of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a flowchart and a perspective view showing an assembling procedure of the semiconductor device of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a partial plan view showing a first modification of the positional relationship between the wiring pattern of the lowermost wiring layer and the semiconductor chip in the wiring board of the semiconductor device of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a partial plan view showing a first modification of the positional relationship between the wiring pattern of the lowermost wiring layer and the semiconductor chip in the wiring board of the semiconductor device of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a partial plan view showing a first modification of the wiring pattern of the lowermost wiring layer in the wiring board of the semiconductor device of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a plan view showing a second modification of the wiring pattern of the second wiring layer (L2) from the top in the wiring board of the semiconductor device shown in FIG. 1; FIG.
  • FIG. 10 is a plan view showing a second modification of the wiring pattern of the third wiring layer (L3) from the top in the wiring board of the semiconductor device shown in FIG. 1; It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device of the 3rd modification of embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing a fourth modification of the wiring pattern of the uppermost wiring layer in the wiring board of the semiconductor device of FIG. 1.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing a fourth modification of the structure of the semiconductor device cut along the line AA in FIG. 32; It is the flowchart and sectional drawing which show the assembly procedure of the wiring board of the 5th modification of embodiment. It is a fragmentary sectional view which shows the SMD structure in the wiring board of the semiconductor device of the comparative examination example.
  • FIG. 36 is a partial plan view showing the SMD structure shown in FIG. 35. It is a fragmentary sectional view which shows the NSMD structure in the wiring board of the semiconductor device of the comparative examination example.
  • FIG. 38 is a partial plan view showing the NSMD structure shown in FIG. 37.
  • the constituent elements are not necessarily indispensable unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Needless to say.
  • a semiconductor chip 1 is mounted on the upper surface 2a of the wiring board 2, and the resin seal in which the semiconductor chip 1 is sealed with a resin sealing body 4 is used. It is a stop type semiconductor package.
  • the semiconductor chip 1 is electrically connected to the bonding leads (electrodes) 2c of the wiring substrate 2 via wires (conductive members) 7.
  • the semiconductor chip 1 is a wiring as an example of the semiconductor device.
  • a BGA 9 in which solder balls 5 as a plurality of external terminals are provided on the lower surface 2b of the substrate 2 will be described.
  • the structure of the semiconductor device is not limited to BGA but may be LGA (Land Grid Array).
  • a die-bonding material is formed on the upper surface 2a of the wiring substrate (multilayer wiring substrate) 2 having four wiring layers and the solder resist film (first protective film) 2d of the wiring substrate 2. 6 and a plurality of solder balls 5 (external terminals) provided on the lower surface 2 b side of the wiring board 2.
  • the semiconductor chip 1 has a main surface 1a and a back surface 1b opposite to the main surface 1a, and a plurality of electrode pads 1c are formed along the periphery of the main surface 1a. Then, the back surface 1b is mounted (fixed) on the upper surface 2a of the wiring substrate 2 (the upper surface 2da of the solder resist film 2d) through a die bond material (adhesive made of resin or the like) 6 so as to face the wiring substrate 2. Yes.
  • the BGA 9 includes a plurality of electrode pads 1c formed on the main surface 1a of the semiconductor chip 1 and a plurality of bonding leads 2c formed on the second wiring layer (first conductive layer L1) 2m of the wiring board 2.
  • a plurality of wires 7 that are electrically connected to each other and a sealing body 4 that seals the upper surface 2a of the solder resist film 2d of the semiconductor chip 1 and the wiring substrate 2 are provided.
  • resist openings 2db are formed in each of the four sides of the semiconductor chip 1 in the solder resist film 2d on the upper surface 2a side of the wiring board 2.
  • a plurality of bonding leads 2c are arranged in each of the resist openings 2db.
  • Each of the plurality of bonding leads 2 c exposed in the resist opening 2 db and each of the plurality of electrode pads 1 c formed on the periphery of the main surface 1 a of the semiconductor chip 1 are electrically connected by wires 7. .
  • a plurality of solder balls 5 are provided in a peripheral arrangement as shown in FIG.
  • the arrangement of the plurality of solder balls 5 is not limited to the peripheral arrangement, and may be a matrix arrangement or the like.
  • the semiconductor chip 1 is formed of, for example, silicon, and the wire 7 is, for example, a gold wire or a copper wire.
  • the sealing resin that forms the sealing body 4 is, for example, a thermosetting epoxy resin.
  • the wiring substrate 2 is bonded to the first insulating layer (second interlayer insulating layer IL2) 2f which is a core layer and the upper surface (first surface) 2fa of the first insulating layer 2f.
  • the second wiring layer 2m (L1) joined (attached) to the upper surface (first surface) 2ga of the second insulating layer 2g is provided.
  • the wiring substrate 2 includes a solder resist film (first protective film) 2d that covers the upper surface 2fa side of the first insulating layer 2f, and a lower surface (second surface) opposite to the upper surface 2fa of the first insulating layer 2f.
  • the wiring substrate 2 includes a second wiring layer (fourth conductive layer L4) 2j bonded (attached) to the lower surface (first surface) 2hb of the second insulating layer 2h, and a second wiring layer 2j. And a solder resist film (second protective film) 2e covering the lower surface (first surface) 2jb and the lower surface 2hb of the second insulating layer (third interlayer insulating layer IL3) 2h.
  • a solder resist film (second protective film) 2e covering the lower surface (first surface) 2jb and the lower surface 2hb of the second insulating layer (third interlayer insulating layer IL3) 2h.
  • the flatness of the upper surface (second surface) 2ia opposite to the lower surface 2ib of the first wiring layer 2i (L3) is higher than the flatness of the lower surface 2ib of the first wiring layer 2i (L3). Is also low. That is, the upper surface 2ia of the first wiring layer 2i (L3) is rougher than the lower surface 2ib. This is due to a copper foil forming step in which the surface of the copper foil described later is formed uneven.
  • the first wiring layer 2i (L3) has a higher degree of adhesion with the upper first insulating layer (core layer) 2f than the lower second insulating layer 2h. Yes.
  • the flatness of the lower surface 2kb opposite to the upper surface 2ka of the first wiring layer 2k (L2) is lower than the flatness of the upper surface 2ka. That is, the lower surface 2kb of the first wiring layer 2k (L2) is rougher than the upper surface 2ka. This is also due to the copper foil forming step in which the surface of the copper foil described later is formed uneven.
  • the first wiring layer 2k has an adhesion degree with the lower first insulating layer (core layer) 2f, and the upper second insulating layer (first interlayer insulating layer IL1) 2g. It is higher than the degree of adhesion.
  • each insulating layer (first insulating layer 2f which is a core layer, second insulating layers 2g and 2h) in the wiring board 2 is made of, for example, a resin-based insulating material, while each wiring layer (second wiring layer).
  • 2m (L1), the first wiring layer 2k (L2), the first wiring layer 2i (L3), and the second wiring layer 2j (L4)) are made of, for example, a copper alloy.
  • the wiring layer shown in FIG. 6 is a wiring pattern (conductive pattern) of the second wiring layer 2m (L1), which is the uppermost wiring layer in the wiring board 2.
  • a first pattern 2mc (first plane, first conductive pattern, first conductive plane) is formed in a substantially central portion of the second wiring layer 2m.
  • the first pattern 2mc is formed in a substantially square shape in plan view, and is used as, for example, a first heat radiation pattern (first heat radiation plane), a first power supply pattern (first power supply plane), a first GND pattern (first GND plane), and the like. It is also possible to be called (called).
  • each bonding lead 2c has a signal, a GND, or a power supply, and is connected to a wiring 2md, and is further electrically connected to another wiring layer through a through hole (via) 2me.
  • the first pattern 2mc is provided with a plurality of through holes 2mf scattered. These through holes 2mf are electrically connected to the second wiring layer 2j (L4) shown in FIG. 9, which is the lowermost wiring layer. Furthermore, a plurality of openings 2mg for exposing a part of the upper surface (first surface) 2ga of the second insulating layer 2g are formed in the vicinity of the four corners of the substantially rectangular peripheral edge of the first pattern 2mc. Has been. Furthermore, since a part of the solder resist film 2d is formed in the opening 2mg, the adhesion between the first pattern 2mc and the solder resist film 2d is improved.
  • the opening 2 mg is also called a slit or a hollow.
  • the planar shape of the opening 2mg shown in FIG. 6 is a circle, but is not limited to a circle and may be a rectangle or the like.
  • the wiring layer shown in FIG. 7 is a wiring pattern of the first wiring layer 2k (L2) which is the second wiring layer from the top in the wiring board 2.
  • the first wiring layer 2k is divided into three regions.
  • the block that is arranged near the center and has the largest area is the first pattern 2kc (first plane, first conductive pattern, first conductive plane, first divided plane), for example, a first heat radiation pattern. It can also be used (called) as a (first heat radiation plane), a first power supply pattern (first power supply plane), a first GND pattern (first GND plane), or the like.
  • One of the patterns divided (electrically separated) from the first pattern 2kc is a second pattern 2kd (second plane, second conductive pattern, second conductive plane, second divided plane). Yes, the area is much smaller than that of the first pattern 2kc. For example, it can be used (called) as a second heat radiation pattern (second heat radiation plane), a second power supply pattern (second power supply plane), a second GND pattern (second GND plane), or the like.
  • the other of the patterns divided (electrically separated) from the first pattern 2kc is the second pattern 2ke (or the third pattern, the third plane, the third conductive pattern, the third conductive plane, 3 divided planes), and the second pattern 2kd is also divided (electrically separated) pattern.
  • the second pattern 2ke is a third heat dissipation pattern (third heat dissipation plane), a third power supply pattern (third power supply plane), and a third GND pattern (third GND plane) other than the above-described second pattern 2kd. Etc. can also be used (called) etc.
  • the power supply / GND system is often divided into several functional blocks in order to avoid the influence of noise from individual functional units, and as a result, the wiring pattern is divided into a plurality of pieces.
  • the so-called first pattern 2kc, second pattern 2kd, and second pattern 2ke may all have different potentials. Further, for example, the first pattern 2kc is used for core GND / power supply, the second pattern 2kd is used for analog GND / power supply, and the second pattern 2ke is separated for use as GND / power supply for IO. You may do it.
  • the through hole 2kf is a through hole connected to the bonding lead 2c of the second wiring layer 2m (L1) of the first layer. 2me is connected.
  • the bonding lead 2c and the first pattern 2kc of the first wiring layer 2k are electrically connected via a so-called through hole 2kf.
  • the through hole 2kg is connected to the through hole 2me connected to the bonding lead 2c of the second wiring layer 2m (L1) of the first layer, but is connected to the first pattern 2kc of the first wiring layer 2k. It has not been.
  • the bonding lead 2c and the first pattern 2kc of the first wiring layer 2k are not electrically connected via the so-called through hole 2kg.
  • the through hole 2kh is connected to the through hole 2mf connected to the first pattern 2mc of the first layer, but is not connected to the first pattern 2kc of the first wiring layer 2k.
  • the first pattern 2mc of the first layer and the first pattern 2kc of the first wiring layer 2k are not electrically connected via the so-called through hole 2kh.
  • the wiring layer shown in FIG. 8 is a wiring pattern of the first wiring layer 2i (L3) which is the third wiring layer from the top in the wiring board 2.
  • the first wiring layer 2i is divided into two regions.
  • the region arranged in the vicinity of the center is the first pattern 2ic (first plane, first conductive pattern, first conductive plane, first divided plane), for example, a first heat dissipation pattern (first heat dissipation plane). ),
  • a first power supply pattern (first power supply plane), a first GND pattern (first GND plane), or the like.
  • the area divided from the first pattern 2 ic is a second pattern 2 id provided around the first pattern 2 ic.
  • the second pattern 2id (second plane, second conductive pattern, second conductive plane, second divided plane) is, for example, a second heat dissipation pattern (second heat dissipation plane), a second power supply pattern (second power supply plane). ), Can be used (called) as a second GND pattern (second GND plane) or the like.
  • the reason for dividing the pattern of the first wiring layer 2i (L3) is the same as that of the first wiring layer 2k (L2) described above.
  • the through hole 2ie formed in the first pattern 2ic is bonded to the second wiring layer 2m (L1) of the first layer. It is connected to the through hole 2me connected to the lead 2c.
  • the bonding lead 2c and the first pattern 2ic of the first wiring layer 2i are electrically connected through a so-called through hole 2ie.
  • the through hole 2ig is connected to the through hole 2me connected to the bonding lead 2c of the second wiring layer 2m (L1) of the first layer, but is connected to the second pattern 2id of the first wiring layer 2i. It has not been.
  • the bonding lead 2c and the second pattern 2id of the first wiring layer 2i are not electrically connected via the so-called through hole 2ig.
  • the through hole 2ih is connected to the through hole 2mf connected to the first pattern 2mc of the first layer, but is not connected to the first pattern 2ic of the first wiring layer 2i.
  • the first pattern 2mc of the first layer and the first pattern 2ic of the first wiring layer 2i are not electrically connected via a so-called through hole 2ih.
  • the through hole 2if formed in the second pattern 2id of the first wiring layer 2i is connected to the through hole 2mh of the first wiring layer 2m (L1).
  • the first pattern 2 ic of the first wiring layer 2 i is provided at a position overlapping the semiconductor chip 1 in a cross-sectional view (FIG. 4) or a plan view (FIG. 8).
  • the wiring layer shown in FIG. 9 is a wiring pattern of the second wiring layer 2j (L4) which is the lowermost wiring layer in the wiring board 2.
  • the second wiring layer 2j has a first pattern 2jc (first plane, first conductivity) provided at a position overlapping the semiconductor chip 1 in a cross-sectional view (FIG. 4) or a plan view (FIG. 14 described later). Pattern, first conductive plane) and a plurality of second patterns 2jd (second conductive patterns) provided around the first pattern 2jc.
  • the first pattern 2jc may be used (called), for example, as a first heat dissipation pattern (first heat dissipation plane), a first power supply pattern (first power supply plane), a first GND pattern (first GND plane), or the like. Is possible.
  • the second pattern 2jd is also called, for example, a signal pattern, signal wiring, power supply wiring, GND wiring, or the like. Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j is provided at a position overlapping the first pattern 2ic provided in the first wiring layer 2i (L3) in the transmission plan view. It has been.
  • the outer diameter of the first pattern 2jc provided in the second wiring layer 2j (L4) is plural (for example, two) provided in the second wiring layer 2j (L4). It is larger than the outer diameter of the second pattern 2jd.
  • the area (or total area) of the first pattern 2jc provided in the second wiring layer 2j (L4) is a plurality (for example, for example) provided in the second wiring layer 2j (L4). It is larger than the area (or total area) of the two second patterns 2jd.
  • Each of the plurality of second patterns 2jd has a plurality of lands 2jg formed in two rows on the peripheral edge of the second wiring layer 2j and connected to the solder balls 5 shown in FIG. .
  • the land 2jg is also called, for example, a ball land, an electrode pad, or an external electrode pad.
  • the through hole 2jj formed in the first pattern 2jc is the second wiring layer 2m (L1) of the first layer. It is connected to a through hole 2mf connected to one pattern 2mc.
  • the first pattern 2mc of the second wiring layer 2m and the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j are electrically connected through a so-called through hole 2jj.
  • the through hole 2jj is not electrically connected to the first pattern 2kc of the first wiring layer 2k or the first pattern 2ic of the first wiring layer 2i.
  • the through hole 2jk connected to the second pattern 2jd of the second wiring layer 2j (L4) is connected to another wiring layer (for example, the second wiring layer 2m (L1), the first wiring layer via the through hole 2jk). 2k (L2) and the first wiring layer 2i (L3)).
  • first openings exposing a part (surface) of the lower surface 2hb of the second insulating layer 2h shown in FIG. Part) 2jm is formed.
  • the first opening 2jm is also called, for example, a first vent hole, a first slit part, a first depression part, etc., and its planar shape is a circle, but is not limited to a circle, but a square or a slit shape, etc. There may be.
  • a part (surface) of the lower surface 2hb of the second insulating layer 2h is exposed outside the region where the plurality of first openings 2jm of the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j (L4) is provided.
  • a plurality of second openings 2jn are provided.
  • the second opening 2jn is also called, for example, a second vent hole, a second slit, a second depression, etc., and its planar shape is circular, However, the shape is not limited to a square shape or a slit shape.
  • three second openings 2jn are provided in the vicinity of the four corners of the substantially square peripheral edge of the first pattern 2jc.
  • the number of the second openings 2jn is not limited to the number described above.
  • the first pattern 2jc provided in the second wiring layer 2j (L4) is arranged so as to overlap the first pattern 2ic of the first wiring layer 2i (L3). Further, the first pattern 2jc provided in the second wiring layer 2j (L4) is disposed inside the first pattern 2ic of the first wiring layer 2i (L3).
  • the first pattern 2 ic of the first wiring layer 2 i (L 3) is arranged in the upper layer of the first pattern 2 jc at the center of the lowermost layer (L 4).
  • the first pattern 2ic of the first wiring layer 2i (L3) is provided with four protruding areas in which through holes 2ie for connecting to the bonding leads 2c of the second wiring layer 2m (L1) are arranged. Yes.
  • the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j (L4) is in a state of being disposed inside the first pattern 2ic of the first wiring layer 2i (L3).
  • the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j (L4) has a plurality of first lands 2jh and second lands 2ji exposed from the solder resist film (second protective film) 2e shown in FIG.
  • a plurality of solder balls 5 shown in FIG. 4 are mounted on each of the plurality of first lands 2jh and second lands 2ji. Since the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j (L4) is not electrically connected to the semiconductor chip 1, the plurality of solder balls 5 mounted on the first land 2jh and the second land 2ji This is a solder ball for heat dissipation that is not electrically connected to the chip 1.
  • each of the plurality of second patterns 2jd in the second wiring layer 2j has a plurality of lands 2jg exposed from the solder resist film 2e, and a plurality of lands 2jg are provided as external terminals on each of the plurality of lands 2jg.
  • the solder balls 5 are mounted.
  • FIG. 10 shows an example of the arrangement of lands 2jg on the back surface (lower surface 2b) side of the wiring board 2. As shown in FIG.
  • the first land 2jh and the second land 2ji, to which a heat radiating solder ball 5 (also referred to as a thermal ball) is connected, are exposed on the lower surface 2b of the wiring board 2.
  • a plurality of lands 2jg to which the solder balls 5 serving as external terminals are connected in two rows along the peripheral edge of the lower surface 2b are exposed.
  • Each of the plurality of lands 2jg, the plurality of first lands 2jh, and the plurality of second lands 2ji is covered with a solder resist film (second protective film) 2e, and the periphery of each land is covered by SMD ( Solder Mask Defined) structure.
  • SMD Solder Mask Defined
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the heat conduction state in the mounting structure of the semiconductor device of the study example
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device of the study example before and when it is mounted, It is sectional drawing and a partial expanded sectional view which show this mounting structure.
  • a heat radiation pattern 31 having a large area is formed in the lowermost wiring layer of the wiring board 2 in consideration of the heat conduction. It is effective.
  • the semiconductor chip 1 since the semiconductor chip 1 has a higher function, the semiconductor chip 1 that generates a larger amount of heat is often mounted, and it is necessary to form a larger heat radiation pattern 31 in order to improve heat dissipation. ing.
  • the thermal radiation pattern 31 is provided with a plurality of thermal balls (solder balls 5) for the purpose of heat radiation, it was not preferable to form an opening that cuts off the heat radiation path between these balls. (It was considered preferable to dissipate heat as evenly as possible in the heat radiation pattern 31).
  • a large wiring pattern in the lowermost layer (outermost layer) is also intended to enhance the shielding effect. Therefore, in order to improve electrical characteristics, it is preferable to provide a plurality of openings in the large wiring pattern. It was said that there was no.
  • the semiconductor chip 1 having a larger amount of heat generation has been increasingly mounted in order to increase the functionality of the semiconductor chip 1, and in order to further improve heat dissipation and electrical characteristics, a large amount is required. There is a need to form the heat dissipation pattern 31.
  • the BGA 30 including the wiring board 2 having four wiring layers (L1, L2, L3, and L4) will be described.
  • the BGA 30 is connected to the mother board (mounting board) 11.
  • the wiring board 2 is also heated to a high temperature.
  • the internal pressure is increased at the R portion in the substrate, and a gas G is generated from the insulating layer or the like (the gas G shown in FIG. It is outgas that sometimes occurs, and the arrow G also shows the dehumidification path of the gas).
  • a heat radiation pattern (heat radiation plane) 31 is provided at the center of the lowermost wiring layer, and a plurality of solder balls 5 for heat radiation are provided on the heat radiation pattern 31. Is in a state in which the gas generated from the substrate is difficult to escape from the lower layer side.
  • the semiconductor chip 1 is mounted at the center of the upper side of the substrate, and the mold resin 32 is disposed around the semiconductor chip 1 so as to cover the semiconductor chip 1. Therefore, even if an internal pressure is applied upward in the substrate, the semiconductor chip 1 and the mold resin 32 are arranged, so that the strength of the wiring substrate 2 is high and the wiring substrate 2 is difficult to deform on the upper layer side. In other words, among the four wiring layers, the L3 and L4 wiring layers are easier to deform than the L1 and L2 wiring layers.
  • the gas G since the uppermost wiring layer has more openings than the other wiring layers, the gas G easily escapes upward.
  • the lowermost wiring layer tends to increase the area of the heat radiation pattern 31 for the purpose of improving the above-described heat dissipation and electrical characteristics such as a shielding effect, the gas G is from the lower layer side. It is in a more difficult state.
  • a copper foil is bonded to both front and back surfaces of an insulating layer such as a core layer. Joined with.
  • an insulating layer such as a core layer.
  • the surface of the copper foil that is uneven is joined to the insulating layer.
  • the copper foil is attached to the insulating layer and then pressure is applied to both.
  • the L3 wiring layer is joined to the insulating layer (eg, core) on the upper side
  • one surface (the pasting side) of the copper foil has an uneven surface formed by copper crystal growth by an electrolytic reaction. It has become.
  • the uneven surface of the copper foil and the insulating layer have high adhesion, but the surface of the copper foil on the opposite side has high flatness and low adhesion with the resin layer.
  • the peeling 34 easily occurs between the insulating layer (insulating layer on the opposite side to the core side) 33 immediately below the wiring layer 2. The inventor found out.
  • FIG. 14 is a plan view showing the first pattern 2jc at the center of the second wiring layer 2j (L4) in the lowermost layer of the wiring board (multilayer wiring board) 2 of the BGA 9 of the present embodiment.
  • FIG. 15 shows a cross section taken along the line AA in FIG.
  • the area of the first pattern 2jc provided in the second wiring layer 2j is larger than the area of the semiconductor chip 1 shown in FIG. In other words, the area of the first pattern 2jc is larger than the area of the chip mounting area (chip area, third area) 2jp.
  • the semiconductor chip 1 is located inside the first pattern 2jc provided in the second wiring layer 2j.
  • first pattern 2jc a plurality of first openings 2jm are formed.
  • the first pattern 2jc is formed with a plurality of heat dissipation lands and a first land 2jh and a second land 2ji arranged so as to be adjacent to each other.
  • the first land 2jh and the second land 2ji A solder ball 5 shown in FIG. 4 is connected to each of them, and heat is radiated through the solder ball 5.
  • the plurality of first openings 2jm are provided in a first area (land area, thermal ball area) 2je where the first land 2jh and the second land 2ji are provided.
  • a plurality of second openings 2jn are formed in the second region (region outside the land region, land outer region) 2jf located outside the first region 2je.
  • the first opening 2jm is formed between the first land 2jh and the second land 2ji, as shown in FIGS.
  • Unevenness 2n is formed on the upper surface 2ja of (L4), and the flatness is low. This is due to the copper foil forming process described later.
  • the surface of each wiring layer on which the unevenness 2n is formed has a high degree of adhesion with each insulating layer in contact with these surfaces.
  • the surface on which the unevenness 2n is formed (the surface with low flatness) and the surface on the opposite side (the surface with high flatness) are more insulated.
  • High adhesion to the layer For example, in the first wiring layer 2i (L3), the upper surface 2ia is formed with the unevenness 2n, while the lower surface 2ib is not substantially formed with the unevenness 2n, so that the upper surface 2ia is compared with the lower surface 2ib.
  • High adhesion to the insulating layer that is, in the first wiring layer 2i (L3), the lower surface 2ib is more easily separated from the insulating layer on the upper surface 2ia and the lower surface 2ib.
  • FIG. 16 is a plan view showing the first pattern 2jc at the center of the second wiring layer 2j (L4) in the lowermost layer of the wiring board (multilayer wiring board) 2 of the BGA 9 of the present embodiment.
  • FIG. 16 shows a BB cross section of FIG.
  • the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j (L4) includes a first region 2je in which a plurality of lands 2jg are formed, and a second region located outside (around) the first region 2je. And a region 2jf.
  • the first opening 2jm and the second opening 2jn different from the first opening 2jm are provided as the openings from which the gas can be extracted.
  • the portion 2jm is disposed in the first region 2je
  • the second opening 2jn is disposed in the second region 2jf outside the first region 2je.
  • the width of the first opening 2jm in plan view is narrower than the width of the second opening 2jn. That is, in plan view (FIG. 16) and sectional view (FIG. 17), the size of the first opening 2jm (W1 in FIG. 17) is smaller than the size of the second opening 2jn (W2 in FIG. 17) ( W1 ⁇ W2). That is, since the pitch interval between the first land 2jh and the second land 2ji is narrow, the width of the first opening 2jm is narrow.
  • the size (W1) of the first opening 2jm is substantially the same as or slightly smaller than the size (W3) of the through hole 2jj.
  • a plurality of lands 2jg are formed in the first region 2je of the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j (L4). These lands 2jg (first land 2jh, second land 2ji) are lands for mounting a thermal ball (solder ball 5). In addition, since the plurality of lands 2jg (first land 2jh, second land 2ji) are formed in the first region 2je as described above, the first opening 2jm is preferably disposed between the lands. .
  • the first land 2jh and the second land 2ji are provided in a matrix arrangement in the first region 2je. Further, a through hole 2jj is provided between each of the first land 2jh and the second land 2ji in an oblique direction. Therefore, it is effective to provide the first opening 2jm between the first land 2jh and the second land 2ji (between the vertical and horizontal directions of the balls in the matrix arrangement) by reducing the size in plan view.
  • a plurality of first openings 2jm can be arranged in the first region 2je.
  • the plurality of first openings 2jm are arranged in the horizontal direction (X direction) or the vertical direction (Y direction) in plan view. ).
  • the second opening 2jn is formed in the second region 2jf which is a region outside (around) the first region 2je.
  • the land 2jg is not arranged in the second region 2jf, and only a predetermined number of through holes 2jj are formed. Therefore, the second opening 2jn having an opening area larger than the first opening 2jm. A plurality of can be arranged.
  • a plurality of first openings 2jm are formed in the first region 2je of the first pattern 2jc at the center of the lowermost second wiring layer 2j (L4). Therefore, the gas (outgas) generated inside the substrate can be extracted to the outside from the vicinity of the central portion on the lower layer side of the substrate. Further, since the plurality of second openings 2jn are formed in the second region 2jf outside the first region 2je, outgas generated inside the substrate via the first opening 2jm and the second opening 2jn is further increased. It can be pulled out from the lower layer side of the substrate.
  • the outgas is discharged through the first opening 2jm and the second opening 2jn. It can be extracted from the lower layer side of the substrate.
  • the location where the first opening 2jm is arranged is not limited to the position between the first land 2jh and the second land 2ji.
  • the empty space may be provided in the first region 2je.
  • the size of the opening of the first opening 2jm and the second opening 2jn is not limited to that the first opening 2jm is smaller than the second opening 2jn.
  • the first opening 2jm having the large opening may be provided in the first region 2je. Needless to say, it is good.
  • the first opening 2jm and the second opening 2jn may be openings having the same size. That is, the relationship between the sizes of the first opening 2jm and the second opening 2jn varies.
  • the first opening 2jm and the second opening 2jn are openings that expose the surface or the inside of the second insulating layer 2h, which is an upper layer, and can release outgas generated inside the substrate from the openings.
  • the structure is different from a normal through hole.
  • the through hole 2jj shown in the Q part of FIG. 15 is a through hole wiring that electrically connects the lowermost wiring pattern and the uppermost wiring pattern. Therefore, the conductor pattern 2p is formed on the inner wall surface of the hole.
  • it is not an opening that exposes the surface or the inside of the second insulating layer 2h. That is, since the second insulating layer 2h is surrounded by the conductor pattern 2p, outgas generated in the second insulating layer 2h and the like cannot be released to the outside of the substrate through the through hole 2jj.
  • FIGS. 18, 19 and 20 are a flow diagram and a cross-sectional view showing an example of the assembly procedure of the wiring board of the semiconductor device shown in FIG.
  • the copper foil is formed using an electrolytic copper foil manufacturing method. That is, the electrolytic copper foil 2 q is formed on the drum electrode (cathode) 13 using the copper sulfate solution 12.
  • the electrolytic copper foil manufacturing method copper is deposited on the surface of a drum-like cathode (drum electrode 13) by an electrolytic reaction of the copper sulfate solution 12, and is wound up when a desired thickness is obtained.
  • the drum side of the copper foil has a smooth surface (surface with good flatness), but the outer side (copper sulfate solution side) has an uneven surface 2n as the copper foil grows, and the surface is rough (flat). The condition is bad).
  • the copper clad laminate shown in step S2 is formed.
  • a copper foil electrolytic copper foil 2q
  • the first insulating layer 2f which is an insulating layer serving as a core layer, with the surface having a large roughness facing the insulating layer.
  • step S3 After the copper clad laminate is formed, resist formation (exposure / development) shown in step S3 is performed. That is, a desired pattern is exposed and developed on the copper foil (electrolytic copper foil 2q) using the resist film as a mask.
  • step S4 the etching shown in step S4 is performed. That is, the copper foil (electrolytic copper foil 2q) is etched to form a desired pattern on the copper foil (electrolytic copper foil 2q).
  • step S5 the stacking shown in step S5 is performed. That is, the second insulating layer 2g and the second insulating layer 2h are further blocked on the upper and lower surfaces with respect to the first insulating layer 2f having the wiring patterns (the first wiring layer 2k and the first wiring layer 2i) formed on the upper and lower surfaces. Apply pressure at 22 and apply. At this time, the second wiring layer 2m is attached to the upper layer of the second insulating layer 2g, while the second wiring layer 2j is formed below the second insulating layer 2h to insulate the surface having a large roughness. It is stuck on the layer side.
  • the through hole processing shown in step S6 of FIG. 19 is performed.
  • a plurality of through holes 2r are formed at desired positions using a drill 14.
  • the through hole 2r can also be formed by a laser.
  • step S7 through-hole plating is performed as shown in step S7. That is, the copper plating 2s is formed on the inner wall of each through hole, and the uppermost second wiring layer 2m and the lowermost second wiring layer 2j are connected by the copper plating 2s.
  • resist formation / exposure development / etching shown in step S8 is performed. That is, a desired wiring pattern is formed by performing resist formation, exposure development, and etching on each of the uppermost second wiring layer 2m and the lowermost second wiring layer 2j.
  • the solder resist is applied as shown in step S9 of FIG. That is, the solder resist film 2d is formed on the uppermost second wiring layer 2m, while the solder resist film 2e is formed on the lowermost second wiring layer 2j, and the solder resist film is formed in the through hole 2jj. 2t is formed.
  • step S10 After the solder resist application, exposure and development shown in step S10 are performed.
  • the upper solder resist film 2d and the lower solder resist film 2e are exposed and developed to form a desired pattern on each desired solder resist film.
  • step S11 the surface treatment shown in step S11 is performed.
  • surface treatment that is, Ni / Au plating 2u is formed on the bonding lead 2c exposed on the upper surface side and the land 2jg exposed on the lower surface side.
  • the wiring substrate 2 having four wiring layers is completed.
  • the lower surface 2mb see FIG. 15 of the second wiring layer 2m (L1)
  • the lower surface 2kb see FIG. 15
  • the first wiring layer 2k L3
  • the upper surface 2ia (refer to FIG. 15) of the second wiring layer 2j (L4) and the upper surface 2ja (refer to FIG.
  • each of the upper surface 2ka (see FIG. 15) of the first wiring layer 2k (L2) and the lower surface 2ib (see FIG. 15) of the first wiring layer 2i (L3) has high flatness, and thus has a large roughness.
  • the degree of adhesion with the insulating layer is low, and the peeling 34 as shown in FIG. 13 is easy to place.
  • FIGS. 21 to 24 are a flowchart and a cross-sectional view showing the assembly procedure of the semiconductor device of FIG.
  • the BGA 9 is assembled by a so-called MAP (Mold Array Array) method in which assembly is performed using a multi-chip substrate 10 having a plurality of semiconductor device regions.
  • MAP Mold Array Array
  • step S21 shown in FIG. 21 is performed.
  • step S22 After the wafer preparation, dicing shown in step S22 is performed. Here, the semiconductor wafer 15 held on the wafer ring 16 is separated into pieces by the dicing blade 17 to obtain a good semiconductor chip 1.
  • step S23 die bonding shown in step S23 is performed.
  • a die bond material 6 such as a resin paste material is applied to each chip region of the multi-chip substrate 10 using, for example, a multipoint nozzle 18, and the die bond material 6 is passed through the die bond material 6.
  • the semiconductor chip 1 is mounted on the substrate.
  • step S24 in FIG. 22 After the die bonding, wire bonding shown in step S24 in FIG. 22 is performed.
  • the electrode pads 1c of the semiconductor chip 1 and the bonding leads 2c of the wiring substrate 2 (multiple substrate 10) are electrically connected using a metal wire 7.
  • step S25 resin molding in step S25 is performed. That is, the semiconductor chip 1 and the plurality of wires 7 are sealed with a sealing resin on the multi-chip substrate 10, and the collective sealing body 8 is formed on the multi-chip substrate 10.
  • step S26 in FIG. 23 After the resin molding, the laser marking shown in step S26 in FIG. 23 is performed. That is, a desired mark 19 is attached by irradiating the surface of the collective sealing body 8 formed by resin molding with a laser.
  • step S27 After the laser marking, bump formation shown in step S27 is performed.
  • a plurality of solder balls 5 are mounted on the lower surface side of the multi-piece substrate 10 (wiring substrate 2).
  • step S28 After completion of the bump formation, individualization is performed in step S28 in FIG. That is, the collective sealing body 8 and the multi-piece substrate 10 shown in FIG. 24 formed by resin molding are cut into pieces by the dicing blade 17 and further subjected to the test shown in step S29.
  • ⁇ Semiconductor device mounting structure (module)> 25 is a cross-sectional view showing an example of a mounting structure of the semiconductor device shown in FIG.
  • the assembled BGA 9 is mounted on the mother board 11 which is a mounting board. At that time, the solder ball 5 is melted by reflow, and the solder ball 5 as an external terminal and the bump electrode 11a formed on the upper surface 11c of the mother board 11 are electrically connected. On the other hand, the heat dissipating solder ball 5 (thermal ball) disposed in the center of the BGA 9 and the heat dissipating pattern 11b of the mother board 11 are electrically connected.
  • the wiring board 2 includes the first opening 2jm and the second opening in the lowermost wiring layer. Since the portion 2jn (see FIG. 17) is provided, outgas can be extracted from the lower layer side of the substrate through the first opening 2jm and the second opening 2jn.
  • the reliability of the module can be improved.
  • ⁇ First Modification> 26 is a partial plan view showing a first modification of the positional relationship between the wiring pattern of the lowermost wiring layer and the semiconductor chip in the wiring board of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 27 is the lowermost diagram of the wiring board of the semiconductor device of FIG.
  • FIG. 28 is a partial plan view showing a first modification of the positional relationship between the wiring pattern of the lower wiring layer and the semiconductor chip.
  • FIG. 28 is a first wiring pattern on the back surface side of the lowermost wiring layer in the wiring board of the semiconductor device of FIG. It is a partial top view which shows a modification.
  • FIG. 26 shows a case where the region of the semiconductor chip 1 is larger than the first region (thermal ball region) 2je in the first pattern 2jc of the second wiring layer 2j (L4).
  • FIG. 27 shows a structure in which the region of the semiconductor chip 1 is mounted with being shifted from the first pattern 2jc.
  • a plurality of first openings 2jm are formed in the first region 2je, and a plurality of second openings 2jn are formed in the second region 2jf outside the first region 2je. Therefore, outgas generated inside the substrate generated when the substrate is heated can be extracted to the outside from the lower layer side of the substrate through the first opening 2jm and the second opening 2jn.
  • the second wiring layer 2j (L4) is provided with a plurality of third patterns 2v different from the second pattern 2jd in addition to the first pattern 2jc (outside the chip area).
  • the third pattern 2v has a plurality of lands 2jg, and can be used as, for example, a power supply pattern, a GND pattern, a heat radiation plane, a heat radiation pattern, and the like. These patterns are provided with bonding leads 2c for the L1 wiring layer as shown in FIG. 4, through-holes 2jk connected to the L2 wiring layer pattern, the L3 wiring layer pattern, and the like, and Some of these third patterns 2v are provided with a first opening 2jm. There is also a third pattern 2v provided with a second opening 2jn.
  • the outgas generated inside the substrate can be extracted from the first opening 2jm and the second opening 2jn to the outside. it can.
  • ⁇ Second Modification> 29 is a plan view showing a second modification of the wiring pattern of the second wiring layer (L2) from the top in the wiring substrate of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 30 is the top in the wiring substrate of the semiconductor device shown in FIG. It is a top view which shows the 2nd modification of the wiring pattern of the 3rd wiring layer (L3) from to.
  • the first wiring layer 2k (L2) is composed of one type of pattern instead of the divided pattern is shown.
  • the first wiring layer 2i (L3) indicates a case where the pattern is composed of one type of pattern instead of the divided pattern.
  • the area of the wiring pattern of the first wiring layer 2i (L3) in FIG. 30 is larger than the area of the wiring pattern (first pattern 2jc) of the second wiring layer 2j (L4) shown in FIG.
  • the outgas generated in is more difficult to escape.
  • the outgas generated inside the board is reduced to the first.
  • the opening 2jm and the second opening 2jn can be extracted to the outside, and as a result, the reliability of the BGA 9 can be improved.
  • any one of the patterns is the first pattern of the second wiring layer 2j (L4).
  • the outgas generated inside the substrate is removed from the first opening.
  • the portion 2jm and the second opening 2jn can be pulled out.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a third modification of the embodiment.
  • the BGA 20 shown in FIG. 31 is a semiconductor device assembled by employing individual molding. That is, unlike the collective mold, it has a sealing body 4 formed by a cavity corresponding to each semiconductor device. Therefore, the BGA 20 is a semiconductor device having a structure in which the peripheral edge portion of the upper surface 2a of the wiring board 2 is exposed.
  • the outgas generated inside the substrate can be reduced.
  • the first opening 2jm and the second opening 2jn can be extracted outside, and as a result, the reliability of the BGA 20 can be improved.
  • the second wiring layer 2j (L4) of the wiring substrate 2 is also used in the flip chip structure semiconductor device in which the electrical connection between the semiconductor chip 1 and the bonding lead 2c of the substrate is not performed by the wire 7 but by the bump electrode.
  • the outgas generated inside the substrate can be extracted to the outside from the first opening 2jm and the second opening 2jn.
  • FIG. 32 is a plan view showing a fourth modification of the wiring pattern of the uppermost wiring layer in the wiring substrate of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 33 shows the structure of the semiconductor device cut along the line AA of FIG. It is sectional drawing which shows a 4th modification.
  • the first pattern 2mc of the uppermost second wiring layer 2m (L1) indicates the GND / power supply pattern.
  • the first pattern 2mc and the through hole 2me connected to the bonding lead 2c are electrically connected via the wiring 2y. It is connected to the. In other words, the bonding lead 2c and the first pattern 2mc are electrically connected.
  • the first pattern 2mc of the uppermost second wiring layer 2m (L1) includes the through hole 2mf of the uppermost second wiring layer 2m (L1) and the second lower wiring layer.
  • the first pattern 2jc of the lowermost second wiring layer 2j (L4) is connected through the through hole 2jj of 2j (L4).
  • the first pattern 2mc of the uppermost second wiring layer 2m (L1) is electrically connected to the first pattern 2jc of the lowermost second wiring layer 2j (L4).
  • the bonding lead 2c of the uppermost second wiring layer 2m (L1) includes the through hole 2me of the uppermost second wiring layer 2m (L1) and the lowermost second wiring layer 2j. Through the through hole 2jk of (L4), it is connected to the second pattern 2jd of the lowermost second wiring layer 2j (L4) shown in FIG.
  • the bonding lead 2c of the uppermost second wiring layer 2m (L1) in FIG. 33 is connected to the through hole 2me of the uppermost second wiring layer 2m (L1) and It is connected to the third pattern 2v of the lowermost second wiring layer 2j (L4) shown in FIG.
  • the bonding lead 2c of the uppermost second wiring layer 2m (L1) is the second pattern 2jd of the lowermost second wiring layer 2j (L4) or the second wiring layer 2j (L4) of the lowermost layer. It is electrically connected to the third pattern 2v.
  • the bonding lead 2c is GND
  • the second pattern 2jd of the two wiring layers 2j (L4) becomes a GND pattern.
  • the third pattern 2v of the second wiring layer 2j (L4), which is the lowermost layer, is also a GND pattern.
  • the second pattern 2jd of the two wiring layers 2j (L4) is a power supply pattern.
  • the third pattern 2v of the second wiring layer 2j (L4), which is the lowermost layer, is also a power supply pattern.
  • FIGS. 34A and 34B are a flow diagram and a cross-sectional view showing a procedure for assembling a wiring board according to a fifth modification of the embodiment.
  • FIG. 34 shows a method for manufacturing the wiring board 21 having three wiring layers. However, in FIG. 34, illustration is omitted about the process similar to the wiring board 2 which has four wiring layers.
  • the copper foil is formed using, for example, an electrolytic copper foil manufacturing method. That is, the electrolytic copper foil 2q is formed on the drum electrode (cathode) 13 using the copper sulfate solution 12 shown in FIG.
  • the copper clad laminate shown in step S32 is formed.
  • the copper foil is pasted on the upper and lower surfaces of the first insulating layer 2f, which is an insulating layer serving as a core layer, with the roughened surface facing the insulating layer.
  • resist formation exposure / development
  • etching are performed in the same manner as shown in FIG.
  • step S35 the lamination shown in step S35 is performed. That is, with respect to the first insulating layer 2f in which the wiring patterns (upper first wiring layer 21a, lower first wiring layer 21b) are formed on the upper and lower surfaces, the second insulating layer 2h is further formed on the lower surface 21bb. Is pressed by a block 22 and pasted. At this time, the second wiring layer 2j is attached to the lower layer (lower surface 2hb) of the second insulating layer 2h with the surface having a large roughness on the second wiring layer 2j side.
  • the three-layer wiring board 21 is assembled by the same assembly as the wiring board 2 having the four wiring layers.
  • the lower surface 21aa of the upper first wiring layer 21a (L1, first wiring layer 2k), the upper surface 21ba of the lower first wiring layer 21b (L2, first wiring layer 2i), and the second Concavities and convexities 2n are formed on the upper surface 2ja of the wiring layer 2j (L3) by the copper foil forming step, and the degree of adhesion with the insulating layer is high.
  • the lower surface 21bb of the lower first wiring layer 21b (L2) has high flatness, it has a lower degree of adhesion with the insulating layer than a surface with high roughness, and peeling as shown in FIG. 34 is likely to occur.
  • the outgas generated inside the substrate is reduced by providing the first opening 2jm and the second opening 2jn in the second wiring layer 2j (L3) as the lowermost layer.
  • the first opening 2jm and the second opening 2jn can be extracted outside.
  • ⁇ Comparison study example> 35 is a partial cross-sectional view showing the SMD structure in the wiring board of the semiconductor device of the comparative study example
  • FIG. 36 is a partial plan view showing the SMD structure shown in FIG. 35
  • FIG. 38 is a partial plan view showing the NSMD structure shown in FIG.
  • FIG. 35 shows a connection structure between the land 2jg and the solder ball 5 employed in the BGA 9 of the present embodiment
  • FIG. 36 shows a planar structure of the land 2jg in FIG.
  • the land structure shown in FIGS. 35 and 36 is an SMD (SolderoldMask Defined) structure.
  • SMD solderoldMask Defined
  • the peripheral edge of each of the plurality of lands 2jg is covered with the solder resist film (second protective film) 2e. Therefore, the base insulating layer of the lands 2jg cannot be seen in plan view.
  • each of the plurality of solder balls 5 is provided so as to be bonded to each of the plurality of lands 2jg and the solder resist film 2e on the peripheral edge of each of the lands 2jg. .
  • Ni / Au plating 2u is formed on the land 2jg.
  • the land 2jg having the SMD structure described above has a structure in which the peripheral portion of the land 2jg is covered with the solder resist film 2e, so that outgas generated inside the substrate is difficult to escape.
  • the land 2jg is difficult to peel off, and the reliability of the wiring board 2 It has the characteristic that the nature is high.
  • FIG. 37 shows a connection structure between the lands 2x and the solder balls 5 compared and examined by the inventors of the present application
  • FIG. 38 shows a planar structure of the lands 2x in FIG. That is, the land structure shown in FIGS. 37 and 38 is an NSMD (Non Solder Mask Defined) structure.
  • the NSMD structure is a structure in which each of the plurality of lands 2x is not covered with the solder resist film (second protective film) 2e, and the entire lands 2x are exposed.
  • Ni / Au plating 2u is formed on the land 2x.
  • the base insulating layer (second insulating layer 2h) of the land 2x is visible (exposed).
  • each of the plurality of solder balls 5 is provided so as to be connected to each of the plurality of lands 2x.
  • the land 2x having the NSMD structure described above has a structure in which the underlying insulating layer (second insulating layer 2h) of the land 2x can be seen (exposed) as described above, and thus the outgas generated inside the substrate can easily escape. Further, since the connection area between the solder ball 5 and the land 2x is increased, the solder connection strength can be increased, and the life of the solder connection portion can be extended. However, since the connection strength of the solder is high, there is a tendency that the land 2x is peeled off from the substrate when an impact is applied to the solder ball 5 from the outside, and the reliability of the substrate is lower than that of the SMD structure. have.
  • the land structure is an NSMD structure
  • an effect on peeling of the wiring layer and the insulating layer can be obtained from the viewpoint of outgassing.
  • thermal balls may not necessarily be provided.
  • the wiring substrate 2 is a substrate with a core
  • the wiring substrate 2 may be a coreless substrate. That is, even in a coreless substrate, since a copper foil is attached to an insulating layer to form a substrate, the degree of adhesion of the roughened surface is high, and it is attached to both sides (or one side (in the case of a three-layer substrate)). This is because the degree of adhesion with the insulating layer is low, and peeling is likely to occur particularly in the lowermost wiring layer.

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Abstract

 配線基板2と、配線基板2上に固定された半導体チップ1と、半導体チップ1を封止する封止体4と、配線基板2の下面側に設けられた複数の半田ボール5と、を有するBGA9である。BGA9の配線基板2の第1配線層2iの上面2iaの平坦度は、下面2ibの平坦度よりも低く、第2配線層2jに設けられた第1パターン2jcは、第1配線層2iに設けられた第1パターン2icと重なる位置に設けられている。また、平面視において、第1配線層2iに設けられた第1パターン2icの面積は、第2配線層2jに設けられた複数(例えば、2つ)の第2パターン2jdの面積よりも大きく、第2配線層2jに設けられた第1パターン2jcには、第2絶縁層2hの一部を露出する第1開口部2jmが形成されている。

Description

半導体装置
 本発明は、半導体装置に関し、例えば、半導体チップが多層配線基板に搭載された半導体装置に適用して有効な技術に関する。
 多層配線基板を有する半導体装置では、電気特性の向上や放熱経路を確保するために、多層配線基板の最下層の配線層に面積が大きな放熱用または電源・GND用のパターンを設けている。そして、例えばBGA(Ball Grid Array)の放熱用のパターンにおいては、放熱用の複数の半田ボールが設けられているものもあり、これらの半田ボールを介して実装基板(マザーボード)へ熱伝導が行われている。
 なお、2層の配線層を有するプラスチック配線基板について、その構造が、例えば、特開平10-303334号公報(特許文献1)に開示されている。また、4層の配線層をを有する多層配線基板の構造が、例えば、特開2006-147676号公報(特許文献2)および特開2014-123783号公報(特許文献3)に開示されている。さらに、配線基板において、NSMD(Non-Solder Mask Defined)構造の半田ボール用のランドが、例えば、特開2014-103152号公報(特許文献4)に開示されている。
特開平10-303334号公報 特開2006-147676号公報 特開2014-123783号公報 特開2014-103152号公報
 多層配線基板を有する半導体装置においてその熱伝導を考慮すると、多層配線基板の最下層の配線層には大きな面積の導電性パターン(例えば、放熱パターン)を形成しておくことが有効であるが、近年、チップの高性能化に伴い、より発熱量の多い半導体チップが搭載されることが多くなり、放熱性を上げるために、より大きな放熱パターンを形成する必要性が生じている。
 また、半導体装置をマザーボード(実装基板)に搭載する際には、例えば約250℃~260℃でリフローを行うが、リフローによって多層配線基板が高温に加熱されると、多層配線基板内の絶縁層等からガス(アウトガス)が発生する。このような現象は、半導体装置組立て後の後工程のテストの際の加熱時等、及び半導体装置が塔載されたマザーボードが、高温の環境下で使用される場合等においても、発生するだろう。そして、半導体装置の多層配線基板において、その最下層の配線層に大きな放熱パターンが設けられている場合には、多層配線基板内の絶縁層の樹脂等から発生するガスが多層配線基板の下層側から外へ逃げ難い状態となっている。
 その結果、多層配線基板の樹脂等から発生するガスが、大きな放熱パターンによって半導体装置の外へ抜け難い状態となっているため、局所的に多層配線基板の内部の圧力が高くなり、接着性が低い下層側の配線層とその直下の絶縁層との間で配線層の剥離が起こることを、本願発明者は見出した。
 そして、上述の剥離が発生すると、多層配線基板の下層側でフクレが引き起こされ、その結果、半導体装置をマザーボードに実装した際に実装不良が発生し、半導体装置の信頼性が低下する。
 その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
 一実施の形態による半導体装置は、第1絶縁層、上記第1絶縁層の第1面側を覆う第1保護膜、上記第1絶縁層の第2面に接合された第1配線層、上記第1配線層の第1面に接合された第2絶縁層、上記第2絶縁層の第1面に接合された第2配線層、および上記第2配線層の第1面を覆う第2保護膜、を有する配線基板と、上記第1保護膜の第1面に固定された半導体チップと、を含む。さらに、上記第1配線層の第2面の平坦度は、上記第1配線層の上記第1面の平坦度よりも低く、上記第1配線層は、第1パターンを有し、上記第2配線層は、第1パターンと、複数の第2パターンと、を有し、上記第2配線層に設けられた上記第1パターンは、上記第1配線層に設けられた上記第1パターンと重なる位置に設けられている。さらに、平面視において、上記第2配線層に設けられた上記第1パターンの面積は、上記第2配線層に設けられた上記複数の第2パターンの総面積よりも大きく、上記第2配線層に設けられた上記第1パターンには、上記第2絶縁層の一部を露出する開口部が形成されている。
 また、一実施の形態による他の半導体装置は、第1絶縁層、上記第1絶縁層の第1面側に位置する第1保護膜、上記第1絶縁層の第2面に貼り付けられた第1配線層、上記第1配線層の第1面に貼り付けられた第2絶縁層、上記第2絶縁層の第1面に貼り付けられた第2配線層、および上記第2配線層の上記第1面を覆う第2保護膜、を有する配線基板を含む。さらに、上記第1保護膜の第1面に搭載された半導体チップと、上記半導体チップおよび上記配線基板の上記第1保護膜の上記第1面を封止する封止体と、を含み、上記第1配線層の第2面の平坦度は、上記第1配線層の上記第1面の平坦度よりも低く、上記第1配線層は、第1パターンを有し、上記第2配線層は、第1パターンと複数の第2パターンと、を有している。さらに、上記第2配線層に設けられた上記第1パターンは、上記第1配線層に設けられた上記第1パターンと重なる位置に設けられ、上記第2配線層に設けられた上記第1パターンの総面積は、上記第2配線層に設けられた上記複数の第2パターンの総面積よりも大きく、上記第2配線層に設けられた上記第1パターンには、上記第2絶縁層の表面を露出する開口部が形成されている。
 上記一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を高めることができる。
実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。 図1に示す半導体装置の構造の一例を示す側面図である。 図1に示す半導体装置の構造の一例を示す裏面図である。 図3に示すA-A線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図1に示す半導体装置の封止体を取り除いた構造の一例を示す平面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板における最上層の配線層(L1)の配線パターンを示す平面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板における上から2番目の配線層(L2)の配線パターンを示す平面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板における上から3番目の配線層(L3)の配線パターンを示す平面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板における最下層の配線層(L4)の配線パターンを示す平面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板の裏面(下面)の構造の一例を示す裏面図である。 検討例の半導体装置の実装構造における熱伝導状態を示す断面図である。 検討例の半導体装置の実装前と実装時の構造を示す断面図である。 検討例の半導体装置の実装構造を示す断面図および部分拡大断面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板における最下層の配線層(L4)の配線パターンの部分平面図である。 図14のA-A線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板における最下層の配線層(L4)の配線パターンの部分平面図である。 図16のB-B線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板の組立て手順の一例を示すフロー図および断面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板の組立て手順の一例を示すフロー図および断面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板の組立て手順の一例を示すフロー図および断面図である。 図1の半導体装置の組立て手順を示すフロー図、斜視図および断面図である。 図1の半導体装置の組立て手順を示すフロー図および断面図である。 図1の半導体装置の組立て手順を示すフロー図および斜視図である。 図1の半導体装置の組立て手順を示すフロー図および斜視図である。 図1に示す半導体装置の実装構造の一例を示す断面図である。 図1の半導体装置の配線基板における最下層の配線層の配線パターンと半導体チップの位置関係の第1変形例を示す部分平面図である。 図1の半導体装置の配線基板における最下層の配線層の配線パターンと半導体チップの位置関係の第1変形例を示す部分平面図である。 図1の半導体装置の配線基板における最下層の配線層の配線パターンの第1変形例を示す部分平面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板における上から2番目の配線層(L2)の配線パターンの第2変形例を示す平面図である。 図1に示す半導体装置の配線基板における上から3番目の配線層(L3)の配線パターンの第2変形例を示す平面図である。 実施の形態の第3変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。 図1の半導体装置の配線基板における最上層の配線層の配線パターンの第4変形例を示す平面図である。 図32のA-A線に沿って切断した半導体装置の構造の第4変形例を示す断面図である。 実施の形態の第5変形例の配線基板の組立て手順を示すフロー図および断面図である。 比較検討例の半導体装置の配線基板におけるSMD構造を示す部分断面図である。 図35に示すSMD構造を示す部分平面図である。 比較検討例の半導体装置の配線基板におけるNSMD構造を示す部分断面図である。 図37に示すNSMD構造を示す部分平面図である。
 以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
 さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
 また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
 また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
 また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Aから成る」、「Aより成る」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
 <半導体装置>
 図1~図4に示す本実施の形態の半導体装置は、配線基板2の上面2a上に半導体チップ1が搭載され、この半導体チップ1が樹脂製の封止体4によって封止された樹脂封止タイプの半導体パッケージである。そして、半導体チップ1は、配線基板2のボンディングリード(電極)2cとワイヤ(導電性部材)7を介して電気的に接続されており、本実施の形態では、前記半導体装置の一例として、配線基板2の下面2bに複数の外部端子である半田ボール5が設けられたBGA9について説明する。ただし、前記半導体装置の構造として、BGAに限らずLGA(Land Grid Array)であってもよい。
 本実施の形態のBGA9の詳細構成について説明すると、4層の配線層を有する配線基板(多層配線基板)2と、配線基板2のソルダレジスト膜(第1保護膜)2dの上面2aにダイボンド材6を介して搭載された半導体チップ1と、配線基板2の下面2b側に設けられた複数の半田ボール5(外部端子)と、を有している。
 半導体チップ1は、主面1aと、主面1aとは反対側の裏面1bとを有しており、複数の電極パッド1cが主面1aの周縁に沿って形成されている。そして、裏面1bが配線基板2と対向するように、ダイボンド材(樹脂等からなる接着剤)6を介して配線基板2の上面2a(ソルダレジスト膜2dの上面2da)に搭載(固定)されている。
 また、BGA9は、半導体チップ1の主面1aに形成された複数の電極パッド1cと、配線基板2の第2配線層(第1導電層L1)2mに形成された複数のボンディングリード2cとをそれぞれ電気的に接続する複数のワイヤ7と、半導体チップ1および配線基板2のソルダレジスト膜2dの上面2aを封止する封止体4と、を有している。
 なお、図5に示すように、配線基板2の上面2a側においてソルダレジスト膜2dには、半導体チップ1の4つの辺のそれぞれに沿って4つの細長いレジスト開口2dbが形成されており、これらのレジスト開口2dbのそれぞれに複数のボンディングリード2cが配置されている。そして、レジスト開口2dbに露出した複数のボンディングリード2cのそれぞれと、半導体チップ1の主面1aの周縁に形成された複数の電極パッド1cのそれぞれとが、ワイヤ7によって電気的に接続されている。
 また、BGA9では、図3に示すように複数の半田ボール5がペリフェラル配置で設けられている。ただし、複数の半田ボール5の配置は、ペリフェラル配置に限らずマトリクス配置等であってもよい。
 ここで、半導体チップ1は、例えば、シリコンによって形成され、さらにワイヤ7は、例えば、金線または銅線である。また、封止体4を形成する封止用樹脂は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂である。
 また、配線基板2には、図4に示すように、コア層である第1絶縁層(第2層間絶縁層IL2)2fと、第1絶縁層2fの上面(第1面)2faに接合された(貼り付けられた)第1配線層(第2導電層L2)2kと、第1配線層2kの上面(第1面)2kaに接合された(貼り付けられた)第2絶縁層2gと、第2絶縁層2gの上面(第1面)2gaに接合された(貼り付けられた)第2配線層2m(L1)と、が設けられている。
 さらに、配線基板2には、第1絶縁層2fの上面2fa側を覆うソルダレジスト膜(第1保護膜)2dと、第1絶縁層2fの上面2faとは反対側の下面(第2面)2fbに接合された(貼り付けられた)第1配線層(第3導電層L3)2iと、第1配線層2iの下面(第1面)2ibに接合された(貼り付けられた)第2絶縁層2hと、が設けられている。
 また、配線基板2には、第2絶縁層2hの下面(第1面)2hbに接合された(貼り付けられた)第2配線層(第4導電層L4)2jと、第2配線層2jの下面(第1面)2jb及び第2絶縁層(第3層間絶縁層IL3)2hの下面2hbを覆うソルダレジスト膜(第2保護膜)2eと、が設けられている。
 そして、配線基板2では、第1配線層2i(L3)の下面2ibとは反対側の上面(第2面)2iaの平坦度は、第1配線層2i(L3)の下面2ibの平坦度よりも低い。すなわち、第1配線層2i(L3)の上面2iaは、下面2ibより粗くなっている。これは、後述する銅箔の表面が凸凹に形成される銅箔形成工程によるものである。
 したがって、配線基板2において、第1配線層2i(L3)は、その上層の第1絶縁層(コア層)2fとの密着度が、下層の第2絶縁層2hとの密着度より高くなっている。
 同様に、第1配線層2k(L2)の上面2kaとは反対側の下面2kbの平坦度は、上面2kaの平坦度よりも低い。すなわち、第1配線層2k(L2)の下面2kbは、上面2kaより粗くなっている。これも、後述する銅箔の表面が凸凹に形成される銅箔形成工程によるものである。
 したがって、配線基板2において、第1配線層2k(L2)は、その下層の第1絶縁層(コア層)2fとの密着度が、上層の第2絶縁層(第1層間絶縁層IL1)2gとの密着度より高くなっている。
 なお、配線基板2における各絶縁層(コア層である第1絶縁層2f、第2絶縁層2g,2h)は、例えば、樹脂系の絶縁材からなり、一方、各配線層(第2配線層2m(L1)、第1配線層2k(L2)、第1配線層2i(L3)、第2配線層2j(L4))は、例えば、銅合金からなる。
 次に、配線基板(多層配線基板)2における各配線層の配線パターンの形状について説明する。
 図6に示す配線層は、配線基板2における最上層の配線層である第2配線層2m(L1)の配線パターン(導電性パターン)である。第2配線層2mの略中央部には、第1パターン2mc(第1プレーン、第1導電性パターン、第1導電性プレーン)が形成されている。第1パターン2mcは、平面視で略四角形に形成され、例えば、第1放熱パターン(第1放熱プレーン)、第1電源パターン(第1電源プレーン)、第1GNDパターン(第1GNDプレーン)等として使用される(呼ばれる)ことも可能である。また、第1パターン2mcの周囲には、複数のボンディングリード(ボンディングパッド)2cが略四角形を形成するように並んで配置されている。さらに、各ボンディングリード2cは、信号用、GND用または電源用があり、それぞれに配線2mdが接続され、さらにスルーホール(ビア)2meを介して他の配線層と電気的に接続されている。
 また、第1パターン2mcには複数のスルーホール2mfが散在して設けられている。これらのスルーホール2mfは、最下層の配線層である図9に示す第2配線層2j(L4)と電気的に接続されている。さらに、第1パターン2mcの略四角形の周縁部の4つの角部付近それぞれには、第2絶縁層2gの上面(第1面)2gaの一部を露出するための複数の開口部2mgが形成されている。更に、開口部2mg内には、ソルダレジスト膜2dの一部が形成されているため、第1パターン2mcとソルダレジスト膜2dとの密着性を向上させている。開口部2mgは、スリットまたは窪み部等とも呼ばれる。図6に示す開口部2mgの平面形状は、円形であるが、円形に限らず、四角形等であってもよい。
 図7に示す配線層は、配線基板2における上から2番目の配線層である第1配線層2k(L2)の配線パターンである。第1配線層2kは、3つの領域に分割されている。中央部付近に配置され、かつ最も面積が大きなブロックが、第1パターン2kc(第1プレーン、第1導電性パターン、第1導電性プレーン、第1分割プレーン)であり、例えば、第1放熱パターン(第1放熱プレーン)、第1電源パターン(第1電源プレーン)、第1GNDパターン(第1GNDプレーン)等として使用される(呼ばれる)ことも可能である。
 また、第1パターン2kcと分割された(電気的に分離された)パターンの一方が、第2パターン2kd(第2プレーン、第2導電性パターン、第2導電性プレーン、第2分割プレーン)であり、第1パターン2kcに比べて遥かに面積が小さい。例えば、第2放熱パターン(第2放熱プレーン)、第2電源パターン(第2電源プレーン)、第2GNDパターン(第2GNDプレーン)等として使用される(呼ばれる)ことも可能である。また、第1パターン2kcと分割された(電気的に分離された)パターンの他方が、第2パターン2ke(または第3パターン、第3プレーン、第3導電性パターン、第3導電性プレーン、第3分割プレーン)であり、第2パターン2kdとも分割された(電気的に分離された)パターンである。例えば、第2パターン2keは、上述の第2パターン2kdの別表現以外として、第3放熱パターン(第3放熱プレーン)、第3電源パターン(第3電源プレーン)、第3GNDパターン(第3GNDプレーン)等として使用される(呼ばれる)ことも可能である。
 なお、上述のパターンの分割に関して、電源/GND系については個々の機能部から出るノイズの影響を避けるため、幾つかの機能ブロックごとに分けることが多く、結果として配線パターンが複数に分割される(同電位の電源であっても供給先によっては分割される場合がある)。いわゆる、第1パターン2kc、第2パターン2kd及び、第2パターン2keは、全て異なる電位でも良い。更に、例えば、第1パターン2kcはコア用GND/電源用途であり、第2パターン2kdはアナログ用GND/電源用途であり、第2パターン2keはIO用GND/電源用途として、用途別にパターンを分離しても良い。
 また、第1配線層2k(L2)に形成された複数のスルーホールのうち、例えば、スルーホール2kfは、1層目の第2配線層2m(L1)のボンディングリード2cと接続されたスルーホール2meと接続されている。いわゆる、スルーホール2kfを介して、ボンディングリード2cと第1配線層2kの第1パターン2kcとが電気的に接続されている。また、スルーホール2kgは、1層目の第2配線層2m(L1)のボンディングリード2cと接続されたスルーホール2meと接続されているが、第1配線層2kの第1パターン2kcとは接続されていない。いわゆる、スルーホール2kgを介して、ボンディングリード2cと第1配線層2kの第1パターン2kcとが電気的に接続されていない。また、スルーホール2khは、1層目の第1パターン2mcと接続されたスルーホール2mfと接続されているが、第1配線層2kの第1パターン2kcとは接続されていない。いわゆる、スルーホール2khを介して、1層目の第1パターン2mcと第1配線層2kの第1パターン2kcとが電気的に接続されていない。
 図8に示す配線層は、配線基板2における上から3番目の配線層である第1配線層2i(L3)の配線パターンである。第1配線層2iは、2つの領域に分割されている。中央部付近に配置された領域が、第1パターン2ic(第1プレーン、第1導電性パターン、第1導電性プレーン、第1分割プレーン)であり、例えば、第1放熱パターン(第1放熱プレーン)、第1電源パターン(第1電源プレーン)、第1GNDパターン(第1GNDプレーン)等として使用される(呼ばれる)ことも可能である。また、第1パターン2icと分割された領域が、第1パターン2icの周囲に設けられた第2パターン2idである。第2パターン2id(第2プレーン、第2導電性パターン、第2導電性プレーン、第2分割プレーン)は、例えば、第2放熱パターン(第2放熱プレーン)、第2電源パターン(第2電源プレーン)、第2GNDパターン(第2GNDプレーン)等として使用される(呼ばれる)ことも可能である。なお、第1配線層2i(L3)の上述のパターンの分割の理由に関しては、上述に記載した第1配線層2k(L2)と同様の理由である。
 また、第1配線層2i(L3)に形成された複数のスルーホールのうち、例えば、第1パターン2icに形成されたスルーホール2ieは、1層目の第2配線層2m(L1)のボンディングリード2cと接続されたスルーホール2meと接続されている。いわゆる、スルーホール2ieを介して、ボンディングリード2cと第1配線層2iの第1パターン2icとが電気的に接続されている。また、スルーホール2igは、1層目の第2配線層2m(L1)のボンディングリード2cと接続されたスルーホール2meと接続されているが、第1配線層2iの第2パターン2idとは接続されていない。いわゆる、スルーホール2igを介して、ボンディングリード2cと第1配線層2iの第2パターン2idとが電気的に接続されていない。また、スルーホール2ihは、1層目の第1パターン2mcと接続されたスルーホール2mfと接続されているが、第1配線層2iの第1パターン2icとは接続されていない。いわゆる、スルーホール2ihを介して、1層目の第1パターン2mcと第1配線層2iの第1パターン2icとが電気的に接続されていない。また、第1配線層2iの第2パターン2idに形成されたスルーホール2ifは、1層目の第2配線層2m(L1)のスルーホール2mhと接続されている。
 なお、第1配線層2iの第1パターン2icは、断面視(図4)または平面視(図8)において半導体チップ1と重なる位置に設けられている。
 図9に示す配線層は、配線基板2における最下層の配線層である第2配線層2j(L4)の配線パターンである。
 第2配線層2j(L4)は、断面視(図4)または平面視(後述する図14)において、半導体チップ1と重なる位置に設けられた第1パターン2jc(第1プレーン、第1導電性パターン、第1導電性プレーン)と、第1パターン2jcの周囲に設けられた複数の第2パターン2jd(第2導電性パターン)とを有している。
 なお、第1パターン2jcは、例えば、第1放熱パターン(第1放熱プレーン)、第1電源パターン(第1電源プレーン)、第1GNDパターン(第1GNDプレーン)等として使用される(呼ばれる)ことも可能である。また、第2パターン2jdは、例えば、信号パターン、信号配線、電源配線、GND配線等とも呼ばれる。さらに、図4の断面図に示すように、透過平面視において、第2配線層2jの第1パターン2jcは、第1配線層2i(L3)に設けられた第1パターン2icと重なる位置に設けられている。
 また、平面視(図9)において、第2配線層2j(L4)に設けられた第1パターン2jcの外径は、第2配線層2j(L4)に設けられた複数(例えば、2つ)の第2パターン2jdの外径よりも大きい。
 さらに述べると、平面視において、第2配線層2j(L4)に設けられた第1パターン2jcの面積(または、総面積)は、第2配線層2j(L4)に設けられた複数(例えば、2つ)の第2パターン2jdの面積(または、総面積)よりも大きい。
 なお、複数の第2パターン2jdのそれぞれは、第2配線層2jの周縁部に2列で形成され、かつそれぞれに図2に示す半田ボール5が接続される複数のランド2jgを有している。ランド2jgは、例えば、ボールランド、電極パッド、外部電極パッドとも呼ばれる。
 また、第2配線層2j(L4)に形成された複数のスルーホールのうち、例えば、第1パターン2jcに形成されたスルーホール2jjは、1層目の第2配線層2m(L1)の第1パターン2mcと接続されたスルーホール2mfと接続されている。いわゆるスルーホール2jjを介して第2配線層2mの第1パターン2mcと第2配線層2jの第1パターン2jcとが電気的に接続されている。また、スルーホール2jjは、第1配線層2kの第1パターン2kcや第1配線層2iの第1パターン2icとは電気的に接続されていない。
 また、第2配線層2j(L4)の第2パターン2jdに接続されたスルーホール2jkは、スルーホール2jkを介して他の配線層(例えば、第2配線層2m(L1)、第1配線層2k(L2)、第1配線層2i(L3))に電気的に接続されている。
 そして、第2配線層2j(L4)に設けられた第1パターン2jcには、図4に示す第2絶縁層2hの下面2hbの一部(表面)を露出する複数の第1開口部(開口部)2jmが形成されている。第1開口部2jmは、例えば、第1ガス抜き穴、第1スリット部、第1窪み部等とも呼ばれ、その平面形状は、円形であるが、円形に限らず、四角形やスリット状等であってもよい。
 また、第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcの複数の第1開口部2jmが設けられた領域の外側には、第2絶縁層2hの下面2hbの一部(表面)を露出する複数の第2開口部2jnが設けられている。第2開口部2jnは、第1開口部2jmと同様に、例えば、第2ガス抜き穴、第2スリット部、第2窪み部等とも呼ばれ、その平面形状は、円形であるが、円形に限らず、四角形やスリット状等であってもよい。図9に示す例では、第2開口部2jnは、第1パターン2jcの略四角形の周縁部の4つの角部付近それぞれに3つずつ設けられている。ただし、第2開口部2jnの数は、前述の数に限定されるものではない。
 また、透過平面視において、第2配線層2j(L4)に設けられた第1パターン2jcは、第1配線層2i(L3)の第1パターン2icと重なって配置されている。更に第2配線層2j(L4)に設けられた第1パターン2jcは、第1配線層2i(L3)の第1パターン2icの内側に配置されている。
 これは、最下層(L4)の中央部の第1パターン2jcの上層には、第1配線層2i(L3)の第1パターン2icが配置されているが、図8のT部に示すように、第1配線層2i(L3)の第1パターン2icには、第2配線層2m(L1)のボンディングリード2cと接続するためのスルーホール2ieを配置する迫り出した領域が4箇所設けられている。これにより、第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcが、第1配線層2i(L3)の第1パターン2icの内側に配置された状態となっている。
 また、第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcは、図4に示すソルダレジスト膜(第2保護膜)2eから露出する複数の第1ランド2jhおよび第2ランド2jiを有しており、これら複数の各々の第1ランド2jhおよび第2ランド2ji上には、図4に示す複数の半田ボール5が搭載される。第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcは、半導体チップ1と電気的に接続されていないため、第1ランド2jhおよび第2ランド2ji上に搭載された複数の半田ボール5は、半導体チップ1と電気的に接続されていない放熱用の半田ボールである。
 一方、第2配線層2jにおける複数の各々の第2パターン2jdは、上記ソルダレジスト膜2eから露出する複数のランド2jgを有しており、複数の各々のランド2jg上には、外部端子として複数の上記半田ボール5が搭載されている。
 図10は、配線基板2の裏面(下面2b)側のランド2jgの配列の一例を示すものである。
 配線基板2の下面2bには、その中央部に放熱用の半田ボール5(サーマルボールとも呼ぶ)が接続される第1ランド2jhと第2ランド2jiとが露出している。また、下面2bの周縁部に沿って2列に並んで外部端子となる半田ボール5が接続される複数のランド2jgが露出している。
 なお、複数のランド2jg、複数の第1ランド2jhおよび複数の第2ランド2jiのそれぞれは、ソルダレジスト膜(第2保護膜)2eによって、各ランドの周縁部が覆われており、それぞれSMD(Solder Mask Defined)構造となっている。
 次に、本願発明者が検討した検討例を用いて本願発明の課題の詳細について説明する。図11は、検討例の半導体装置の実装構造における熱伝導状態を示す断面図、図12は検討例の半導体装置の実装前と実装時の構造を示す断面図、図13は検討例の半導体装置の実装構造を示す断面図および部分拡大断面図である。
 図11に示すように、配線基板(多層配線基板)2を有するBGA30においては、その熱伝導を考慮すると、配線基板2の最下層の配線層には大きな面積の放熱パターン31を形成しておくことが有効である。しかしながら、半導体チップ1の高機能化のため、より発熱量の多い半導体チップ1が搭載されることが多くなっており、放熱性を上げるために、より大きな放熱パターン31を形成する必要性が生じている。
 なお、放熱パターン31には放熱目的で複数のサーマルボール(半田ボール5)が設けられているため、これらのボール間には放熱経路を絶つような開口を形成することは好ましくないとされていた(放熱パターン31においてなるべく均等に放熱を行うことが好ましいとされていた)。加えて、電気特性の観点から最下層(最外層)の大きな配線パターンは、シールド効果を高める狙いもあるため、電気特性を向上させるためには、大きな配線パターンに複数の開口を設けることは好ましくないとされていた。
 しかしながら、上述のように半導体チップ1の高機能化のため、より発熱量の多い半導体チップ1が搭載されることが多くなって来ており、放熱性および電気特性をさらに向上させるために、大きな放熱パターン31を形成する必要性が生じている。
 ここで、図12に示すように、例えば、4層の配線層(L1、L2、L3、L4)を有する配線基板2を備えたBGA30で説明すると、BGA30は、マザーボード(実装基板)11への実装時にリフロー等で加熱されると、配線基板2も高温に加熱される。配線基板(多層配線基板)2が高温に加熱されると、基板内のR部で内圧が高くなり、そして絶縁層等からガスGが発生する(図12に示すガスGは、基材から高温時に発生するアウトガスであり、矢印Gは、ガスの脱湿経路も示している)。そして、BGA30の配線基板2において、その最下層の配線層の中央部に放熱パターン(放熱プレーン)31が設けられ、この放熱パターン31に放熱用の複数の半田ボール5が設けられている場合には、基板から発生するガスが下層側から外に逃げ難い状態となる。
 すなわち、上述のようなBGA30では、基板の上側にはその中央部に半導体チップ1が搭載され、かつ半導体チップ1を覆うようにその周囲にモールド樹脂32が配置されている。したがって、基板内部で上方向に内圧がかかったとしても、半導体チップ1とモールド樹脂32とが配置されているため、配線基板2の強度が高く、上層側は配線基板2が変形し難い。言い換えると、4つの配線層のうち、L3とL4の配線層は、L1とL2の配線層に比べて変形がし易い。
 さらに、最上層の配線層は、他の配線層に比べて開口が多いため、ガスGが上方に抜け易い。一方、最下層の配線層は、上述の放熱性の向上やシールド効果などの電気特性の向上を目的として、その放熱パターン31の面積も大きくなる傾向にあるため、ガスGは下層側からは、より抜け難い状態となっている。
 そこで、本願発明者が、加熱された配線基板(多層配線基板)2の状態を検討したところ、加熱された基板および樹脂等から発生する上記ガスGが基板の中央部からは抜け難いため、局所的に基板内部の圧力が高くなる。その結果、図13の拡大断面図に示すように、下層側の配線層L3とその直下の絶縁層33との間で配線層L3の剥離(クラック)34が起こることを、本願発明者は見出した。
 そして、上述の剥離34が発生すると、配線基板2の下層側の中央部でフクレが引き起こされ、その結果、BGA(半導体装置)30をマザーボード11に実装した際に実装不良が発生し、BGA30の信頼性が低下する。
 なお、上述のような課題は、半導体装置(BGA30)組立て後の後工程のテストの際の加熱時等においても発生する。
 また、後述する多層配線基板(配線基板2)の形成方法として、まず、コア層等の絶縁層の表裏両面に銅箔を接合するが、その際、銅箔の粗度が大きい表面が絶縁層と接合される。これは、銅箔と絶縁層との密着性を向上させるために、銅箔の面が凸凹となっている表面を絶縁層と接合する。詳細には、銅箔を絶縁層に接合する際には、銅箔を絶縁層に貼り付けてから両者に圧力を掛けている。例えば、L3の配線層をその上の絶縁層(例えば、コア) に接合する場合、銅箔の一方(貼り付ける側)の面は、電解反応による銅の結晶成長によって形成された凸凹の表面となっている。銅箔の凸凹の表面と絶縁層は、密着性は高いが、その反対側の銅箔の表面は、平坦度が高く、樹脂層との密着性が低い。その結果、4層の配線層を有する配線基板2のL3の配線層において、その直下の絶縁層(コア側と反対側の絶縁層)33との間で剥離34が発生し易いことを、本願発明者は見出した。
 なお、2層の配線層を有する多層配線基板(配線基板)では、絶縁層の両側には、銅箔の粗度が大きい表面が絶縁層と接合される。したがって、銅箔(配線層)と絶縁層との密着度が高いため、配線層と絶縁層との剥離は起り難い。
 次に、本実施の形態の配線基板2における上記課題への対策について説明する。
 図14は、本実施の形態のBGA9の配線基板(多層配線基板)2の最下層の第2配線層2j(L4)における中央部の第1パターン2jcを示す平面図であり、図15は、図14のA-A断面を示している。
 図14に示すように、平面視において、第2配線層2jに設けられた第1パターン2jcの面積は、図4に示す半導体チップ1の面積よりも大きい。言い換えると、第1パターン2jcの面積は、チップ搭載領域(チップ領域、第3領域)2jpの面積よりも大きい。
 また、透過平面視において、上記半導体チップ1は、第2配線層2jに設けられた第1パターン2jcの内側に位置している。
 そして、この第1パターン2jcにおいて、複数の第1開口部2jmが形成されている。第1パターン2jcには、複数の放熱用ランドであり、かつ互いに隣り合うように配置された第1ランド2jhと第2ランド2jiが形成されており、これらの第1ランド2jhと第2ランド2jiのそれぞれに図4に示す半田ボール5が接続され、この半田ボール5を介して放熱を行う。
 また、複数の第1開口部2jmは、第1ランド2jhと第2ランド2jiとが設けられる第1領域(ランド領域、サーマルボール領域)2je内に設けられている。
 さらに、第1領域2jeの外側に位置する第2領域(ランド領域の外側の領域、ランド外側領域)2jfには、複数の第2開口部2jnが形成されている。
 なお、第1開口部2jmは、図14および図15に示すように、第1ランド2jhと第2ランド2jiとの間に形成されている。
 また、図15に示すように、第2配線層2m(L1)の下面2mb、第1配線層2k(L2)の下面2kb、第1配線層2i(L3)の上面2iaおよび第2配線層2j(L4)の上面2jaには凹凸2nが形成されており、平坦度が低くなっている。これは、後述する銅箔形成工程に起因しており、その結果、凹凸2nが形成された各配線層の面は、これらの面に接触する各絶縁層との密着度が高くなっている。
 すなわち、各配線層において、凹凸2nが形成されている面(平坦度が低い面)とその反対側の面(平坦度が高い面)とでは、凹凸2nが形成されている面の方が絶縁層との密着度が高い。例えば、第1配線層2i(L3)において、その上面2iaには凹凸2nが形成されており、一方、下面2ibには凹凸2nが略形成されていないため、上面2iaの方が下面2ibに比べて絶縁層に対して密着度が高い。すなわち、第1配線層2i(L3)では、上面2iaと下面2ibにおいて、下面2ibの方が絶縁層と剥離し易い状態となっている。
 また、図16は、本実施の形態のBGA9の配線基板(多層配線基板)2の最下層の第2配線層2j(L4)における中央部の第1パターン2jcを示す平面図であり、図17は、図16のB-B断面を示している。
 図16に示すように、第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcは、複数のランド2jgが形成された第1領域2jeと、第1領域2jeの外側(周囲)に位置する第2領域2jfとを有している。そして、第1パターン2jcにおいて、ガスを抜くことが可能な開口部としては、第1開口部2jmと、第1開口部2jmとは異なる第2開口部2jnとが設けられており、第1開口部2jmは、第1領域2jeに配置され、かつ、第2開口部2jnは、第1領域2jeの外側の第2領域2jfに配置されている。いわゆる、第2絶縁層2hの下面2hbの一部(表面)が、第1開口部2jmと第2開口部2jnによって、露出されることにより、絶縁層の樹脂等から発生するガスが半導体装置の外へ抜け易くなっている。なお、平面視における第1開口部2jmの幅は、第2開口部2jnの幅より狭い。すなわち、平面視(図16)および断面視(図17)において、第1開口部2jmの大きさ(図17のW1)は、第2開口部2jnの大きさ(図17のW2)より小さい(W1<W2)。それは、第1ランド2jhと第2ランド2jiとのピッチの間隔が狭いため、第1開口部2jmの幅は狭くなっている。
 第2開口部2jnは、その大きさが第1開口部2jmに比べて大きいため、ソルダレジスト膜2eとの密着度を高くすることができる。なお、第1開口部2jmの大きさ(W1)は、スルーホール2jjの大きさ(W3)とほぼ同じかそれより僅かに小さい。
 また、第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcの第1領域2jeには、複数のランド2jgが形成されている。これらのランド2jg(第1ランド2jh、第2ランド2ji)はサーマルボール(半田ボール5)搭載用のランドである。なお、第1領域2jeには、上述のように複数のランド2jg(第1ランド2jh、第2ランド2ji)が形成されているため、第1開口部2jmは、ランド間に配置することが好ましい。
 具体的には、図16に示すように、第1ランド2jhと第2ランド2jiは、第1領域2jeにおいてマトリクス配置で設けられている。さらに、第1ランド2jhおよび第2ランド2jiの配列に対して斜め方向の間のそれぞれには、スルーホール2jjが設けられている。したがって、第1開口部2jmは、その平面視の大きさを小さくして第1ランド2jhと第2ランド2jiの間(マトリクス配置のボールの縦横間)に設けることが有効であり、これによって、第1領域2jeに複数の第1開口部2jmを配置することができる。
 別の表現で述べると、第1パターン2jcの横方向をX方向、縦方向をY方向とすると、複数の第1開口部2jmは、平面視における横方向(X方向)または縦方向(Y方向)に配置されている。
 一方、第2開口部2jnは、第1領域2jeの外側(周囲)の領域である第2領域2jfに形成される。その際、第2領域2jfには、ランド2jgは配置されておらず、所定数のスルーホール2jjが形成されているだけであるため、第1開口部2jmより大きい開口面積の第2開口部2jnを複数配置することができる。
 このように本実施の形態の配線基板2では、その最下層の第2配線層2j(L4)の中央部の第1パターン2jcの第1領域2jeに、複数の第1開口部2jmが形成されているため、基板内部で発生するガス(アウトガス)を基板の下層側の中央部付近から外部に抜くことができる。また、第1領域2jeの外側の第2領域2jfに複数の第2開口部2jnが形成されているため、第1開口部2jmや第2開口部2jnを介して基板内部で発生するアウトガスをさらに基板の下層側から外部に抜くことができる。
 これにより、BGA9のリフロー実装時や組立て後のテスト時等に配線基板2が加熱されて基板内部でアウトガスが発生した際にも、第1開口部2jmや第2開口部2jnを介してアウトガスを基板の下層側から抜くことができる。
 したがって、基板内部で局所的に圧力が高くなることを低減することができ、その結果、図13に示す下層側の配線層L3とその直下の絶縁層33との間において、配線層L3の剥離(クラック)34が起こることを防止することができる。
 これにより、BGA9の信頼性を向上させることができる。
 なお、第1開口部2jmの配置される箇所は、第1ランド2jhと第2ランド2jiの間の位置に限定されることはない。例えば、第1領域2jeにおいて、第1ランド2jhおよび第2ランド2jiの配列に対する斜め方向の間の位置に空きスペースがあれば、上記空きスペースに設けてもよい。
 さらに、第1開口部2jmと第2開口部2jnの開口の大きさについても、第1開口部2jmの方が第2開口部2jnより小さいことに限定されるものではない。例えば、第1領域2jeにおいて、第2開口部2jnより大きな開口の第1開口部2jmを設ける空きスペースがある場合には、上記大きな開口の第1開口部2jmを第1領域2jeに設けてもよいことは言うまでもない。また、第1開口部2jmと第2開口部2jnは、同じ大きさの開口部であってもよい。すなわち、第1開口部2jmと第2開口部2jnの大きさの関係は、様々である。
 なお、第1開口部2jmや第2開口部2jnは、それらの上層の第2絶縁層2hの表面または内部を露出させるような開口であり、基板内部で発生するアウトガスを上記開口から逃がすことができるが、通常のスルーホールとは構造が異なっている。例えば、図15のQ部に示すスルーホール2jjは、最下層の配線パターンと最上層の配線パターンとを電気的に接続するスルーホール配線であるが、そのため、孔の内壁面に導体パターン2pが形成されており、例えば、第2絶縁層2hの表面または内部を露出させるような開口とはなっていない。すなわち、第2絶縁層2hが導体パターン2pによって囲まれた状態であるため、スルーホール2jjでは、第2絶縁層2h等で発生したアウトガスを基板外部に逃がすことができない。
 ただし、通常のスルーホールとは異なり、内壁に導体パターン2pが形成されておらず、絶縁層の表面または内部を露出させることが可能な孔(窪みやスリット等も含む)であれば、本実施の形態の開口部として配置してもよい。
 <配線基板の製造方法>
 図18~図20を用いて4層の配線層を有する配線基板2の製造方法について説明する。図18、図19および図20は、図1に示す半導体装置の配線基板の組立て手順の一例を示すフロー図および断面図である。
 まず、図18のステップS1に示す銅箔形成を行う。ここでは、例えば、電解銅箔製法を用いて銅箔の形成を行う。すなわち、硫酸銅溶液12を用いてドラム電極(陰極)13に電解銅箔2qを形成する。電解銅箔製法は、硫酸銅溶液12の電解反応によりドラム状の陰極(ドラム電極13)の表面に銅を析出させ、所望の厚さになったら巻き取ることで銅箔を製造するものである。その際、銅箔のドラム側は平滑な表面(平坦度が良い面)になるが、外側(硫酸銅溶液側)は、銅箔の成長に伴って凹凸2nが大きくなり、表面は粗い(平坦度が悪い)状態となる。
 上記銅箔形成の後、ステップS2に示す銅張積層板形成を行う。ここでは、粗度の大きな面を絶縁層側にしてコア層となる絶縁層である第1絶縁層2fの上下面に銅箔(電解銅箔2q)を貼る。
 上記銅張積層板形成の後、ステップS3に示すレジスト形成(露光/現像)を行う。すなわち、レジスト膜をマスクとして銅箔(電解銅箔2q)に所望のパターンを露光・現像する。
 上記レジスト形成後、ステップS4に示すエッチングを行う。すなわち、銅箔(電解銅箔2q)をエッチングし、銅箔(電解銅箔2q)に所望のパターンを形成する。
 上記エッチング後、ステップS5に示す積層を行う。すなわち、上下面に配線パターン(第1配線層2k、第1配線層2i)が形成された第1絶縁層2fに対して、さらに上下面に第2絶縁層2gおよび第2絶縁層2hをブロック22で加圧して貼り付ける。この時、第2絶縁層2gの上層には第2配線層2mが貼り付けられており、一方、第2絶縁層2hの下層には第2配線層2jが、それぞれ粗度が大きい面を絶縁層側にして貼り付けられている。
 上記積層後、図19のステップS6に示すスルーホール加工を行う。ここでは、例えば、ドリル14を用いて所望の位置に複数の貫通孔2rを形成する。なお、貫通孔2rの形成は、レーザーによって行うことも可能である。
 上記スルーホール加工後、ステップS7に示すスルーホールめっき形成を行う。すなわち、各スルーホールの内壁に銅めっき2sを形成し、最上層の第2配線層2mと最下層の第2配線層2jとを銅めっき2sで繋ぐ。
 上記スルーホールめっき形成を実施した後、ステップS8に示すレジスト形成・露光現像・エッチングを行う。すなわち、最上層の第2配線層2mおよび最下層の第2配線層2jのそれぞれにレジスト形成・露光現像・エッチングを行って所望の配線パターンを形成する。
 上記レジスト形成・露光現像・エッチングを実施した後、図20のステップS9に示すソルダレジスト塗布を行う。すなわち、最上層の第2配線層2mの上層にソルダレジスト膜2dを形成し、一方、最下層の第2配線層2jの下層にソルダレジスト膜2eを形成し、さらにスルーホール2jj内にソルダレジスト2tを形成する。
 上記ソルダレジスト塗布後、ステップS10に示す露光・現像を行う。ここでは、上層のソルダレジスト膜2dと下層のソルダレジスト膜2eに対して露光および現像を行って所望の各ソルダレジスト膜に所望のパターンを形成する。
 上記露光・現像を行った後、ステップS11に示す表面処理を行う。ここでは、上面側に露出するボンディングリード2cや下面側に露出するランド2jgに表面処理、すなわち、Ni/Auめっき2uを形成する。これにより、4層の配線層を有した配線基板2の完成となる。図20の配線基板2においても、第2配線層2m(L1)の下面2mb(図15参照)、第1配線層2k(L2)の下面2kb(図15参照)、第1配線層2i(L3)の上面2ia(図15参照)および第2配線層2j(L4)の上面2ja(図15参照)のそれぞれには、銅箔形成工程によって凹凸2nが形成されており、絶縁層との密着度が高くなっている。ただし、第1配線層2k(L2)の上面2ka(図15参照)および第1配線層2i(L3)の下面2ib(図15参照)のそれぞれは、平坦度が高いため、粗度が大きい面に比べて絶縁層との密着度が低い状態であり、図13に示すような剥離34が置き易い状態となっている。
 <半導体装置の製造方法>
 次に、図21~図24を用いて本実施の形態のBGA9の製造方法について説明する。図21~図24は、それぞれ図1の半導体装置の組立て手順を示すフロー図および断面図である。
 本実施の形態では、複数の半導体装置領域を有する多数個取り基板10を用いて組み立てを行う、所謂、MAP(Mold Array Package)方式でBGA9を組み立てる場合を説明する。
 まず、図21に示すステップS21のウエハ準備を行う。
 上記ウエハ準備後、ステップS22に示すダイシングを行う。ここでは、ウエハリング16に保持された半導体ウエハ15を、ダイシングブレード17によって個片化して良品の半導体チップ1を取得する。
 上記ダイシング後、ステップS23に示すダイボンディングを行う。ここでは、多数個取り基板10のそれぞれのチップ領域に、例えば、多点式のノズル18を用いて、樹脂ペースト材等のダイボンド材6を基板上に塗布し、そしてこのダイボンド材6を介して半導体チップ1を基板上に搭載する。
 上記ダイボンディング後、図22のステップS24に示すワイヤボンディングを行う。ここでは、金属製のワイヤ7を用いて半導体チップ1の電極パッド1cと配線基板2(多数個取り基板10)のボンディングリード2cとを電気的に接続する。
 上記ワイヤボンディングを行った後、ステップS25の樹脂モールディングを行う。すなわち、多数個取り基板10上において、半導体チップ1と複数のワイヤ7とを封止用樹脂によって封止し、多数個取り基板10上に一括封止体8を形成する。
 上記樹脂モールディング終了後、図23のステップS26に示すレーザーマーキングを行う。すなわち、樹脂モールディングによって形成された一括封止体8の表面にレーザーを照射して所望のマーク19を付す。
 上記レーザーマーキング終了後、ステップS27に示すバンプ形成を行う。ここでは、多数個取り基板10(配線基板2)の下面側に複数の半田ボール5を搭載する。
 上記バンプ形成終了後、図24のステップS28の個片化を行う。すなわち、樹脂モールディングによって形成された図24に示す一括封止体8と多数個取り基板10とを、ダイシングブレード17によって一緒に切断して個片化し、さらに、ステップS29に示すテストを行って図24に示すBGA9の組み立て完了となる。
 <半導体装置の実装構造(モジュール)>
 図25は図1に示す半導体装置の実装構造の一例を示す断面図である。
 組み立てられたBGA9を実装基板であるマザーボード11に実装する。その際、リフローによって半田ボール5を溶融し、外部端子である半田ボール5とマザーボード11の上面11c上に形成されたバンプ用電極11aとを電気的に接続する。一方、BGA9の中央部に配置された放熱用の半田ボール5(サーマルボール)と、マザーボード11の放熱用パターン11bとを電気的に接続する。
 本実施の形態のBGA9では、リフロー時に配線基板2が加熱されて基板内部でアウトガスが発生した際にも、配線基板2には、最下層の配線層には第1開口部2jmや第2開口部2jn(図17参照)が設けられているため、この第1開口部2jmや第2開口部2jnを介してアウトガスを基板の下層側から抜くことができる。
 したがって、基板内部で局所的に圧力が高くなることを低減することができ、その結果、図13に示すような下層側の配線層L3とその直下の絶縁層33との間において、配線層L3の剥離(クラック)34が起こることを防止することができる。
 これにより、モジュールとしての信頼性も向上させることができる。
 <第1変形例>
 図26は図1の半導体装置の配線基板における最下層の配線層の配線パターンと半導体チップの位置関係の第1変形例を示す部分平面図、図27は図1の半導体装置の配線基板における最下層の配線層の配線パターンと半導体チップの位置関係の第1変形例を示す部分平面図、図28は図1の半導体装置の配線基板における最下層の配線層の裏面側の配線パターンの第1変形例を示す部分平面図である。
 図26は、第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcにおいて、半導体チップ1の領域が第1領域(サーマルボール領域)2jeより大きい場合を示すものである。また、図27は、半導体チップ1の領域が第1パターン2jcに対してずれて搭載された構造を示すものである。
 図26に示す構造や図27に示す構造においても、第1領域2jeに複数の第1開口部2jmが形成され、かつ第1領域2jeの外側の第2領域2jfに複数の第2開口部2jnが形成されているため、基板加熱時に発生した基板内部で発生したアウトガスを、第1開口部2jmや第2開口部2jnを介して基板の下層側から外部に抜くことができる。
 その結果、図13に示すような下層側の配線層L3とその直下の絶縁層33との間において、配線層L3の剥離(クラック)34が起こることを防止することができ、BGA9の信頼性を向上させることができる。
 図28に示す構造は、第2配線層2j(L4)において、第1パターン2jc以外(チップ領域外)にも、第2パターン2jdとは異なる複数の第3パターン2vが設けられている場合を示している。第3パターン2vは、複数のランド2jgを有しており、例えば、電源パターン、GNDパターン、放熱プレーン、放熱パターン等として使用することも出来る。これらのパターンには、図4に示すようなL1の配線層のボンディングリード2cや、L2の配線層のパターンおよびL3の配線層のパターン等に接続されるスルーホール2jkが設けられており、かつこれらの第3パターン2vの中には、第1開口部2jmを設けたものもある。また、第2開口部2jnを設けた第3パターン2vもある。
 このように第3パターン2vに第1開口部2jm及び第2開口部2jnを設けたことで、基板内部で発生したアウトガスを、第1開口部2jm及び第2開口部2jnから外部に抜くことができる。
 その結果、BGA9の信頼性を向上させることができる。
 <第2変形例>
 図29は図1に示す半導体装置の配線基板における上から2番目の配線層(L2)の配線パターンの第2変形例を示す平面図、図30は図1に示す半導体装置の配線基板における上から3番目の配線層(L3)の配線パターンの第2変形例を示す平面図である。
 図29に示す構造では、第1配線層2k(L2)が、分割されたパターンではなく、1種類のパターンから成る場合を示しており、同様に、図30に示す構造では、第1配線層2i(L3)が、分割されたパターンではなく、1種類のパターンから成る場合を示している。
 この場合、図30の第1配線層2i(L3)の配線パターンの面積が、図9に示す第2配線層2j(L4)の配線パターン(第1パターン2jc)の面積より大きいため、基板内部で発生するアウトガスがさらに抜けにくくなる。
 したがって、本実施の形態のBGA9のように配線基板2の第2配線層2j(L4)に第1開口部2jmや第2開口部2jnを設けることで、基板内部で発生したアウトガスを、第1開口部2jmや第2開口部2jnから外部に抜くことができ、その結果、BGA9の信頼性を向上させることができる。
 なお、第1配線層2i(L3)が1つのパターンからではなく、仮に2つ以上のパターンからなる場合であっても、その何れかのパターンが第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcより大きい場合には、アウトガスが抜けにくい。したがって、この場合にも、上記同様、配線基板2の第2配線層2j(L4)に第1開口部2jmや第2開口部2jnを設けることにより、基板内部で発生したアウトガスを、第1開口部2jmや第2開口部2jnから外部に抜くことができる。
 <第3変形例>
 図31は実施の形態の第3変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。
 図31に示すBGA20は、個片モールディングを採用して組み立てられた半導体装置である。すなわち、一括モールドとは異なり、各半導体装置に対応したキャビティによって形成された封止体4を有するものである。したがって、BGA20は、その配線基板2の上面2aの周縁部が露出した構造の半導体装置である。
 このようなBGA20においても、配線基板2の第2配線層2j(L4)に第1開口部2jmや第2開口部2jn(図17参照)を設けることで、基板内部で発生したアウトガスを、第1開口部2jmや第2開口部2jnから外部に抜くことができ、その結果、BGA20の信頼性を向上させることができる。
 また、半導体チップ1と基板のボンディングリード2cとの電気的な接続が、ワイヤ7ではなく、バンプ電極によって行われるフリップチップ構造の半導体装置においても、配線基板2の第2配線層2j(L4)に第1開口部2jmや第2開口部2jnを設けることで、基板内部で発生したアウトガスを、第1開口部2jmや第2開口部2jnから外部に抜くことができる。
 その結果、フリップチップ構造の半導体装置においても、その信頼性を向上させることができる。
 <第4変形例>
 図32は図1の半導体装置の配線基板における最上層の配線層の配線パターンの第4変形例を示す平面図、図33は図32のA-A線に沿って切断した半導体装置の構造の第4変形例を示す断面図である。
 図32に示す配線層は、最上層の第2配線層2m(L1)の第1パターン2mcがGND/電源パターンを示すものである。
 図33に示すボンディングリード2cは、ワイヤ7を介して半導体チップ1と電気的に接続されている。
 図32のX部に示すように、最上層の第2配線層2m(L1)のパターンにおいて、第1パターン2mcと、ボンディングリード2cと接続されたスルーホール2meとが配線2yを介して電気的に接続されている。言い換えれば、ボンディングリード2cと第1パターン2mcとが電気的に接続されている。
 また、図33に示すように、最上層の第2配線層2m(L1)の第1パターン2mcは、最上層の第2配線層2m(L1)のスルーホール2mf及び最下層の第2配線層2j(L4)のスルーホール2jjを介して、最下層の第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcと接続されている。言い換えれば、最上層の第2配線層2m(L1)の第1パターン2mcは、最下層の第2配線層2j(L4)の第1パターン2jcと電気的に接続されている。
 また、図33に示すように、最上層の第2配線層2m(L1)のボンディングリード2cは、最上層の第2配線層2m(L1)のスルーホール2me及び最下層の第2配線層2j(L4)のスルーホール2jkを介して、図9に示す最下層の第2配線層2j(L4)の第2パターン2jdと接続されている。また、第1変形例の図28の場合には、図33の最上層の第2配線層2m(L1)のボンディングリード2cは、最上層の第2配線層2m(L1)のスルーホール2me及び最下層の第2配線層2j(L4)のスルーホール2jkを介して、図28に示す最下層の第2配線層2j(L4)の第3パターン2vと接続されている。言い換えれば、最上層の第2配線層2m(L1)のボンディングリード2cは、最下層の第2配線層2j(L4)の第2パターン2jd、又は最下層の第2配線層2j(L4)の第3パターン2vと電気的に接続されている。
 これにより、ボンディングリード2cが、GNDの場合、最上層の第2配線層2m(L1)の第1パターン2mc、最下層の第2配線層2j(L4)の第1パターン2jc、最下層の第2配線層2j(L4)の第2パターン2jd、がGNDパターンになる。また、第1変形例の図28の場合には、最下層の第2配線層2j(L4)の第3パターン2vもGNDパターンになる。同様に、ボンディングリード2cが、電源の場合、最上層の第2配線層2m(L1)の第1パターン2mc、最下層の第2配線層2j(L4)の第1パターン2jc、最下層の第2配線層2j(L4)の第2パターン2jdが電源パターンになる。また、第1変形例の図28の場合には、最下層の第2配線層2j(L4)の第3パターン2vも電源パターンになる。
 そして、このような配線基板2においても、第2配線層2j(L4)に第1開口部2jmや第2開口部2jnを設けることで、基板内部で発生したアウトガスを、第1開口部2jmや第2開口部2jnから外部に抜くことができる。
 <第5変形例>
 図34は実施の形態の第5変形例の配線基板の組立て手順を示すフロー図および断面図であり、図34では、3層の配線層を有する配線基板21の製造方法を示している。ただし、図34においては、4層の配線層を有する配線基板2と同様の工程については、図示を省略している。
 まず、図34のステップS31に示す銅箔形成を行う。ここでは、4層の配線層の場合と同様に、例えば、電解銅箔製法を用いて銅箔の形成を行う。すなわち、図18に示す硫酸銅溶液12を用いてドラム電極(陰極)13に電解銅箔2qを形成する。
 上記銅箔形成の後、ステップS32に示す銅張積層板形成を行う。ここでは、図18に示す工程と同様に、粗化処理された面を絶縁層側にしてコア層となる絶縁層である第1絶縁層2fの上下面に銅箔を貼る。
 上記銅張積層板形成の後、レジスト形成(露光/現像)とエッチングを図18に示す方法と同様に行う。
 上記レジスト形成およびエッチング後、ステップS35に示す積層を行う。すなわち、上下面に上記銅箔による配線パターン(上側第1配線層21a、下側第1配線層21b)が形成された第1絶縁層2fに対して、さらにその下面21bbに第2絶縁層2hをブロック22で加圧して貼り付ける。この時、第2絶縁層2hの下層(下面2hb)には第2配線層2jが、粗度が大きい面を第2配線層2j側にして貼り付けられている。
 上記積層後は、4層の配線層の配線基板2と同様の組立てにより、3層の配線基板21を組み立てる。
 図34の配線基板21においても、上側第1配線層21a(L1、第1配線層2k)の下面21aa、下側第1配線層21b(L2、第1配線層2i)の上面21ba、第2配線層2j(L3)の上面2jaのそれぞれには、銅箔形成工程によって凹凸2nが形成されており、絶縁層との密着度が高くなっている。しかしながら、下側第1配線層21b(L2)の下面21bbは、平坦度が高いため、粗度が大きい面に比べて絶縁層との密着度が低い状態であり、図13に示すような剥離34が発生し易い状態となっている。
 したがって、3層の配線層を有する配線基板21においても、最下層の第2配線層2j(L3)に第1開口部2jmや第2開口部2jnを設けることで、基板内部で発生したアウトガスを、第1開口部2jmや第2開口部2jnから外部に抜くことができる。
 <比較検討例>
 図35は比較検討例の半導体装置の配線基板におけるSMD構造を示す部分断面図、図36は図35に示すSMD構造を示す部分平面図、図37は比較検討例の半導体装置の配線基板におけるNSMD構造を示す部分断面図、図38は図37に示すNSMD構造を示す部分平面図である。
 図35は、本実施の形態のBGA9で採用したランド2jgと半田ボール5の接続構造を示しており、図36は図35のランド2jgの平面構造を示すものである。
 図35および図36に示すランド構造は、SMD(Solder Mask Defined)構造である。SMD構造は、複数のランド2jgのそれぞれの周縁部が、ソルダレジスト膜(第2保護膜)2eによって覆われているものであり、したがって、平面視において、ランド2jgの下地絶縁層が見えていない構造である。このような構造のランド2jgに対して、複数の半田ボール5の各々が、複数のランド2jgの各々と、ランド2jgそれぞれの周縁部上のソルダレジスト膜2eとに接合するように設けられている。ランド2jg上には、Ni/Auめっき2uが形成されている。
 上述のSMD構造のランド2jgは、ランド2jgの周縁部がソルダレジスト膜2eで覆われているため、基板内部で発生したアウトガスが逃げ難い構造であるが、ランド2jgが剥がれにくく配線基板2の信頼性は高いという特徴を有している。
 一方、図37は、本願発明者が比較検討したランド2xと半田ボール5の接続構造を示しており、図38は図37のランド2xの平面構造を示すものである。すなわち、図37および図38に示すランド構造は、NSMD(Non Solder Mask Defined)構造である。NSMD構造は、複数のランド2xのそれぞれが、ソルダレジスト膜(第2保護膜)2eによって覆われておらず、ランド2x全体が露出した構造である。ランド2x上には、Ni/Auめっき2uが形成されている。さらに、平面視において、ランド2xの下地絶縁層(第2絶縁層2h)が見える(露出した)構造である。このような構造のランド2xに対して、複数の半田ボール5の各々が、複数のランド2xの各々と接続するように設けられている。
 上述のNSMD構造のランド2xは、上記のようにランド2xの下地絶縁層(第2絶縁層2h)が見える(露出した)構造であるため、基板内部で発生したアウトガスが逃げ易い構造である。さらに、半田ボール5とランド2xの接続面積が増えるため、半田の接続強度を高くすることができ、半田接続部の寿命を長くすることができる。しかしながら、半田の接続強度が高いため、外から半田ボール5に衝撃が加えられた際に、ランド2xが基板から剥離するという問題が起こり易く、基板の信頼性がSMD構造に比べて低いという特徴を有している。
 本実施の形態の半導体装置において、ランド構造をNSMD構造とすると、ガス抜けの観点から配線層と絶縁層の剥離に対する効果は得ることができる。ただし、耐衝撃性を考慮すると、SMD構造を採用することが好ましく、その場合には、基板および半導体装置の信頼性を高くすることができる。
 <その他の変形例>
 以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明はこれまで記載した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
 上記実施の形態および変形例では、最下層の第1パターンに複数のサーマルボールが設けられている場合を説明したが、上記サーマルボールは、必ずしも設けられていなくてもよい。
 また、上記実施の形態および変形例では、配線基板2がコア有り基板の場合を説明したが、配線基板2は、コアレス基板であってもよい。すなわち、コアレス基板においても、絶縁層に銅箔を貼り付けて基板を形成するため、粗化処理された面の密着度は高く、その両側(もしくは片側(3層基板の場合))に貼り付ける絶縁層との密着度は低く、特に、最下層の配線層で剥離が発生し易いためである。
 また、上記実施の形態で説明した技術思想の要旨を逸脱しない範囲内において、変形例同士を組み合わせて適用することができる。
  1 半導体チップ
  2 配線基板
 2c ボンディングリード
 2d ソルダレジスト膜(第1保護膜)
2da 上面(第1面)
 2e ソルダレジスト膜(第2保護膜)
 2f 第1絶縁層
2fa 上面(第1面)
2fb 下面(第2面)
 2g 第2絶縁層
2ga 上面(第1面)
 2h 第2絶縁層
2hb 下面(第1面)
 2i 第1配線層
2ia 上面(第2面)
2ib 下面(第1面)
2ic 第1パターン
2id 第2パターン
 2j 第2配線層
2ja 上面
2jb 下面(第1面)
2jc 第1パターン
2jd 第2パターン
2je 第1領域
2jf 第2領域
2jg ランド
2jh 第1ランド
2ji 第2ランド
2jj スルーホール
2jk スルーホール
2jm 第1開口部(開口部)
2jn 第2開口部(開口部)
 2k 第1配線層
2ka 上面(第1面)
2kc 第1パターン
2kd 第2パターン
 2m 第2配線層
  4 封止体
  5 半田ボール(外部端子)
  7 ワイヤ
  9 BGA(半導体装置)

Claims (16)

  1.  第1絶縁層、前記第1絶縁層の第1面側を覆う第1保護膜、前記第1絶縁層の前記第1面とは反対側の第2面に接合された第1配線層、前記第1配線層の第1面に接合された第2絶縁層、前記第2絶縁層の第1面に接合された第2配線層、および前記第2配線層の第1面を覆う第2保護膜、を有する配線基板と、
     接着剤を介して前記第1保護膜の第1面に固定された半導体チップと、
     を含み、
     前記第1配線層の前記第1面とは反対側の第2面の平坦度は、前記第1配線層の前記第1面の平坦度よりも低く、
     前記第1配線層は、第1パターンを有し、
     前記第2配線層は、第1パターンと、複数の第2パターンと、を有し、
     前記第2配線層に設けられた前記第1パターンは、前記第1配線層に設けられた前記第1パターンと重なる位置に設けられており、
     平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンの面積は、前記第2配線層に設けられた前記複数の第2パターンの総面積よりも大きく、
     前記第2配線層に設けられた前記第1パターンには、前記第2絶縁層の一部を露出する開口部が形成されている、半導体装置。
  2.  請求項1に記載の半導体装置において、
     平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンの面積は、前記半導体チップの面積よりも大きい、半導体装置。
  3.  請求項2に記載の半導体装置において、
     透過平面視において、前記半導体チップは、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンの内側に位置している、半導体装置。
  4.  請求項3に記載の半導体装置において、
     前記第2配線層の前記第1パターンは、前記第2保護膜から露出する複数のランドを有し、
     前記複数の各々のランド上に形成された複数の半田ボールを有する、半導体装置。
  5.  請求項4に記載の半導体装置において、
     前記第2配線層の前記第1パターンの前記複数のランドは、互いに隣り合うように配置された第1ランドおよび第2ランドを有し、
     前記第1ランドと前記第2ランドとの間には、前記第2絶縁層の一部を露出する第1開口部が形成されている、半導体装置。
  6.  請求項5に記載の半導体装置において、
     前記第2配線層の前記第1パターンは、前記複数のランドが形成された第1領域と、前記第1領域の外側に位置する第2領域と、を有し、
     前記開口部は、前記第1開口部と、前記第1開口部とは異なる第2開口部と、を含み、
     前記第1開口部は、前記第1領域に配置され、かつ、前記第2開口部は、前記第2領域に配置され、
     前記第1開口部の幅は、前記第2開口部の幅より狭い、半導体装置。
  7.  請求項6に記載の半導体装置において、
     透過平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンは、前記第1配線層の前記第1パターンの内側に配置されている、半導体装置。
  8.  請求項7に記載の半導体装置において、
     前記第2配線層の前記複数の各々の第2パターンは、前記第2保護膜から露出する複数のランドを有し、前記複数の各々のランド上に形成された複数の半田ボールを有する、半導体装置。
  9.  請求項8に記載の半導体装置において、
     前記複数の各々のランドの周縁部は、前記第2保護膜によって覆われ、前記複数の半田ボールの各々は、前記複数の各々のランドと、前記複数の各々のランドの周縁部上の前記第2保護膜とに接合するように設けられている、半導体装置。
  10.  第1絶縁層、前記第1絶縁層の第1面側に位置する第1保護膜、前記第1絶縁層の前記第1面とは反対側の第2面に貼り付けられた第1配線層、前記第1配線層の第1面に貼り付けられた第2絶縁層、前記第2絶縁層の第1面に貼り付けられた第2配線層、および前記第2配線層の前記第1面を覆う第2保護膜、を有する配線基板と、
     ダイボンド材を介して前記第1保護膜の第1面に搭載された半導体チップと、
     前記半導体チップおよび前記配線基板の前記第1保護膜の前記第1面を封止する封止体と、
     を含み、
     前記第1配線層の前記第1面とは反対側の第2面の平坦度は、前記第1配線層の前記第1面の平坦度よりも低く、
     前記第1配線層は、第1パターンを有し、
     前記第2配線層は、第1パターンと、複数の第2パターンと、を有し、
     透過平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンは、前記第1配線層に設けられた前記第1パターンと重なる位置に設けられており、
     平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンの総面積は、前記第2配線層に設けられた前記複数の第2パターンの総面積よりも大きく、
     前記第2配線層に設けられた前記第1パターンには、前記第2絶縁層の表面を露出する開口部が形成されている、半導体装置。
  11.  請求項10に記載の半導体装置において、
     前記第2配線層の前記第1パターンは、前記第2保護膜から露出する複数のランドを有し、
     前記第2配線層の前記第1パターンの前記複数のランドは、互いに隣り合うように配置された第1ランドおよび第2ランドを有し、
     前記第1ランドと前記第2ランドとの間には、前記第2絶縁層の一部を露出する第1開口部が形成されている、半導体装置。
  12.  請求項11に記載の半導体装置において、
     前記第2配線層の前記第1パターンは、前記複数のランドが形成された第1領域と、前記第1領域の外側に位置する第2領域と、を有し、
     前記開口部は、前記第1開口部と、前記第1開口部とは異なる第2開口部と、を含み、
     前記第1開口部は、前記第1領域に配置され、かつ、前記第2開口部は、前記第2領域に配置され、
     前記第1開口部の幅は、前記第2開口部の幅より狭い、半導体装置。
  13.  請求項11に記載の半導体装置において、
     前記複数のランドそれぞれの周縁部は、前記第2保護膜によって覆われ、複数の半田ボールのそれぞれが、前記複数の各々のランドと、前記複数の各々のランドの周縁部上の前記第2保護膜とに接合するように設けられている、半導体装置。
  14.  請求項10に記載の半導体装置において、
     平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンの面積は、前記半導体チップの面積よりも大きい、半導体装置。
  15.  請求項10に記載の半導体装置において、
     透過平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンは、前記第1配線層の前記第1パターンの内側に配置されている、半導体装置。
  16.  第1絶縁層、前記第1絶縁層の第1面に貼り付けられた上側第1配線層、前記上側第1配線層の第1面を覆う第1保護膜、前記第1絶縁層の前記第1面とは反対側の第2面に貼り付けられた下側第1配線層、前記下側第1配線層の第1面に貼り付けられた第2絶縁層、前記第2絶縁層の第1面に貼り付けられた第2配線層、および前記第2配線層の前記第1面を覆う第2保護膜、を有する配線基板と、
     ダイボンド材を介して前記第1保護膜の第1面に搭載された半導体チップと、
     前記半導体チップおよび前記配線基板の前記第1保護膜の前記第1面を封止する封止体と、
     を含み、
     前記下側第1配線層の前記第1面とは反対側の第2面の平坦度は、前記下側第1配線層の前記第1面の平坦度よりも低く、
     前記下側第1配線層は、第1パターンを有し、
     前記第2配線層は、第1パターンと、複数の第2パターンと、を有し、
     透過平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンは、前記下側第1配線層に設けられた前記第1パターンと重なる位置に設けられており、
     平面視において、前記第2配線層に設けられた前記第1パターンの総面積は、前記第2配線層に設けられた前記複数の第2パターンの総面積よりも大きく、
     前記第2配線層に設けられた前記第1パターンには、前記第2絶縁層の表面を露出する開口部が形成されている、半導体装置。
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