積層型半導体パッケージ
【課題】高密度に相互接続した積層型半導体パッケージを提供する。
【解決手段】第１の配線基板２０に第１の半導体チップ３０が実装され、一方の側に第１の電極パッド２３が形成された第１の半導体パッケージ１０と、第２の配線基板６０の他方の側に第２の電極パッド６４が形成された第２の半導体パッケージ５０は、半導体チップ収容孔４１ｘと、絶縁性基材４１を厚さ方向に貫通する複数の線状導体４２に接合された第３の電極パッド４２と、第４の電極パッド４４と、を備えた接続用部材４０で接合される。
【解決手段】第１の配線基板２０に第１の半導体チップ３０が実装され、一方の側に第１の電極パッド２３が形成された第１の半導体パッケージ１０と、第２の配線基板６０の他方の側に第２の電極パッド６４が形成された第２の半導体パッケージ５０は、半導体チップ収容孔４１ｘと、絶縁性基材４１を厚さ方向に貫通する複数の線状導体４２に接合された第３の電極パッド４２と、第４の電極パッド４４と、を備えた接続用部材４０で接合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体パッケージを積層した積層型半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板に半導体チップを実装した半導体パッケージや、複数の半導体パッケージを積層した積層型半導体パッケージ（所謂ＰＯＰ（Package on package）構造）が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
従来の積層型半導体パッケージでは、例えば、下側の半導体パッケージに、半導体チップ搭載部の周囲に半導体チップの厚さ以上の高さを有するバンプ（はんだバンプ等）を形成して、上側の半導体パッケージと接続していた。
【０００４】
又、バンプを用いない例として、樹脂封止した下側の半導体パッケージの樹脂部に下側の半導体パッケージの電極パッドを露出する貫通孔を形成し、貫通孔に低融点金属（はんだ等）を流し込んで、上側の半導体パッケージと接続する方法も行われている。これは、所謂ＴＭＶ（Through mold via）と称される方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３５１５６５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２９２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとをバンプを介して相互接続する方法では、バンプを大きくする必要がある。そのため、相互接続数（バンプの数）を増やせないか、或いは、実装面積（バンプが配置される領域の面積）を小さくできない。つまり、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとを高密度に相互接続することが困難である。
【０００７】
又、所謂ＴＭＶと称される方法では、貫通孔の加工精度や低融点金属の充填性の制約から、バンプを介して相互接続する方法と同様に、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとを高密度に相互接続することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとを従来よりも高密度に相互接続した積層型半導体パッケージを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本積層型半導体パッケージは、第１の配線基板の一方の側に第１の半導体チップが実装され、前記一方の側に前記第１の半導体チップと電気的に接続された第１の電極パッドが形成された第１の半導体パッケージと、第２の配線基板の他方の側に第２の電極パッドが形成された第２の半導体パッケージと、絶縁性基材を厚さ方向に貫通する半導体チップ収容孔と、前記絶縁性基材を厚さ方向に貫通する複数の線状導体と、前記絶縁性基材の一方の面に形成され、複数の前記線状導体の一端と接合された第３の電極パッドと、前記絶縁性基材の他方の面に形成され、複数の前記線状導体の他端と接合された第４の電極パッドと、を備えた接続用部材と、を有し、前記接続用部材は、前記第１の半導体チップを前記半導体チップ収容孔に収容し、前記第１の電極パッドと前記第４の電極パッドとが接合された状態で、前記第１の半導体パッケージ上に搭載され、前記第２の半導体パッケージは、前記第２の電極パッドと前記第３の電極パッドとが接合された状態で、前記接続用部材上に搭載されていることを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとを従来よりも高密度に相互接続した積層型半導体パッケージを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る接続用部材を例示する斜視図である。
【図３】図１のＡ部を拡大して例示する斜視透視図である。
【図４】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図５】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図６】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その３）である。
【図７】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その４）である。
【図８】第１の実施の形態の変形例１に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図９】第１の実施の形態の変形例１に係る接続用部材を例示する斜視図である。
【図１０】第１の実施の形態の変形例１に係る接続用部材を例示する部分平面図である。
【図１１】第１の実施の形態の変形例２に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例２に係る接続用部材を例示する斜視図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例３に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図１４】第１の実施の形態の変形例３に係る接続用部材を例示する斜視図である。
【図１５】第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図１６】第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図１７】第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図１８】第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの構造］
まず、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図２は、第１の実施の形態に係る接続用部材を例示する斜視図である。図３は、図１のＡ部を拡大して例示する斜視透視図である。但し、図２において、線状導体４２の端部は省略されている。又、図３において、接合部２９及び６９は省略されている。
【００１４】
図１〜図３において、Ｘ方向は後述する絶縁性基材４１の一方の面４１ａと平行な方向、Ｙ方向は一方の面４１ａ内においてＸ方向に垂直な方向（紙面奥行き方向）、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に垂直な方向（絶縁性基材４１の厚さ方向）をそれぞれ示している。他の図においても同様である。
【００１５】
図１〜図３を参照するに、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージ１は、大略すると、第１の半導体パッケージ１０と、接続用部材４０と、第２の半導体パッケージ５０とを有する。
【００１６】
第１の半導体パッケージ１０は、大略すると、第１の配線基板２０と、第１の半導体チップ３０とを有する。第１の半導体チップ３０は、第１の配線基板２０の一方の側にフリップチップ実装されている。
【００１７】
第１の配線基板２０は、基板本体２１と、電極パッド２２と、電極パッド２３と、電極パッド２４とを有する。基板本体２１は、例えば、縦（Ｙ方向）３０ｍｍ×横（Ｘ方向）３０ｍｍ×厚さ（Ｚ方向）３ｍｍ程度の大きさであり、例えば、エポキシ系の絶縁性樹脂やシリコン等から形成されている。
【００１８】
基板本体２１の一方の面２１ａには、第１の半導体チップ３０との接続用の電極パッド２２が例えばエリアアレイ状に形成されている。そして、基板本体２１の一方の面２１ａの電極パッド２２の周囲には、接続用部材４０との接続用の電極パッド２３が例えばペリフェラル状に形成されている。電極パッド２３には突起電極２５が形成されている。電極パッド２２と電極パッド２３とは、基板本体２１に形成された配線パターンやビア配線等（図示せず）を介して、電気的に接続されている。
【００１９】
電極パッド２２の平面形状は、例えば円形であり、その場合の直径は例えば５０μｍ程度とすることができる。電極パッド２２のピッチは、例えば、１００μｍ程度とすることができる。電極パッド２３の平面形状は、例えば円形であり、その場合の直径は、例えば４０〜４００μｍ程度とすることができる。電極パッド２３のピッチは、例えば、８０〜８００μｍ程度とすることができる。なお、平面形状とは、対象物を各図のＺ方向から見た形状を指す（以降同様）。
【００２０】
電極パッド２２及び２３は、それぞれ、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として含む材料から形成することができる。突起電極２５は、例えば、円柱状であり、その場合の直径は例えば電極パッド２３の直径よりも数１０μｍ小さい程度とすることができる。突起電極２５の高さは、例えば、２０μｍ程度とすることができる。突起電極２５としては、例えば、所謂銅ポスト等を用いることができる。なお、電極パッド２３は、本発明に係る第１の電極パッドの代表的な一例である。
【００２１】
基板本体２１の他方の面２１ｂには、他の配線基板等（図示せず）と電気的に接続される電極パッド２４が例えばペリフェラル状に形成されている。電極パッド２４の平面形状は、例えば円形であり、その場合の直径は例えば２００μｍ程度とすることができる。電極パッド２４のピッチは、例えば、４００μｍ程度とすることができる。電極パッド２４は、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として含む材料から形成することができる。
【００２２】
電極パッド２３と電極パッド２４とは、基板本体２１に形成された配線パターンやビア配線等（図示せず）を介して、電気的に接続されている。但し、電極パッド２３と電極パッド２４とは、必ずしも対応する位置に形成される必要はなく、例えば、電極パッド２４のピッチを電極パッド２３のピッチよりも広くしても構わない。つまり、基板本体２１を用いてピッチ変換しても構わない。又、電極パッド２３と電極パッド２４とは直径が異なっていても構わない。
【００２３】
第１の半導体チップ３０は、例えば、シリコン等からなる半導体基板３１に半導体集積回路等（図示せず）が形成されたものである。第１の半導体チップ３０の回路形成面（基板本体２１の一方の面２１ａと対向する面）には、半導体集積回路等（図示せず）と電気的に接続されている電極パッド３２が、電極パッド２２と対応する位置に例えばエリアアレイ状に形成されている。電極パッド３２の材料や平面形状、ピッチ等は、電極パッド２２と同等とすることができる。
【００２４】
第１の半導体チップ３０の電極パッド３２は、接合部３８を介して、第１の配線基板２０の電極パッド２２と電気的に接続されている。接合部３８としては、例えば、はんだバンプ等を用いることができる。はんだバンプの材料としては、例えば、Ｐｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＳｂの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。第１の半導体チップ３０の回路形成面と第１の配線基板２０の基板本体２１の一方の面２１ａとの間には、エポキシ系の絶縁性樹脂等を主成分とするアンダーフィル樹脂３９が充填されている。
【００２５】
接続用部材４０は、絶縁性基材４１と、線状導体４２と、電極パッド４３と、電極パッド４４とを有する。絶縁性基材４１の中央部近傍には、Ｚ方向（厚さ方向）に貫通する半導体チップ収容孔４１ｘが形成されている。半導体チップ収容孔４１ｘは、第１の半導体パッケージ１０の第１の半導体チップ３０を収容するためのスペースとなる部分である。
【００２６】
絶縁性基材４１には、全体に亘りＺ方向（厚さ方向）に形成された多数の貫通孔４１ｙに金属材料が充填された線状導体４２が形成されている。つまり、絶縁性基材４１には、厚さ方向に貫通する多数の線状導体４２が形成されている。
【００２７】
接続用部材４０の大きさは、例えば、縦（Ｙ方向）３０ｍｍ×横（Ｘ方向）３０ｍｍ×厚さ（Ｚ方向）５０〜１２０μｍ程度とすることができる。半導体チップ収容孔４１ｘの大きさは、例えば、縦（Ｙ方向）１０ｍｍ×横（Ｘ方向）１０ｍｍ×深さ（Ｚ方向）５０〜１２０μｍ程度とすることができる。
【００２８】
絶縁性基材４１としては、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）、ムライト、窒化アルミニウム、ガラスセラミックス（ガラスとセラミックスの複合材料）、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタンジルコン酸鉛等の無機誘電体を主成分とする材料を用いることができる。
【００２９】
線状導体４２は、その一端面が絶縁性基材４１の一方の面４１ａから露出しており、その他端面が絶縁性基材４１の他方の面４１ｂから露出している。各線状導体４２は、互いに略平行に略一定間隔で絶縁性基材４１の略全面に亘って形成されている。線状導体４２の平面形状は、例えば円形や六角形等とすることができる。線状導体４２の平面形状が円形である場合の直径は、例えば、３０ｎｍ〜２０００ｎｍ程度とすることができる。
【００３０】
又、線状導体４２は、隣接する線状導体４２の間隔が線状導体４２の直径よりも小さくなる程度に密に形成されていることが好ましい。但し、線状導体４２の配置形態については、特に限定されず、例えばヘキサゴナル状に配置されていてもよいし、グリッド状に配置されていてもよい。
【００３１】
各線状導体４２は、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに形成された導体と他方の面４１ｂに形成された導体とを接続するビアとしての機能を有する。但し、線状導体４２の一部は導体には接続されず、電気的に孤立（フローティング）した状態であっても構わない。線状導体１２を形成する金属材料としては、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等を用いることができる。
【００３２】
絶縁性基材４１の一方の面４１ａには、電極パッド４３が例えばペリフェラル状に形成されている。絶縁性基材４１の他方の面４１ｂには、電極パッド４４が電極パッド４３に対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成されている。電極パッド４３は、複数の線状導体４２の一端と接合されており、電極パッド４４は、複数の線状導体４２の他端と接合されている。つまり、電極パッド４３と電極パッド４４とは、複数の線状導体４２を介して、電気的に接続されている（図３参照）。
【００３３】
電極パッド４３は、接合部６９を介して、第２の半導体パッケージ５０の突起電極６５と電気的に接続されている。電極パッド４４は、接合部２９を介して、第１の半導体パッケージ１０の突起電極２５と電気的に接続されている。接合部２９及び６９としては、例えば、はんだペースト等を用いることができる。はんだペーストの材料としては、例えば、Ｐｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＳｂの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。
【００３４】
電極パッド４３及び４４のそれぞれの平面形状は、例えば円形であり、その場合の直径は例えばそれぞれ４０〜４００μｍ程度とすることができる。電極パッド４３及び４４のそれぞれのピッチは、電極パッド６４及び２３のそれぞれのピッチに対応しており、例えば、８０〜８００μｍ程度とすることができる。
【００３５】
電極パッド４３及び４４は、それぞれ、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として含む材料から形成することができる。電極パッド４３及び４４は、それぞれ、複数層から形成されても構わない。電極パッド４３及び４４の厚さは、それぞれ、例えば、２０μｍ程度とすることができる。なお、電極パッド４３は、本発明に係る第３の電極パッドの代表的な一例であり、電極パッド４４は、本発明に係る第４の電極パッドの代表的な一例である。
【００３６】
第２の半導体パッケージ５０は、大略すると、第２の配線基板６０と、第２の半導体チップ７０とを有する。第２の半導体チップ７０は、第２の配線基板６０の一方の側にフリップチップ実装されている。なお、第２の配線基板６０及び第２の半導体チップ７０の各構成要素の材料や形状等は第１の配線基板２０及び第１の半導体チップ３０に準ずるため、共通する部分についての説明は省略する場合がある。
【００３７】
第２の配線基板６０は、基板本体６１と、電極パッド６２と、電極パッド６３と、電極パッド６４とを有する。基板本体６１の一方の面６１ａには、第２の半導体チップ７０との接続用の電極パッド６２が例えばエリアアレイ状に形成されている。そして、基板本体６１の一方の面６１ａの電極パッド６２の周囲には、他の配線基板等（図示せず）との接続用の電極パッド６３が例えばペリフェラル状に形成されている。電極パッド６２と電極パッド６３とは、基板本体６１に形成された配線パターンやビア配線等（図示せず）を介して、電気的に接続されている。
【００３８】
基板本体６１の他方の面６１ｂには、接続用部材４０と電気的に接続される電極パッド６４が例えばペリフェラル状に形成されている。電極パッド６４には突起電極６５が形成されている。電極パッド６３と電極パッド６４とは、基板本体６１に形成された配線パターンやビア配線等（図示せず）を介して、電気的に接続されている。但し、電極パッド６３と電極パッド６４とは、必ずしも対応する位置に形成される必要はない。又、電極パッド６３と電極パッド６４とは直径が異なっていても構わない。なお、電極パッド６４は、本発明に係る第２の電極パッドの代表的な一例である。
【００３９】
第２の半導体チップ７０の回路形成面（基板本体６１の一方の面６１ａと対向する面）には、半導体集積回路等（図示せず）と電気的に接続されている電極パッド７２が、電極パッド６２と対応する位置に例えばエリアアレイ状に形成されている。第２の半導体チップ７０の電極パッド７２は、接合部７８を介して、第２の配線基板６０の電極パッド６２と電気的に接続されている。第２の半導体チップ７０の回路形成面と第２の配線基板６０の基板本体６１の一方の面６１ａとの間には、エポキシ系の絶縁性樹脂等を主成分とするアンダーフィル樹脂７９が充填されている。
【００４０】
このように、積層型半導体パッケージ１において、接続用部材４０は、第１の半導体チップ３０を半導体チップ収容孔４１ｘに収容し、電極パッド２３と電極パッド４４とが接合された状態で、第１の半導体パッケージ１０上に搭載されている。又、第２の半導体パッケージ５０は、電極パッド６４と電極パッド４３とが接合された状態で、接続用部材４０上に搭載されている。
【００４１】
なお、第２の半導体パッケージ５０において、第２の半導体チップ７０に代えて、例えばコンデンサ等の電子部品が搭載されてもよい。このような場合も含め、本願では、接続用部材４０上に搭載される部材を『第２の半導体パッケージ』と称する。
【００４２】
又、突起電極２５及び６５は必ずしも必要ではなく、電極パッド４３及び４４がそれぞれ電極パッド６４及び２３と直接接続されていてもよい。
【００４３】
［第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造方法について説明する。但し、第１の半導体パッケージ１０及び第２の半導体パッケージ５０の製造方法は周知であるため、ここでは接続用部材４０の製造方法を中心に説明する。図４〜図７は、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図である。
【００４４】
まず、図４に示す工程では、絶縁性基材４１全体に亘りその厚さ方向に、多数の貫通孔４１ｙを形成する。ここでは、アルミニウム（Ａｌ）の陽極酸化法を用いる例を説明する。最初に、例えば、縦（Ｙ方向）３０ｍｍ×横（Ｘ方向）３０ｍｍ×厚さ（Ｚ方向）５０〜１２０μｍ程度の平板状のアルミニウム（Ａｌ）を準備して、一方の側を絶縁被膜し、表面を洗浄する。
【００４５】
そして、平板状のアルミニウム（Ａｌ）を陽極として電解液（好適には硫酸水溶液）中に浸漬し、これに対向配置される白金（Ｐｔ）電極を陰極として通電（パルス電圧を印加）する。これにより、アルミニウム（Ａｌ）の陽極酸化膜（微小径の貫通孔４１ｙが規則正しく形成された酸化アルミニウムの膜）である絶縁性基材４１を形成できる。
【００４６】
貫通孔４１ｙは、例えば平面視円形や平面視六角形等とすることができる。平面視円形の場合の直径φは、例えば３０ｎｍ〜２０００ｎｍ程度とすることができる。又、貫通孔４１ｙは、隣接する貫通孔４１ｙの間隔Ｐが貫通孔４１ｙの直径φよりも小さくなる程度に密に形成することが好ましい。なお、陽極酸化法では、電解液の種類、電圧、時間等の条件により、陽極酸化膜である絶縁性基材４１の厚さ、貫通孔４１ｙの径やピッチを調整することができる。但し、貫通孔４１ｙの配置形態については、特に限定されず、例えばヘキサゴナル状に配置してもよいし、グリッド状に配置してもよい。
【００４７】
次に、図５に示す工程では、絶縁性基材４１に形成された貫通孔４１ｙに金属材料を充填して線状導体４２を形成する。線状導体４２は、例えばスクリーン印刷法やインクジェット法等を用いて、例えば銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等の導電性ペーストを貫通孔４１ｙに充填することにより形成することができる。
【００４８】
線状導体４２は、以下のようにして形成してもよい。例えば金属材料として銅（Ｃｕ）を用い、絶縁性基材４１の表面（貫通孔４１ｙの内壁面を含む）に、無電解銅（Ｃｕ）めっき法によりシード層を形成する。そして、形成したシード層を給電層として利用した電解銅（Ｃｕ）めっき法により、貫通孔４１ｙに銅（Ｃｕ）を充填することができる。又、無電解銅（Ｃｕ）めっき法のみにより、銅（Ｃｕ）を貫通孔４１ｙに充填しても構わない。
【００４９】
更に、必要に応じて機械研磨、化学機械研磨（ＣＭＰ）等により両面を研磨して平坦化し、線状導体４２の両端を絶縁性基材４１の両面に露出させることができる。このようにして、絶縁性基材４１に、厚さ方向に貫通する微小径の線状導体４２を高密度に形成できる。
【００５０】
次に、図６に示す工程では、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに電極パッド４３を例えばペリフェラル状に形成し、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂに電極パッド４４を例えばペリフェラル状に形成する。但し、電極パッド４３と電極パッド４４とは、対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成する。
【００５１】
具体的には、まず、例えばスパッタ法や無電解めっき法等により、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ全面及び他方の面４１ｂ全面に、それぞれ、例えばチタン（Ｔｉ）層と銅（Ｃｕ）層を順次積層したＴｉ／Ｃｕ層（図示せず）を形成する。それぞれのＴｉ／Ｃｕ層の厚さは、例えば１μｍ程度とすることができる。
【００５２】
次に、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ全面に形成されたＴｉ／Ｃｕ層上に電極パッド４３を形成したい部分を露出するレジスト層（図示せず）を形成する。又、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂ全面に形成されたＴｉ／Ｃｕ層上に電極パッド４４を形成したい部分を露出するレジスト層（図示せず）を形成する。
【００５３】
そして、それぞれのＴｉ／Ｃｕ層を給電層とする電解めっき法により、それぞれのレジスト層内に露出するＴｉ／Ｃｕ層上に例えば銅（Ｃｕ）層を形成する。銅（Ｃｕ）層の厚さは、例えば２０μｍ程度とすることができる。そして、それぞれのレジスト層を除去後、銅（Ｃｕ）層に覆われていない部分のＴｉ／Ｃｕ層をエッチングにより除去する。
【００５４】
これにより、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに、Ｔｉ／Ｃｕ層に更に銅（Ｃｕ）層が積層された電極パッド４３が形成され、他方の面４１ｂに、Ｔｉ／Ｃｕ層に更に銅（Ｃｕ）層が積層された電極パッド４４が形成される。
【００５５】
なお、この工程の後に、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに、電極パッド４３の表面（接合部６９と接する面）のみを露出する絶縁層（ソルダーレジスト層）を形成してもよい。又、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂに、電極パッド４４の表面（接合部２９と接する面）のみを露出する絶縁層（ソルダーレジスト層）を形成してもよい。これにより、後述の図７に示す工程の後、接合部６９や接合部２９が線状導体４２の端面と短絡することを防止できる。
【００５６】
次に、図７に示す工程では、絶縁性基材４１の中央部近傍（電極パッド４３及び４４よりも内側の部分）に、Ｚ方向（厚さ方向）に貫通する半導体チップ収容孔４１ｘを形成する。半導体チップ収容孔４１ｘは、例えば、ＣＯ２レーザ等を用いたレーザ加工法等により形成できる。これにより、接続用部材４０が完成する。
【００５７】
図７に示す工程の後、接続用部材４０の電極パッド４３又は第２の半導体パッケージ５０の突起電極６５に接合部６９となるはんだペースト等を塗布して、電極パッド４３と突起電極６５とをはんだペースト等を介して対向配置する。又、接続用部材４０の電極パッド４４又は第１の半導体パッケージ１０の突起電極２５に接合部２９となるはんだペースト等を塗布して、電極パッド４４と突起電極２５とをはんだペースト等を介して対向配置する。
【００５８】
そして、リフロー等によりはんだペースト等を加熱して溶融させ、その後硬化させて、接合部６９及び２９を形成する。これにより、図１等に示す積層型半導体パッケージ１が完成する。
【００５９】
なお、絶縁性基材４１として、アルミナ（陽極酸化膜ではない）、ムライト、窒化アルミニウム、ガラスセラミックス（ガラスとセラミックスの複合材料）、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタンジルコン酸鉛等の無機誘電体を主成分とする材料を用いてもよい。
【００６０】
この場合には、図４に示す工程において、これらのグリーンシートを準備し、準備したグリーンシートにドリル加工等により貫通孔４１ｙを形成する。そして、図５に示す工程で、絶縁性基材４１に形成された貫通孔４１ｙに銅ペースト等の金属材料を充填して線状導体４２を形成することができる。図６以降の工程については、上記説明の通りである。但し、この場合には、線状導体４２の直径及びピッチは、数μｍ程度となる。
【００６１】
このように、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージ１では、第１の半導体パッケージ１０と、第２の半導体パッケージ５０とを、第１の半導体パッケージ１０と第２の半導体パッケージ５０とに挟持された接続用部材４０を介して接続している。
【００６２】
そして、接続用部材４０には、半導体チップ収容孔４１ｘが形成されている。又、接続用部材４０には、第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３及び第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４の位置やピッチに対応した上下接続部（電極パッド４３及び４４，並びにこれらを接続する複数の線状導体４２）が形成されている。
【００６３】
そのため、第１の半導体パッケージ１０の第１の半導体チップ３０を半導体チップ収容孔４１ｘに収容した状態で、第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３と第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４とを接続用部材４０の上下接続部を介して接続できる。
【００６４】
その結果、第１の半導体パッケージ１０と第２の半導体パッケージ５０とを大きなはんだバンプを用いて接続したり、所謂ＴＭＶと称される方法を用いて接続したりする従来の方法に比べ、接続ピッチを狭くすることが可能となる。
【００６５】
なお、第１の半導体パッケージ１０と第２の半導体パッケージ５０とを大きなはんだバンプを用いて接続したり、所謂ＴＭＶと称される方法を用いて接続したりする従来の方法では、接続ピッチを０．４ｍｍ以下とすることは困難である。一方、本実施の形態に係る接続用部材４０では、上下接続部の複数の線状導体４２は陽極酸化法等により狭ピッチに形成でき、電極パッド４３及び４４はセミアディティブ法等により狭ピッチに形成できる。その結果、本実施の形態に係る接続用部材４０では、上下接続部のピッチを８０μｍ程度まで狭くすることが可能である。
【００６６】
すなわち、第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３と第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４が０．４ｍｍ以下に狭ピッチ化された場合、はんだバンプを用いた方法や所謂ＴＭＶと称される方法では、相互接続が困難となる。本実施の形態に係る接続用部材４０を用いることにより、このような場合でも、第１の半導体パッケージ１０と第１の半導体パッケージ５０とを相互接続することが可能となり、容易に積層型半導体パッケージ（所謂ＰＯＰ構造）を実現できる。
【００６７】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、絶縁性基材の一方の面及び他方の面に、各電極パッドを配置する開口部を有する接地用ベタ配線を設け、擬似同軸構造を実現した接続用部材の例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００６８】
図８は、第１の実施の形態の変形例１に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図９は、第１の実施の形態の変形例１に係る接続用部材を例示する斜視図である。図１０は、第１の実施の形態の変形例１に係る接続用部材を例示する部分平面図である。但し、図９において、線状導体４２の端部は省略されている。図８〜図１０を参照するに、第１の実施の形態の変形例１に係る積層型半導体パッケージ１Ａは、接続用部材４０が接続用部材４０Ａに置換された点が、積層型半導体パッケージ１（図１及び図２参照）と相違する。
【００６９】
接続用部材４０Ａにおいて、絶縁性基材４１の一方の面４１ａには、電極パッド４３及び接地用ベタ配線４５が形成されている。接地用ベタ配線４５には、平面形状が略円形の多数の開口部４５ｘが縦横に配列されている。そして、接地用ベタ配線４５の各開口部４５ｘ内には、平面形状が略円形の電極パッド４３が、接地用ベタ配線４５と接触していない状態で配置されている。但し、開口部４５ｘと電極パッド４３が接触しなければ、それぞれの平面形状は略円形でなくても構わない。なお、接地用ベタ配線４５は、本発明に係る第１のベタ配線の代表的な一例であり、開口部４５ｘは、本発明に係る第１の開口部の代表的な一例である。
【００７０】
同様に、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂには、電極パッド４４及び接地用ベタ配線４６が形成されている。接地用ベタ配線４６には、平面形状が略円形の多数の開口部４６ｘが縦横に配列されている。そして、接地用ベタ配線４６の各開口部４６ｘ内には、平面形状が略円形の電極パッド４４が、接地用ベタ配線４６と接触していない状態で配置されている。但し、開口部４６ｘと電極パッド４４が接触しなければ、それぞれの平面形状は略円形でなくても構わない。なお、接地用ベタ配線４６は、本発明に係る第２のベタ配線の代表的な一例であり、開口部４６ｘは、本発明に係る第２の開口部の代表的な一例である。
【００７１】
接地用ベタ配線４５と接地用ベタ配線４６とは対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成されており、複数の線状導体４２を介して、電気的に接続されている。各電極パッド４３及び４４には、第１の半導体パッケージ１０や５０と接続される信号配線や電源配線等が割り当てられている。
【００７２】
接地用ベタ配線４５は、接合部６９、突起電極６５、及び電極パッド６４を介して、第２の半導体パッケージ５０の接地配線（ＧＮＤ配線）に接続されている。接地用ベタ配線４６は、接合部２９、突起電極２５、及び電極パッド２３を介して、第１の半導体パッケージ１０の接地配線（ＧＮＤ配線）に接続されている。
【００７３】
このように、電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２の周囲には、それぞれ所定の間隔を空けて接地用ベタ配線４５及び４６並びにそれらを接続する複数の線状導体４２が配置されている。すなわち、電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２と、周囲に位置する接地用ベタ配線４５及び４６並びにそれらを接続する複数の線状導体４２により、同軸線路と同等の構造となる。その結果、電極パッド４３及び４４並びに電極パッド４３及び４４を接続する複数の線状導体４２に対する外部からのノイズをシールド（遮蔽）する効果を奏する。
【００７４】
又、隣接して配置される電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２間には、接地用ベタ配線４５及び４６並びにそれらを接続する複数の線状導体１２が配置されている。そのため、隣接して配置される電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２間に生じる電気的結合（容量結合）を低減することが可能となる。その結果、電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２自体がノイズ源となることを防止できる。
【００７５】
又、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂに、それぞれ、面積の広い接地用ベタ配線４５及び４６を設けることにより、積層型半導体パッケージ１で発生する熱を接地用ベタ配線４５及び４６で均一化すると共に、外部に放熱することができる。その結果、積層型半導体パッケージ１の所定の部分のみが高温化して変形する等の問題を防止できる。
【００７６】
又、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂに、それぞれ、面積の広い接地用ベタ配線４５及び４６を設けることにより、接続用部材４０Ａの機械的強度を向上できる。その結果、積層型半導体パッケージ１の製造工程において、接続用部材４０Ａを単体で取り扱う際の作業を容易にできる。換言すれば、接続用部材４０Ａを単体で取り扱う際に、接続用部材４０Ａを破壊等する虞を低減できる。
【００７７】
なお、接地用ベタ配線４５及び４６を、それぞれ電源用ベタ配線に代えてもよい。接地用ベタ配線も電源用ベタ配線も交流的には同電位であるため、上記と同様の効果を奏する。この場合には、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ側の電源用ベタ配線は、接合部６９、突起電極６５、及び電極パッド６４を介して、第２の半導体パッケージ５０の電源配線に接続される。又、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂ側の電源用ベタ配線は、接合部２９、突起電極２５、及び電極パッド２３を介して、第１の半導体パッケージ１０の電源配線に接続される。各電極パッド４３及び４４には、第１の半導体パッケージ１０や５０と接続される信号配線やＧＮＤ配線等が割り当てられる。
【００７８】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２は、変形例１に示した擬似同軸構造の変形例である。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００７９】
図１１は、第１の実施の形態の変形例２に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図１２は、第１の実施の形態の変形例２に係る接続用部材を例示する斜視図である。但し、図１２において、線状導体４２の端部は省略されている。図１１及び図１２を参照するに、第１の実施の形態の変形例２に係る積層型半導体パッケージ１Ｂは、接続用部材４０Ａが接続用部材４０Ｂに置換された点が、積層型半導体パッケージ１Ａ（図８〜図１０参照）と相違する。
【００８０】
接続用部材４０Ｂにおいて、絶縁性基材４１の一方の面４１ａには、電極パッド４３、接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂが形成されている。接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂは、接続用部材４０Ａの接地用ベタ配線４５（図９等参照）を２つの系統に分割したものであり、両者は接続用部材４０Ｂ内では電気的に接続されていない。接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂの各開口部４５ｘ内には、それぞれ平面形状が円形の電極パッド４３が、接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂと接触していない状態で配置されている。なお、接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂは、本発明に係る第１のベタ配線（互いに電気的に独立した複数のベタ配線）の代表的な一例である。
【００８１】
同様に、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂには、電極パッド４４、接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂが形成されている。接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂは、接続用部材４０Ａの接地用ベタ配線４６を２つの系統に分割したものであり、両者は接続用部材４０Ｂ内では電気的に接続されていない。接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂの各開口部４６ｘ内には、それぞれ平面形状が円形の電極パッド４４が、接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂと接触していない状態で配置されている。なお、接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂは、本発明に係る第２のベタ配線（互いに電気的に独立した複数のベタ配線）の代表的な一例である。
【００８２】
接地用ベタ配線４５Ａと接地用ベタ配線４６Ａとは対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成されており、複数の線状導体４２を介して、電気的に接続されている。接地用ベタ配線４５Ｂと接地用ベタ配線４６Ｂとは対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成されており、複数の線状導体４２を介して、電気的に接続されている。
【００８３】
接地用ベタ配線４５Ａは、接合部６９、突起電極６５、及び電極パッド６４を介して、第２の半導体パッケージ５０の第１系統の接地配線（例えば、小電流用のＧＮＤ配線）に接続されている。接地用ベタ配線４５Ｂは、接合部６９、突起電極６５、及び電極パッド６４を介して、第２の半導体パッケージ５０の第２系統の接地配線（例えば、大電流用のＧＮＤ配線）に接続されている。第１系統の接地配線と第２系統の接地配線とは、第２の半導体パッケージ５０内で接続されていてもよい。
【００８４】
同様に、接地用ベタ配線４６Ａは、接合部２９、突起電極２５、及び電極パッド２３を介して、第１の半導体パッケージ１０の第１系統の接地配線（例えば、小電流用のＧＮＤ配線）に接続されている。接地用ベタ配線４６Ｂは、接合部２９、突起電極２５、及び電極パッド２３を介して、第１の半導体パッケージ１０の第２系統の接地配線（例えば、大電流用のＧＮＤ配線）に接続されている。第１系統の接地配線と第２系統の接地配線とは、第１の半導体パッケージ１０内で接続されていてもよい。
【００８５】
このように、絶縁性基材の一方の面及び他方の面に形成する接地用ベタ配線を複数系統に分割しても、第１の実施の形態の変形例１と同様の効果を奏する。
【００８６】
なお、必ずしも、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂの周囲に接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａを設けなくてもよく、任意の２領域に設ければよい。例えば、平面視において、接続用部材４０Ｂの左側半分に接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａを設け、右側半分に接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂを設けることができる。又、接地用ベタ配線を３つ以上の系統に分割してもよい。
【００８７】
又、第１の実施の形態の変形例１と同様の理由により、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａ、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂの何れか一方又は双方を、それぞれ電源用ベタ配線に代えてもよい。例えば、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａはそのままとし、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂを電源用ベタ配線に代えることができる。
【００８８】
又、接地用ベタ配線（又は、それらに代わる電源用ベタ配線）は、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂの一部の領域のみに設けてもよい。例えば、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂのそれぞれの外縁部のみに、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａ（又は、それらに代わる電源用ベタ配線）を額縁状に設けることができる。この場合には、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂは設けないため、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａに囲まれた領域には、図２と同様に、ベタ配線で囲まれていない電極パッド４３及び４４が配置される。
【００８９】
又、接地用ベタ配線（又は、それらに代わる電源用ベタ配線）の一部には、開口部を設けなくてもよい。例えば、図１２において、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａには開口部４５ｘ及び４６ｘを設けず、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂのみに開口部４５ｘ及び４６ｘを設けてもよい。この場合には、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａが形成される領域には、電極パッド４３及び４４は形成されない。
【００９０】
或いは、図１２において、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａには開口部４５ｘ及び４６ｘを設けず、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂを削除してもよい。この場合には、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａが形成される領域には、電極パッド４３及び４４は形成されず、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａに囲まれた領域には、図２と同様に、ベタ配線で囲まれていない電極パッドが４３及び４４配置される。
【００９１】
これらの場合には、開口部４５ｘ及び４６ｘが設けられていない接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａ並びにそれらを接続する複数の線状導体４２により、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａに囲まれた領域へのノイズをシールド（遮蔽）する効果が得られる。
【００９２】
このように、接地用ベタ配線（又は、それらに代わる電源用ベタ配線）を形成する領域や開口部の有無等は、要求する仕様に対応させて任意に決定することができる。
【００９３】
〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、絶縁性基材の一方の面及び他方の面の電極パッド上に突起電極を設ける例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００９４】
図１３は、第１の実施の形態の変形例３に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図１４は、第１の実施の形態の変形例３に係る接続用部材を例示する斜視図である。但し、図１４において、線状導体４２の端部は省略されている。図１３及び図１４を参照するに、第１の実施の形態の変形例３に係る積層型半導体パッケージ１Ｃは、接続用部材４０が接続用部材４０Ｃに置換された点が、積層型半導体パッケージ１（図１及び図２参照）と相違する。接続用部材４０Ｃにおいて、電極パッド４３上には突起電極４８が形成され、電極パッド４４上には突起電極４９が形成されている。
【００９５】
又、第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３上に突起電極２５は設けられていなく、第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４上に突起電極６５は設けられていない。接続用部材４０Ｃの突起電極４８と第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４とは、接合部６９を介して、電気的に接続されている。接続用部材４０Ｃの突起電極４９と第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３とは、接合部２９を介して、電気的に接続されている。
【００９６】
このように、突起電極を接続用部材側に設けることにより、第１の実施の形態の効果に加えて、更に、以下の効果を奏する。すなわち、接続用部材と接続する半導体パッケージとして、所謂ＬＧＡ（Land Grid Array）タイプのパッケージを選択することができる。
【００９７】
〈第２の実施の形態〉
［第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの構造］
まず、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの構造について説明する。第１の実施の形態では、接続用部材の絶縁性基材として無機材料を用いる例を示したが、第２の実施の形態では、接続用部材の絶縁性基材として有機材料を用いる例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００９８】
図１５は、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図１５を参照するに、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージ１Ｄは、接続用部材４０が接続用部材４０Ｄに置換された点が、積層型半導体パッケージ１（図１及び図２参照）と相違する。
【００９９】
接続用部材４０Ｄにおいて、絶縁性基材４１Ａは有機材料から形成されている。絶縁性基材４１Ａは、第１の半導体パッケージ１０の第１の配線基板２０及び第２の半導体パッケージ５０の第２の配線基板６０よりもヤング率が小さい材料（低弾性率材料）を用いることが好ましい。
【０１００】
第１の配線基板２０及び第２の配線基板６０のヤング率は２００００ＭＰａ〜３００００ＭＰａ程度であるから、絶縁性基材４１Ａのヤング率は、１Ｐａ〜３００ＭＰａ程度とすることが好ましい。絶縁性基材４１Ａのヤング率を第１の配線基板２０及び第２の配線基板６０のヤング率よりも小さくすることにより、積層型半導体パッケージ１Ｄに熱が加わった際に絶縁性基材４１Ａが変形する。そのため、接続用部材４０Ｄと第１の半導体パッケージ１０及び第２の半導体パッケージ５０とのそれぞれの接合部に加わる熱応力を緩和できる。
【０１０１】
絶縁性基材４１Ａの具体的な材料としては、例えば、フィラー無しであって平均分子長が線状導体４２の間隔よりも小さいエポキシ系の絶縁性樹脂（熱硬化型樹脂）を用いることができる。又、絶縁性基材４１Ａの材料として、シリコーンゴムを用いても構わない。これらの材料を用いることにより、絶縁性基材４１Ａのヤング率を１Ｐａ〜３００ＭＰａ程度とすることができる。
【０１０２】
［第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造方法］
次に、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造方法について説明する。但し、第１の半導体パッケージ１０及び第２の半導体パッケージ５０の製造方法は周知であるため、ここでは接続用部材４０Ｄの製造方法を中心に説明する。図１６〜図１８は、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図である。
【０１０３】
まず、第１の実施の形態の図４及び図５と同様の工程により、多数の貫通孔４１ｙに金属材料が充填された線状導体４２を有する絶縁性基材４１を形成する。
【０１０４】
次に、図１６に示す工程では、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに保護層９１を形成し、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂに保護層９２を形成する。保護層９１及び９２の材料としては、それぞれ例えば、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の金属を用いることができる。保護層９１及び９２は、それぞれ、例えば、スパッタ法やめっき法等で形成できる。保護層９１及び９２の厚さは、それぞれ、例えば、１〜１０μｍ程度とすることができる。なお、保護層９１及び９２は、線状導体４２を保護するための層であり、所定の工程が終了後に除去される。
【０１０５】
次に、図１７に示す工程では、図１６に示す構造体から絶縁性基材４１のみを除去して、複数の線状導体４２の間に間隙４１ｚを形成する。図１６に示す構造体から絶縁性基材４１のみを除去するには、例えば、５０〜６０℃の水酸化ナトリウム水溶液中に図１６に示す構造体を所定時間浸漬すればよい。これにより、酸化アルミニウムからなる絶縁性基材４１のみがエッチングされて除去される。
【０１０６】
なお、一般に、アルミニウム（Ａｌ）が陽極酸化して形成された酸化アルミニウムの結晶は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であることが知られている。アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は耐久性に優れ、酸やアルカリにも強い。しかしながら、本実施の形態では、絶縁性基材４１を完全なアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）ではなく、ベーマイトの状態で形成している。このため、絶縁性基材４１はアルカリに弱く、水酸化ナトリウム水溶液によって容易にエッチングすることができる。
【０１０７】
次に、図１８に示す工程では、図１７に示す間隙４１ｚに未硬化の有機材料を充填して絶縁性基材４１Ａを形成し、その後、硬化温度以上に加熱して硬化させる。これにより、絶縁性基材４１Ａの貫通孔４１ｙ内に線状導体４２が形成された形態となる。絶縁性基材４１Ａを形成する有機材料としては、例えば、フィラー無しであって平均分子長が線状導体４２の間隔よりも小さいエポキシ系の絶縁性樹脂（熱硬化型樹脂）やシリコーンゴム等を用いることができる。硬化後の絶縁性基材４１Ａのヤング率は、１Ｐａ〜３００ＭＰａ程度とすることが好ましい。
【０１０８】
絶縁性基材４１Ａを硬化させた後、保護層９１及び９２を除去する。保護層９１及び９２が例えば銅（Ｃｕ）である場合は、塩化第二銅をエッチング液として用い、時間調整することにより、保護層９１及び９２を除去できる。これにより、厚さ方向に貫通する複数の線状導体４２が設けられた絶縁性基材４１Ａが完成する。各線状導体４２の両端面は、それぞれ、絶縁性基材４１Ａの一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂから露出する。
【０１０９】
次に、第１の実施の形態の図６及び図７と同様の工程を実行することにより、接続用部材４０Ｄが完成する。その後、接続用部材４０Ｄの電極パッド４３又は第２の半導体パッケージ５０の突起電極６５に接合部６９となるはんだペースト等を塗布して、電極パッド４３と突起電極６５とをはんだペースト等を介して対向配置する。又、接続用部材４０Ｄの電極パッド４４又は第１の半導体パッケージ１０の突起電極２５に接合部２９となるはんだペースト等を塗布して、電極パッド４４と突起電極２５とをはんだペースト等を介して対向配置する。そして、リフロー等によりはんだペースト等を加熱して溶融させ、その後硬化させて、接合部６９及び２９を形成することにより、図１５に示す積層型半導体パッケージ１Ｄが完成する。
【０１１０】
このように、接続用部材の絶縁性基材として無機材料に代えて有機材料を用いることにより、第１の実施の形態の効果に加えて、更に、以下の効果を奏する。すなわち、絶縁性基材のヤング率を各半導体パッケージの配線基板のヤング率よりも小さくすることにより、積層型半導体パッケージに熱が加わった際に絶縁性基材が変形する。そのため、接続用部材と第１の半導体パッケージ及び第２の半導体パッケージとのそれぞれの接合部に加わる熱応力を緩和できる。
【０１１１】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１１２】
例えば、上記実施の形態及びその変形例では、接続用部材に１つの半導体チップ収容孔を設ける例を示した。しかし、接続用部材を複数の半導体チップが実装された半導体パッケージに適用する場合には、複数の半導体チップに対応する複数の半導体チップ収容孔を設けることができる。
【０１１３】
又、各実施の形態及びその変形例において、第２の半導体パッケージ上に更に接続用部材を搭載し、その上に第３の半導体パッケージを搭載してもよい。すなわち、複数の接続用部材を用いることにより、３つ以上の半導体パッケージがそれぞれ接続用部材を介して接続された積層型半導体パッケージを実現できる。
【０１１４】
又、各実施の形態及びその変形例は、適宜組み合わせることができる。例えば、第２の実施の形態に係る接続用部材を、第１の実施の形態の変形例１〜３と同様に変形してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 積層型半導体パッケージ
１０ 第１の半導体パッケージ
２０ 第１の配線基板
２１、６１ 基板本体
２１ａ 基板本体２１の一方の面
２１ｂ 基板本体２１の他方の面
２２、２３、２４、３２、４３、４４、６２、６３、６４、７２ 電極パッド
２５、４８、４９、６５ 突起電極
２９、３８、６９、７８ 接合部
３０ 第１の半導体チップ
３１ 半導体基板
３９、７９ アンダーフィル樹脂
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ 接続用部材
４１、４１Ａ 絶縁性基材
４１ａ 絶縁性基材４１の一方の面
４１ｂ 絶縁性基材４１の他方の面
４１ｘ 半導体チップ収容孔
４１ｙ 貫通孔
４１ｚ 間隙
４２ 線状導体
４５、４５Ａ、４５Ｂ、４６、４６Ａ、４６Ｂ 接地用ベタ配線
４５ｘ、４６ｘ 開口部
５０ 第２の半導体パッケージ
６０ 第２の配線基板
６１ａ 基板本体６１の一方の面
６１ｂ 基板本体６１の他方の面
７０ 第２の半導体チップ
９１、９２ 保護層
Ｐ 間隔
φ 直径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体パッケージを積層した積層型半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板に半導体チップを実装した半導体パッケージや、複数の半導体パッケージを積層した積層型半導体パッケージ（所謂ＰＯＰ（Package on package）構造）が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
従来の積層型半導体パッケージでは、例えば、下側の半導体パッケージに、半導体チップ搭載部の周囲に半導体チップの厚さ以上の高さを有するバンプ（はんだバンプ等）を形成して、上側の半導体パッケージと接続していた。
【０００４】
又、バンプを用いない例として、樹脂封止した下側の半導体パッケージの樹脂部に下側の半導体パッケージの電極パッドを露出する貫通孔を形成し、貫通孔に低融点金属（はんだ等）を流し込んで、上側の半導体パッケージと接続する方法も行われている。これは、所謂ＴＭＶ（Through mold via）と称される方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３５１５６５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２９２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとをバンプを介して相互接続する方法では、バンプを大きくする必要がある。そのため、相互接続数（バンプの数）を増やせないか、或いは、実装面積（バンプが配置される領域の面積）を小さくできない。つまり、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとを高密度に相互接続することが困難である。
【０００７】
又、所謂ＴＭＶと称される方法では、貫通孔の加工精度や低融点金属の充填性の制約から、バンプを介して相互接続する方法と同様に、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとを高密度に相互接続することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとを従来よりも高密度に相互接続した積層型半導体パッケージを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本積層型半導体パッケージは、第１の配線基板の一方の側に第１の半導体チップが実装され、前記一方の側に前記第１の半導体チップと電気的に接続された第１の電極パッドが形成された第１の半導体パッケージと、第２の配線基板の他方の側に第２の電極パッドが形成された第２の半導体パッケージと、絶縁性基材を厚さ方向に貫通する半導体チップ収容孔と、前記絶縁性基材を厚さ方向に貫通する複数の線状導体と、前記絶縁性基材の一方の面に形成され、複数の前記線状導体の一端と接合された第３の電極パッドと、前記絶縁性基材の他方の面に形成され、複数の前記線状導体の他端と接合された第４の電極パッドと、を備えた接続用部材と、を有し、前記接続用部材は、前記第１の半導体チップを前記半導体チップ収容孔に収容し、前記第１の電極パッドと前記第４の電極パッドとが接合された状態で、前記第１の半導体パッケージ上に搭載され、前記第２の半導体パッケージは、前記第２の電極パッドと前記第３の電極パッドとが接合された状態で、前記接続用部材上に搭載されていることを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、下側の半導体パッケージと上側の半導体パッケージとを従来よりも高密度に相互接続した積層型半導体パッケージを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る接続用部材を例示する斜視図である。
【図３】図１のＡ部を拡大して例示する斜視透視図である。
【図４】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図５】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図６】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その３）である。
【図７】第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その４）である。
【図８】第１の実施の形態の変形例１に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図９】第１の実施の形態の変形例１に係る接続用部材を例示する斜視図である。
【図１０】第１の実施の形態の変形例１に係る接続用部材を例示する部分平面図である。
【図１１】第１の実施の形態の変形例２に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例２に係る接続用部材を例示する斜視図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例３に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図１４】第１の実施の形態の変形例３に係る接続用部材を例示する斜視図である。
【図１５】第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。
【図１６】第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図１７】第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図１８】第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの構造］
まず、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図２は、第１の実施の形態に係る接続用部材を例示する斜視図である。図３は、図１のＡ部を拡大して例示する斜視透視図である。但し、図２において、線状導体４２の端部は省略されている。又、図３において、接合部２９及び６９は省略されている。
【００１４】
図１〜図３において、Ｘ方向は後述する絶縁性基材４１の一方の面４１ａと平行な方向、Ｙ方向は一方の面４１ａ内においてＸ方向に垂直な方向（紙面奥行き方向）、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に垂直な方向（絶縁性基材４１の厚さ方向）をそれぞれ示している。他の図においても同様である。
【００１５】
図１〜図３を参照するに、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージ１は、大略すると、第１の半導体パッケージ１０と、接続用部材４０と、第２の半導体パッケージ５０とを有する。
【００１６】
第１の半導体パッケージ１０は、大略すると、第１の配線基板２０と、第１の半導体チップ３０とを有する。第１の半導体チップ３０は、第１の配線基板２０の一方の側にフリップチップ実装されている。
【００１７】
第１の配線基板２０は、基板本体２１と、電極パッド２２と、電極パッド２３と、電極パッド２４とを有する。基板本体２１は、例えば、縦（Ｙ方向）３０ｍｍ×横（Ｘ方向）３０ｍｍ×厚さ（Ｚ方向）３ｍｍ程度の大きさであり、例えば、エポキシ系の絶縁性樹脂やシリコン等から形成されている。
【００１８】
基板本体２１の一方の面２１ａには、第１の半導体チップ３０との接続用の電極パッド２２が例えばエリアアレイ状に形成されている。そして、基板本体２１の一方の面２１ａの電極パッド２２の周囲には、接続用部材４０との接続用の電極パッド２３が例えばペリフェラル状に形成されている。電極パッド２３には突起電極２５が形成されている。電極パッド２２と電極パッド２３とは、基板本体２１に形成された配線パターンやビア配線等（図示せず）を介して、電気的に接続されている。
【００１９】
電極パッド２２の平面形状は、例えば円形であり、その場合の直径は例えば５０μｍ程度とすることができる。電極パッド２２のピッチは、例えば、１００μｍ程度とすることができる。電極パッド２３の平面形状は、例えば円形であり、その場合の直径は、例えば４０〜４００μｍ程度とすることができる。電極パッド２３のピッチは、例えば、８０〜８００μｍ程度とすることができる。なお、平面形状とは、対象物を各図のＺ方向から見た形状を指す（以降同様）。
【００２０】
電極パッド２２及び２３は、それぞれ、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として含む材料から形成することができる。突起電極２５は、例えば、円柱状であり、その場合の直径は例えば電極パッド２３の直径よりも数１０μｍ小さい程度とすることができる。突起電極２５の高さは、例えば、２０μｍ程度とすることができる。突起電極２５としては、例えば、所謂銅ポスト等を用いることができる。なお、電極パッド２３は、本発明に係る第１の電極パッドの代表的な一例である。
【００２１】
基板本体２１の他方の面２１ｂには、他の配線基板等（図示せず）と電気的に接続される電極パッド２４が例えばペリフェラル状に形成されている。電極パッド２４の平面形状は、例えば円形であり、その場合の直径は例えば２００μｍ程度とすることができる。電極パッド２４のピッチは、例えば、４００μｍ程度とすることができる。電極パッド２４は、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として含む材料から形成することができる。
【００２２】
電極パッド２３と電極パッド２４とは、基板本体２１に形成された配線パターンやビア配線等（図示せず）を介して、電気的に接続されている。但し、電極パッド２３と電極パッド２４とは、必ずしも対応する位置に形成される必要はなく、例えば、電極パッド２４のピッチを電極パッド２３のピッチよりも広くしても構わない。つまり、基板本体２１を用いてピッチ変換しても構わない。又、電極パッド２３と電極パッド２４とは直径が異なっていても構わない。
【００２３】
第１の半導体チップ３０は、例えば、シリコン等からなる半導体基板３１に半導体集積回路等（図示せず）が形成されたものである。第１の半導体チップ３０の回路形成面（基板本体２１の一方の面２１ａと対向する面）には、半導体集積回路等（図示せず）と電気的に接続されている電極パッド３２が、電極パッド２２と対応する位置に例えばエリアアレイ状に形成されている。電極パッド３２の材料や平面形状、ピッチ等は、電極パッド２２と同等とすることができる。
【００２４】
第１の半導体チップ３０の電極パッド３２は、接合部３８を介して、第１の配線基板２０の電極パッド２２と電気的に接続されている。接合部３８としては、例えば、はんだバンプ等を用いることができる。はんだバンプの材料としては、例えば、Ｐｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＳｂの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。第１の半導体チップ３０の回路形成面と第１の配線基板２０の基板本体２１の一方の面２１ａとの間には、エポキシ系の絶縁性樹脂等を主成分とするアンダーフィル樹脂３９が充填されている。
【００２５】
接続用部材４０は、絶縁性基材４１と、線状導体４２と、電極パッド４３と、電極パッド４４とを有する。絶縁性基材４１の中央部近傍には、Ｚ方向（厚さ方向）に貫通する半導体チップ収容孔４１ｘが形成されている。半導体チップ収容孔４１ｘは、第１の半導体パッケージ１０の第１の半導体チップ３０を収容するためのスペースとなる部分である。
【００２６】
絶縁性基材４１には、全体に亘りＺ方向（厚さ方向）に形成された多数の貫通孔４１ｙに金属材料が充填された線状導体４２が形成されている。つまり、絶縁性基材４１には、厚さ方向に貫通する多数の線状導体４２が形成されている。
【００２７】
接続用部材４０の大きさは、例えば、縦（Ｙ方向）３０ｍｍ×横（Ｘ方向）３０ｍｍ×厚さ（Ｚ方向）５０〜１２０μｍ程度とすることができる。半導体チップ収容孔４１ｘの大きさは、例えば、縦（Ｙ方向）１０ｍｍ×横（Ｘ方向）１０ｍｍ×深さ（Ｚ方向）５０〜１２０μｍ程度とすることができる。
【００２８】
絶縁性基材４１としては、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）、ムライト、窒化アルミニウム、ガラスセラミックス（ガラスとセラミックスの複合材料）、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタンジルコン酸鉛等の無機誘電体を主成分とする材料を用いることができる。
【００２９】
線状導体４２は、その一端面が絶縁性基材４１の一方の面４１ａから露出しており、その他端面が絶縁性基材４１の他方の面４１ｂから露出している。各線状導体４２は、互いに略平行に略一定間隔で絶縁性基材４１の略全面に亘って形成されている。線状導体４２の平面形状は、例えば円形や六角形等とすることができる。線状導体４２の平面形状が円形である場合の直径は、例えば、３０ｎｍ〜２０００ｎｍ程度とすることができる。
【００３０】
又、線状導体４２は、隣接する線状導体４２の間隔が線状導体４２の直径よりも小さくなる程度に密に形成されていることが好ましい。但し、線状導体４２の配置形態については、特に限定されず、例えばヘキサゴナル状に配置されていてもよいし、グリッド状に配置されていてもよい。
【００３１】
各線状導体４２は、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに形成された導体と他方の面４１ｂに形成された導体とを接続するビアとしての機能を有する。但し、線状導体４２の一部は導体には接続されず、電気的に孤立（フローティング）した状態であっても構わない。線状導体１２を形成する金属材料としては、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等を用いることができる。
【００３２】
絶縁性基材４１の一方の面４１ａには、電極パッド４３が例えばペリフェラル状に形成されている。絶縁性基材４１の他方の面４１ｂには、電極パッド４４が電極パッド４３に対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成されている。電極パッド４３は、複数の線状導体４２の一端と接合されており、電極パッド４４は、複数の線状導体４２の他端と接合されている。つまり、電極パッド４３と電極パッド４４とは、複数の線状導体４２を介して、電気的に接続されている（図３参照）。
【００３３】
電極パッド４３は、接合部６９を介して、第２の半導体パッケージ５０の突起電極６５と電気的に接続されている。電極パッド４４は、接合部２９を介して、第１の半導体パッケージ１０の突起電極２５と電気的に接続されている。接合部２９及び６９としては、例えば、はんだペースト等を用いることができる。はんだペーストの材料としては、例えば、Ｐｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＳｂの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。
【００３４】
電極パッド４３及び４４のそれぞれの平面形状は、例えば円形であり、その場合の直径は例えばそれぞれ４０〜４００μｍ程度とすることができる。電極パッド４３及び４４のそれぞれのピッチは、電極パッド６４及び２３のそれぞれのピッチに対応しており、例えば、８０〜８００μｍ程度とすることができる。
【００３５】
電極パッド４３及び４４は、それぞれ、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として含む材料から形成することができる。電極パッド４３及び４４は、それぞれ、複数層から形成されても構わない。電極パッド４３及び４４の厚さは、それぞれ、例えば、２０μｍ程度とすることができる。なお、電極パッド４３は、本発明に係る第３の電極パッドの代表的な一例であり、電極パッド４４は、本発明に係る第４の電極パッドの代表的な一例である。
【００３６】
第２の半導体パッケージ５０は、大略すると、第２の配線基板６０と、第２の半導体チップ７０とを有する。第２の半導体チップ７０は、第２の配線基板６０の一方の側にフリップチップ実装されている。なお、第２の配線基板６０及び第２の半導体チップ７０の各構成要素の材料や形状等は第１の配線基板２０及び第１の半導体チップ３０に準ずるため、共通する部分についての説明は省略する場合がある。
【００３７】
第２の配線基板６０は、基板本体６１と、電極パッド６２と、電極パッド６３と、電極パッド６４とを有する。基板本体６１の一方の面６１ａには、第２の半導体チップ７０との接続用の電極パッド６２が例えばエリアアレイ状に形成されている。そして、基板本体６１の一方の面６１ａの電極パッド６２の周囲には、他の配線基板等（図示せず）との接続用の電極パッド６３が例えばペリフェラル状に形成されている。電極パッド６２と電極パッド６３とは、基板本体６１に形成された配線パターンやビア配線等（図示せず）を介して、電気的に接続されている。
【００３８】
基板本体６１の他方の面６１ｂには、接続用部材４０と電気的に接続される電極パッド６４が例えばペリフェラル状に形成されている。電極パッド６４には突起電極６５が形成されている。電極パッド６３と電極パッド６４とは、基板本体６１に形成された配線パターンやビア配線等（図示せず）を介して、電気的に接続されている。但し、電極パッド６３と電極パッド６４とは、必ずしも対応する位置に形成される必要はない。又、電極パッド６３と電極パッド６４とは直径が異なっていても構わない。なお、電極パッド６４は、本発明に係る第２の電極パッドの代表的な一例である。
【００３９】
第２の半導体チップ７０の回路形成面（基板本体６１の一方の面６１ａと対向する面）には、半導体集積回路等（図示せず）と電気的に接続されている電極パッド７２が、電極パッド６２と対応する位置に例えばエリアアレイ状に形成されている。第２の半導体チップ７０の電極パッド７２は、接合部７８を介して、第２の配線基板６０の電極パッド６２と電気的に接続されている。第２の半導体チップ７０の回路形成面と第２の配線基板６０の基板本体６１の一方の面６１ａとの間には、エポキシ系の絶縁性樹脂等を主成分とするアンダーフィル樹脂７９が充填されている。
【００４０】
このように、積層型半導体パッケージ１において、接続用部材４０は、第１の半導体チップ３０を半導体チップ収容孔４１ｘに収容し、電極パッド２３と電極パッド４４とが接合された状態で、第１の半導体パッケージ１０上に搭載されている。又、第２の半導体パッケージ５０は、電極パッド６４と電極パッド４３とが接合された状態で、接続用部材４０上に搭載されている。
【００４１】
なお、第２の半導体パッケージ５０において、第２の半導体チップ７０に代えて、例えばコンデンサ等の電子部品が搭載されてもよい。このような場合も含め、本願では、接続用部材４０上に搭載される部材を『第２の半導体パッケージ』と称する。
【００４２】
又、突起電極２５及び６５は必ずしも必要ではなく、電極パッド４３及び４４がそれぞれ電極パッド６４及び２３と直接接続されていてもよい。
【００４３】
［第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造方法について説明する。但し、第１の半導体パッケージ１０及び第２の半導体パッケージ５０の製造方法は周知であるため、ここでは接続用部材４０の製造方法を中心に説明する。図４〜図７は、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図である。
【００４４】
まず、図４に示す工程では、絶縁性基材４１全体に亘りその厚さ方向に、多数の貫通孔４１ｙを形成する。ここでは、アルミニウム（Ａｌ）の陽極酸化法を用いる例を説明する。最初に、例えば、縦（Ｙ方向）３０ｍｍ×横（Ｘ方向）３０ｍｍ×厚さ（Ｚ方向）５０〜１２０μｍ程度の平板状のアルミニウム（Ａｌ）を準備して、一方の側を絶縁被膜し、表面を洗浄する。
【００４５】
そして、平板状のアルミニウム（Ａｌ）を陽極として電解液（好適には硫酸水溶液）中に浸漬し、これに対向配置される白金（Ｐｔ）電極を陰極として通電（パルス電圧を印加）する。これにより、アルミニウム（Ａｌ）の陽極酸化膜（微小径の貫通孔４１ｙが規則正しく形成された酸化アルミニウムの膜）である絶縁性基材４１を形成できる。
【００４６】
貫通孔４１ｙは、例えば平面視円形や平面視六角形等とすることができる。平面視円形の場合の直径φは、例えば３０ｎｍ〜２０００ｎｍ程度とすることができる。又、貫通孔４１ｙは、隣接する貫通孔４１ｙの間隔Ｐが貫通孔４１ｙの直径φよりも小さくなる程度に密に形成することが好ましい。なお、陽極酸化法では、電解液の種類、電圧、時間等の条件により、陽極酸化膜である絶縁性基材４１の厚さ、貫通孔４１ｙの径やピッチを調整することができる。但し、貫通孔４１ｙの配置形態については、特に限定されず、例えばヘキサゴナル状に配置してもよいし、グリッド状に配置してもよい。
【００４７】
次に、図５に示す工程では、絶縁性基材４１に形成された貫通孔４１ｙに金属材料を充填して線状導体４２を形成する。線状導体４２は、例えばスクリーン印刷法やインクジェット法等を用いて、例えば銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等の導電性ペーストを貫通孔４１ｙに充填することにより形成することができる。
【００４８】
線状導体４２は、以下のようにして形成してもよい。例えば金属材料として銅（Ｃｕ）を用い、絶縁性基材４１の表面（貫通孔４１ｙの内壁面を含む）に、無電解銅（Ｃｕ）めっき法によりシード層を形成する。そして、形成したシード層を給電層として利用した電解銅（Ｃｕ）めっき法により、貫通孔４１ｙに銅（Ｃｕ）を充填することができる。又、無電解銅（Ｃｕ）めっき法のみにより、銅（Ｃｕ）を貫通孔４１ｙに充填しても構わない。
【００４９】
更に、必要に応じて機械研磨、化学機械研磨（ＣＭＰ）等により両面を研磨して平坦化し、線状導体４２の両端を絶縁性基材４１の両面に露出させることができる。このようにして、絶縁性基材４１に、厚さ方向に貫通する微小径の線状導体４２を高密度に形成できる。
【００５０】
次に、図６に示す工程では、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに電極パッド４３を例えばペリフェラル状に形成し、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂに電極パッド４４を例えばペリフェラル状に形成する。但し、電極パッド４３と電極パッド４４とは、対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成する。
【００５１】
具体的には、まず、例えばスパッタ法や無電解めっき法等により、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ全面及び他方の面４１ｂ全面に、それぞれ、例えばチタン（Ｔｉ）層と銅（Ｃｕ）層を順次積層したＴｉ／Ｃｕ層（図示せず）を形成する。それぞれのＴｉ／Ｃｕ層の厚さは、例えば１μｍ程度とすることができる。
【００５２】
次に、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ全面に形成されたＴｉ／Ｃｕ層上に電極パッド４３を形成したい部分を露出するレジスト層（図示せず）を形成する。又、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂ全面に形成されたＴｉ／Ｃｕ層上に電極パッド４４を形成したい部分を露出するレジスト層（図示せず）を形成する。
【００５３】
そして、それぞれのＴｉ／Ｃｕ層を給電層とする電解めっき法により、それぞれのレジスト層内に露出するＴｉ／Ｃｕ層上に例えば銅（Ｃｕ）層を形成する。銅（Ｃｕ）層の厚さは、例えば２０μｍ程度とすることができる。そして、それぞれのレジスト層を除去後、銅（Ｃｕ）層に覆われていない部分のＴｉ／Ｃｕ層をエッチングにより除去する。
【００５４】
これにより、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに、Ｔｉ／Ｃｕ層に更に銅（Ｃｕ）層が積層された電極パッド４３が形成され、他方の面４１ｂに、Ｔｉ／Ｃｕ層に更に銅（Ｃｕ）層が積層された電極パッド４４が形成される。
【００５５】
なお、この工程の後に、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに、電極パッド４３の表面（接合部６９と接する面）のみを露出する絶縁層（ソルダーレジスト層）を形成してもよい。又、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂに、電極パッド４４の表面（接合部２９と接する面）のみを露出する絶縁層（ソルダーレジスト層）を形成してもよい。これにより、後述の図７に示す工程の後、接合部６９や接合部２９が線状導体４２の端面と短絡することを防止できる。
【００５６】
次に、図７に示す工程では、絶縁性基材４１の中央部近傍（電極パッド４３及び４４よりも内側の部分）に、Ｚ方向（厚さ方向）に貫通する半導体チップ収容孔４１ｘを形成する。半導体チップ収容孔４１ｘは、例えば、ＣＯ２レーザ等を用いたレーザ加工法等により形成できる。これにより、接続用部材４０が完成する。
【００５７】
図７に示す工程の後、接続用部材４０の電極パッド４３又は第２の半導体パッケージ５０の突起電極６５に接合部６９となるはんだペースト等を塗布して、電極パッド４３と突起電極６５とをはんだペースト等を介して対向配置する。又、接続用部材４０の電極パッド４４又は第１の半導体パッケージ１０の突起電極２５に接合部２９となるはんだペースト等を塗布して、電極パッド４４と突起電極２５とをはんだペースト等を介して対向配置する。
【００５８】
そして、リフロー等によりはんだペースト等を加熱して溶融させ、その後硬化させて、接合部６９及び２９を形成する。これにより、図１等に示す積層型半導体パッケージ１が完成する。
【００５９】
なお、絶縁性基材４１として、アルミナ（陽極酸化膜ではない）、ムライト、窒化アルミニウム、ガラスセラミックス（ガラスとセラミックスの複合材料）、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタンジルコン酸鉛等の無機誘電体を主成分とする材料を用いてもよい。
【００６０】
この場合には、図４に示す工程において、これらのグリーンシートを準備し、準備したグリーンシートにドリル加工等により貫通孔４１ｙを形成する。そして、図５に示す工程で、絶縁性基材４１に形成された貫通孔４１ｙに銅ペースト等の金属材料を充填して線状導体４２を形成することができる。図６以降の工程については、上記説明の通りである。但し、この場合には、線状導体４２の直径及びピッチは、数μｍ程度となる。
【００６１】
このように、第１の実施の形態に係る積層型半導体パッケージ１では、第１の半導体パッケージ１０と、第２の半導体パッケージ５０とを、第１の半導体パッケージ１０と第２の半導体パッケージ５０とに挟持された接続用部材４０を介して接続している。
【００６２】
そして、接続用部材４０には、半導体チップ収容孔４１ｘが形成されている。又、接続用部材４０には、第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３及び第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４の位置やピッチに対応した上下接続部（電極パッド４３及び４４，並びにこれらを接続する複数の線状導体４２）が形成されている。
【００６３】
そのため、第１の半導体パッケージ１０の第１の半導体チップ３０を半導体チップ収容孔４１ｘに収容した状態で、第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３と第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４とを接続用部材４０の上下接続部を介して接続できる。
【００６４】
その結果、第１の半導体パッケージ１０と第２の半導体パッケージ５０とを大きなはんだバンプを用いて接続したり、所謂ＴＭＶと称される方法を用いて接続したりする従来の方法に比べ、接続ピッチを狭くすることが可能となる。
【００６５】
なお、第１の半導体パッケージ１０と第２の半導体パッケージ５０とを大きなはんだバンプを用いて接続したり、所謂ＴＭＶと称される方法を用いて接続したりする従来の方法では、接続ピッチを０．４ｍｍ以下とすることは困難である。一方、本実施の形態に係る接続用部材４０では、上下接続部の複数の線状導体４２は陽極酸化法等により狭ピッチに形成でき、電極パッド４３及び４４はセミアディティブ法等により狭ピッチに形成できる。その結果、本実施の形態に係る接続用部材４０では、上下接続部のピッチを８０μｍ程度まで狭くすることが可能である。
【００６６】
すなわち、第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３と第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４が０．４ｍｍ以下に狭ピッチ化された場合、はんだバンプを用いた方法や所謂ＴＭＶと称される方法では、相互接続が困難となる。本実施の形態に係る接続用部材４０を用いることにより、このような場合でも、第１の半導体パッケージ１０と第１の半導体パッケージ５０とを相互接続することが可能となり、容易に積層型半導体パッケージ（所謂ＰＯＰ構造）を実現できる。
【００６７】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、絶縁性基材の一方の面及び他方の面に、各電極パッドを配置する開口部を有する接地用ベタ配線を設け、擬似同軸構造を実現した接続用部材の例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００６８】
図８は、第１の実施の形態の変形例１に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図９は、第１の実施の形態の変形例１に係る接続用部材を例示する斜視図である。図１０は、第１の実施の形態の変形例１に係る接続用部材を例示する部分平面図である。但し、図９において、線状導体４２の端部は省略されている。図８〜図１０を参照するに、第１の実施の形態の変形例１に係る積層型半導体パッケージ１Ａは、接続用部材４０が接続用部材４０Ａに置換された点が、積層型半導体パッケージ１（図１及び図２参照）と相違する。
【００６９】
接続用部材４０Ａにおいて、絶縁性基材４１の一方の面４１ａには、電極パッド４３及び接地用ベタ配線４５が形成されている。接地用ベタ配線４５には、平面形状が略円形の多数の開口部４５ｘが縦横に配列されている。そして、接地用ベタ配線４５の各開口部４５ｘ内には、平面形状が略円形の電極パッド４３が、接地用ベタ配線４５と接触していない状態で配置されている。但し、開口部４５ｘと電極パッド４３が接触しなければ、それぞれの平面形状は略円形でなくても構わない。なお、接地用ベタ配線４５は、本発明に係る第１のベタ配線の代表的な一例であり、開口部４５ｘは、本発明に係る第１の開口部の代表的な一例である。
【００７０】
同様に、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂには、電極パッド４４及び接地用ベタ配線４６が形成されている。接地用ベタ配線４６には、平面形状が略円形の多数の開口部４６ｘが縦横に配列されている。そして、接地用ベタ配線４６の各開口部４６ｘ内には、平面形状が略円形の電極パッド４４が、接地用ベタ配線４６と接触していない状態で配置されている。但し、開口部４６ｘと電極パッド４４が接触しなければ、それぞれの平面形状は略円形でなくても構わない。なお、接地用ベタ配線４６は、本発明に係る第２のベタ配線の代表的な一例であり、開口部４６ｘは、本発明に係る第２の開口部の代表的な一例である。
【００７１】
接地用ベタ配線４５と接地用ベタ配線４６とは対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成されており、複数の線状導体４２を介して、電気的に接続されている。各電極パッド４３及び４４には、第１の半導体パッケージ１０や５０と接続される信号配線や電源配線等が割り当てられている。
【００７２】
接地用ベタ配線４５は、接合部６９、突起電極６５、及び電極パッド６４を介して、第２の半導体パッケージ５０の接地配線（ＧＮＤ配線）に接続されている。接地用ベタ配線４６は、接合部２９、突起電極２５、及び電極パッド２３を介して、第１の半導体パッケージ１０の接地配線（ＧＮＤ配線）に接続されている。
【００７３】
このように、電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２の周囲には、それぞれ所定の間隔を空けて接地用ベタ配線４５及び４６並びにそれらを接続する複数の線状導体４２が配置されている。すなわち、電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２と、周囲に位置する接地用ベタ配線４５及び４６並びにそれらを接続する複数の線状導体４２により、同軸線路と同等の構造となる。その結果、電極パッド４３及び４４並びに電極パッド４３及び４４を接続する複数の線状導体４２に対する外部からのノイズをシールド（遮蔽）する効果を奏する。
【００７４】
又、隣接して配置される電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２間には、接地用ベタ配線４５及び４６並びにそれらを接続する複数の線状導体１２が配置されている。そのため、隣接して配置される電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２間に生じる電気的結合（容量結合）を低減することが可能となる。その結果、電極パッド４３及び４４並びにそれらを接続する複数の線状導体４２自体がノイズ源となることを防止できる。
【００７５】
又、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂに、それぞれ、面積の広い接地用ベタ配線４５及び４６を設けることにより、積層型半導体パッケージ１で発生する熱を接地用ベタ配線４５及び４６で均一化すると共に、外部に放熱することができる。その結果、積層型半導体パッケージ１の所定の部分のみが高温化して変形する等の問題を防止できる。
【００７６】
又、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂに、それぞれ、面積の広い接地用ベタ配線４５及び４６を設けることにより、接続用部材４０Ａの機械的強度を向上できる。その結果、積層型半導体パッケージ１の製造工程において、接続用部材４０Ａを単体で取り扱う際の作業を容易にできる。換言すれば、接続用部材４０Ａを単体で取り扱う際に、接続用部材４０Ａを破壊等する虞を低減できる。
【００７７】
なお、接地用ベタ配線４５及び４６を、それぞれ電源用ベタ配線に代えてもよい。接地用ベタ配線も電源用ベタ配線も交流的には同電位であるため、上記と同様の効果を奏する。この場合には、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ側の電源用ベタ配線は、接合部６９、突起電極６５、及び電極パッド６４を介して、第２の半導体パッケージ５０の電源配線に接続される。又、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂ側の電源用ベタ配線は、接合部２９、突起電極２５、及び電極パッド２３を介して、第１の半導体パッケージ１０の電源配線に接続される。各電極パッド４３及び４４には、第１の半導体パッケージ１０や５０と接続される信号配線やＧＮＤ配線等が割り当てられる。
【００７８】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２は、変形例１に示した擬似同軸構造の変形例である。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００７９】
図１１は、第１の実施の形態の変形例２に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図１２は、第１の実施の形態の変形例２に係る接続用部材を例示する斜視図である。但し、図１２において、線状導体４２の端部は省略されている。図１１及び図１２を参照するに、第１の実施の形態の変形例２に係る積層型半導体パッケージ１Ｂは、接続用部材４０Ａが接続用部材４０Ｂに置換された点が、積層型半導体パッケージ１Ａ（図８〜図１０参照）と相違する。
【００８０】
接続用部材４０Ｂにおいて、絶縁性基材４１の一方の面４１ａには、電極パッド４３、接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂが形成されている。接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂは、接続用部材４０Ａの接地用ベタ配線４５（図９等参照）を２つの系統に分割したものであり、両者は接続用部材４０Ｂ内では電気的に接続されていない。接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂの各開口部４５ｘ内には、それぞれ平面形状が円形の電極パッド４３が、接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂと接触していない状態で配置されている。なお、接地用ベタ配線４５Ａ及び４５Ｂは、本発明に係る第１のベタ配線（互いに電気的に独立した複数のベタ配線）の代表的な一例である。
【００８１】
同様に、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂには、電極パッド４４、接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂが形成されている。接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂは、接続用部材４０Ａの接地用ベタ配線４６を２つの系統に分割したものであり、両者は接続用部材４０Ｂ内では電気的に接続されていない。接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂの各開口部４６ｘ内には、それぞれ平面形状が円形の電極パッド４４が、接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂと接触していない状態で配置されている。なお、接地用ベタ配線４６Ａ及び４６Ｂは、本発明に係る第２のベタ配線（互いに電気的に独立した複数のベタ配線）の代表的な一例である。
【００８２】
接地用ベタ配線４５Ａと接地用ベタ配線４６Ａとは対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成されており、複数の線状導体４２を介して、電気的に接続されている。接地用ベタ配線４５Ｂと接地用ベタ配線４６Ｂとは対応する位置（Ｚ方向から見て略重複する位置）に形成されており、複数の線状導体４２を介して、電気的に接続されている。
【００８３】
接地用ベタ配線４５Ａは、接合部６９、突起電極６５、及び電極パッド６４を介して、第２の半導体パッケージ５０の第１系統の接地配線（例えば、小電流用のＧＮＤ配線）に接続されている。接地用ベタ配線４５Ｂは、接合部６９、突起電極６５、及び電極パッド６４を介して、第２の半導体パッケージ５０の第２系統の接地配線（例えば、大電流用のＧＮＤ配線）に接続されている。第１系統の接地配線と第２系統の接地配線とは、第２の半導体パッケージ５０内で接続されていてもよい。
【００８４】
同様に、接地用ベタ配線４６Ａは、接合部２９、突起電極２５、及び電極パッド２３を介して、第１の半導体パッケージ１０の第１系統の接地配線（例えば、小電流用のＧＮＤ配線）に接続されている。接地用ベタ配線４６Ｂは、接合部２９、突起電極２５、及び電極パッド２３を介して、第１の半導体パッケージ１０の第２系統の接地配線（例えば、大電流用のＧＮＤ配線）に接続されている。第１系統の接地配線と第２系統の接地配線とは、第１の半導体パッケージ１０内で接続されていてもよい。
【００８５】
このように、絶縁性基材の一方の面及び他方の面に形成する接地用ベタ配線を複数系統に分割しても、第１の実施の形態の変形例１と同様の効果を奏する。
【００８６】
なお、必ずしも、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂの周囲に接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａを設けなくてもよく、任意の２領域に設ければよい。例えば、平面視において、接続用部材４０Ｂの左側半分に接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａを設け、右側半分に接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂを設けることができる。又、接地用ベタ配線を３つ以上の系統に分割してもよい。
【００８７】
又、第１の実施の形態の変形例１と同様の理由により、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａ、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂの何れか一方又は双方を、それぞれ電源用ベタ配線に代えてもよい。例えば、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａはそのままとし、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂを電源用ベタ配線に代えることができる。
【００８８】
又、接地用ベタ配線（又は、それらに代わる電源用ベタ配線）は、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂの一部の領域のみに設けてもよい。例えば、絶縁性基材４１の一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂのそれぞれの外縁部のみに、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａ（又は、それらに代わる電源用ベタ配線）を額縁状に設けることができる。この場合には、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂは設けないため、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａに囲まれた領域には、図２と同様に、ベタ配線で囲まれていない電極パッド４３及び４４が配置される。
【００８９】
又、接地用ベタ配線（又は、それらに代わる電源用ベタ配線）の一部には、開口部を設けなくてもよい。例えば、図１２において、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａには開口部４５ｘ及び４６ｘを設けず、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂのみに開口部４５ｘ及び４６ｘを設けてもよい。この場合には、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａが形成される領域には、電極パッド４３及び４４は形成されない。
【００９０】
或いは、図１２において、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａには開口部４５ｘ及び４６ｘを設けず、接地用ベタ配線４５Ｂ及び４６Ｂを削除してもよい。この場合には、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａが形成される領域には、電極パッド４３及び４４は形成されず、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａに囲まれた領域には、図２と同様に、ベタ配線で囲まれていない電極パッドが４３及び４４配置される。
【００９１】
これらの場合には、開口部４５ｘ及び４６ｘが設けられていない接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａ並びにそれらを接続する複数の線状導体４２により、接地用ベタ配線４５Ａ及び４６Ａに囲まれた領域へのノイズをシールド（遮蔽）する効果が得られる。
【００９２】
このように、接地用ベタ配線（又は、それらに代わる電源用ベタ配線）を形成する領域や開口部の有無等は、要求する仕様に対応させて任意に決定することができる。
【００９３】
〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、絶縁性基材の一方の面及び他方の面の電極パッド上に突起電極を設ける例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００９４】
図１３は、第１の実施の形態の変形例３に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図１４は、第１の実施の形態の変形例３に係る接続用部材を例示する斜視図である。但し、図１４において、線状導体４２の端部は省略されている。図１３及び図１４を参照するに、第１の実施の形態の変形例３に係る積層型半導体パッケージ１Ｃは、接続用部材４０が接続用部材４０Ｃに置換された点が、積層型半導体パッケージ１（図１及び図２参照）と相違する。接続用部材４０Ｃにおいて、電極パッド４３上には突起電極４８が形成され、電極パッド４４上には突起電極４９が形成されている。
【００９５】
又、第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３上に突起電極２５は設けられていなく、第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４上に突起電極６５は設けられていない。接続用部材４０Ｃの突起電極４８と第２の半導体パッケージ５０の電極パッド６４とは、接合部６９を介して、電気的に接続されている。接続用部材４０Ｃの突起電極４９と第１の半導体パッケージ１０の電極パッド２３とは、接合部２９を介して、電気的に接続されている。
【００９６】
このように、突起電極を接続用部材側に設けることにより、第１の実施の形態の効果に加えて、更に、以下の効果を奏する。すなわち、接続用部材と接続する半導体パッケージとして、所謂ＬＧＡ（Land Grid Array）タイプのパッケージを選択することができる。
【００９７】
〈第２の実施の形態〉
［第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの構造］
まず、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの構造について説明する。第１の実施の形態では、接続用部材の絶縁性基材として無機材料を用いる例を示したが、第２の実施の形態では、接続用部材の絶縁性基材として有機材料を用いる例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００９８】
図１５は、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージを例示する断面図である。図１５を参照するに、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージ１Ｄは、接続用部材４０が接続用部材４０Ｄに置換された点が、積層型半導体パッケージ１（図１及び図２参照）と相違する。
【００９９】
接続用部材４０Ｄにおいて、絶縁性基材４１Ａは有機材料から形成されている。絶縁性基材４１Ａは、第１の半導体パッケージ１０の第１の配線基板２０及び第２の半導体パッケージ５０の第２の配線基板６０よりもヤング率が小さい材料（低弾性率材料）を用いることが好ましい。
【０１００】
第１の配線基板２０及び第２の配線基板６０のヤング率は２００００ＭＰａ〜３００００ＭＰａ程度であるから、絶縁性基材４１Ａのヤング率は、１Ｐａ〜３００ＭＰａ程度とすることが好ましい。絶縁性基材４１Ａのヤング率を第１の配線基板２０及び第２の配線基板６０のヤング率よりも小さくすることにより、積層型半導体パッケージ１Ｄに熱が加わった際に絶縁性基材４１Ａが変形する。そのため、接続用部材４０Ｄと第１の半導体パッケージ１０及び第２の半導体パッケージ５０とのそれぞれの接合部に加わる熱応力を緩和できる。
【０１０１】
絶縁性基材４１Ａの具体的な材料としては、例えば、フィラー無しであって平均分子長が線状導体４２の間隔よりも小さいエポキシ系の絶縁性樹脂（熱硬化型樹脂）を用いることができる。又、絶縁性基材４１Ａの材料として、シリコーンゴムを用いても構わない。これらの材料を用いることにより、絶縁性基材４１Ａのヤング率を１Ｐａ〜３００ＭＰａ程度とすることができる。
【０１０２】
［第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造方法］
次に、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造方法について説明する。但し、第１の半導体パッケージ１０及び第２の半導体パッケージ５０の製造方法は周知であるため、ここでは接続用部材４０Ｄの製造方法を中心に説明する。図１６〜図１８は、第２の実施の形態に係る積層型半導体パッケージの製造工程を例示する図である。
【０１０３】
まず、第１の実施の形態の図４及び図５と同様の工程により、多数の貫通孔４１ｙに金属材料が充填された線状導体４２を有する絶縁性基材４１を形成する。
【０１０４】
次に、図１６に示す工程では、絶縁性基材４１の一方の面４１ａに保護層９１を形成し、絶縁性基材４１の他方の面４１ｂに保護層９２を形成する。保護層９１及び９２の材料としては、それぞれ例えば、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の金属を用いることができる。保護層９１及び９２は、それぞれ、例えば、スパッタ法やめっき法等で形成できる。保護層９１及び９２の厚さは、それぞれ、例えば、１〜１０μｍ程度とすることができる。なお、保護層９１及び９２は、線状導体４２を保護するための層であり、所定の工程が終了後に除去される。
【０１０５】
次に、図１７に示す工程では、図１６に示す構造体から絶縁性基材４１のみを除去して、複数の線状導体４２の間に間隙４１ｚを形成する。図１６に示す構造体から絶縁性基材４１のみを除去するには、例えば、５０〜６０℃の水酸化ナトリウム水溶液中に図１６に示す構造体を所定時間浸漬すればよい。これにより、酸化アルミニウムからなる絶縁性基材４１のみがエッチングされて除去される。
【０１０６】
なお、一般に、アルミニウム（Ａｌ）が陽極酸化して形成された酸化アルミニウムの結晶は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であることが知られている。アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は耐久性に優れ、酸やアルカリにも強い。しかしながら、本実施の形態では、絶縁性基材４１を完全なアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）ではなく、ベーマイトの状態で形成している。このため、絶縁性基材４１はアルカリに弱く、水酸化ナトリウム水溶液によって容易にエッチングすることができる。
【０１０７】
次に、図１８に示す工程では、図１７に示す間隙４１ｚに未硬化の有機材料を充填して絶縁性基材４１Ａを形成し、その後、硬化温度以上に加熱して硬化させる。これにより、絶縁性基材４１Ａの貫通孔４１ｙ内に線状導体４２が形成された形態となる。絶縁性基材４１Ａを形成する有機材料としては、例えば、フィラー無しであって平均分子長が線状導体４２の間隔よりも小さいエポキシ系の絶縁性樹脂（熱硬化型樹脂）やシリコーンゴム等を用いることができる。硬化後の絶縁性基材４１Ａのヤング率は、１Ｐａ〜３００ＭＰａ程度とすることが好ましい。
【０１０８】
絶縁性基材４１Ａを硬化させた後、保護層９１及び９２を除去する。保護層９１及び９２が例えば銅（Ｃｕ）である場合は、塩化第二銅をエッチング液として用い、時間調整することにより、保護層９１及び９２を除去できる。これにより、厚さ方向に貫通する複数の線状導体４２が設けられた絶縁性基材４１Ａが完成する。各線状導体４２の両端面は、それぞれ、絶縁性基材４１Ａの一方の面４１ａ及び他方の面４１ｂから露出する。
【０１０９】
次に、第１の実施の形態の図６及び図７と同様の工程を実行することにより、接続用部材４０Ｄが完成する。その後、接続用部材４０Ｄの電極パッド４３又は第２の半導体パッケージ５０の突起電極６５に接合部６９となるはんだペースト等を塗布して、電極パッド４３と突起電極６５とをはんだペースト等を介して対向配置する。又、接続用部材４０Ｄの電極パッド４４又は第１の半導体パッケージ１０の突起電極２５に接合部２９となるはんだペースト等を塗布して、電極パッド４４と突起電極２５とをはんだペースト等を介して対向配置する。そして、リフロー等によりはんだペースト等を加熱して溶融させ、その後硬化させて、接合部６９及び２９を形成することにより、図１５に示す積層型半導体パッケージ１Ｄが完成する。
【０１１０】
このように、接続用部材の絶縁性基材として無機材料に代えて有機材料を用いることにより、第１の実施の形態の効果に加えて、更に、以下の効果を奏する。すなわち、絶縁性基材のヤング率を各半導体パッケージの配線基板のヤング率よりも小さくすることにより、積層型半導体パッケージに熱が加わった際に絶縁性基材が変形する。そのため、接続用部材と第１の半導体パッケージ及び第２の半導体パッケージとのそれぞれの接合部に加わる熱応力を緩和できる。
【０１１１】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１１２】
例えば、上記実施の形態及びその変形例では、接続用部材に１つの半導体チップ収容孔を設ける例を示した。しかし、接続用部材を複数の半導体チップが実装された半導体パッケージに適用する場合には、複数の半導体チップに対応する複数の半導体チップ収容孔を設けることができる。
【０１１３】
又、各実施の形態及びその変形例において、第２の半導体パッケージ上に更に接続用部材を搭載し、その上に第３の半導体パッケージを搭載してもよい。すなわち、複数の接続用部材を用いることにより、３つ以上の半導体パッケージがそれぞれ接続用部材を介して接続された積層型半導体パッケージを実現できる。
【０１１４】
又、各実施の形態及びその変形例は、適宜組み合わせることができる。例えば、第２の実施の形態に係る接続用部材を、第１の実施の形態の変形例１〜３と同様に変形してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 積層型半導体パッケージ
１０ 第１の半導体パッケージ
２０ 第１の配線基板
２１、６１ 基板本体
２１ａ 基板本体２１の一方の面
２１ｂ 基板本体２１の他方の面
２２、２３、２４、３２、４３、４４、６２、６３、６４、７２ 電極パッド
２５、４８、４９、６５ 突起電極
２９、３８、６９、７８ 接合部
３０ 第１の半導体チップ
３１ 半導体基板
３９、７９ アンダーフィル樹脂
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ 接続用部材
４１、４１Ａ 絶縁性基材
４１ａ 絶縁性基材４１の一方の面
４１ｂ 絶縁性基材４１の他方の面
４１ｘ 半導体チップ収容孔
４１ｙ 貫通孔
４１ｚ 間隙
４２ 線状導体
４５、４５Ａ、４５Ｂ、４６、４６Ａ、４６Ｂ 接地用ベタ配線
４５ｘ、４６ｘ 開口部
５０ 第２の半導体パッケージ
６０ 第２の配線基板
６１ａ 基板本体６１の一方の面
６１ｂ 基板本体６１の他方の面
７０ 第２の半導体チップ
９１、９２ 保護層
Ｐ 間隔
φ 直径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配線基板の一方の側に第１の半導体チップが実装され、前記一方の側に前記第１の半導体チップと電気的に接続された第１の電極パッドが形成された第１の半導体パッケージと、
第２の配線基板の他方の側に第２の電極パッドが形成された第２の半導体パッケージと、
絶縁性基材を厚さ方向に貫通する半導体チップ収容孔と、前記絶縁性基材を厚さ方向に貫通する複数の線状導体と、前記絶縁性基材の一方の面に形成され、複数の前記線状導体の一端と接合された第３の電極パッドと、前記絶縁性基材の他方の面に形成され、複数の前記線状導体の他端と接合された第４の電極パッドと、を備えた接続用部材と、を有し、
前記接続用部材は、前記第１の半導体チップを前記半導体チップ収容孔に収容し、前記第１の電極パッドと前記第４の電極パッドとが接合された状態で、前記第１の半導体パッケージ上に搭載され、
前記第２の半導体パッケージは、前記第２の電極パッドと前記第３の電極パッドとが接合された状態で、前記接続用部材上に搭載されている積層型半導体パッケージ。
【請求項２】
前記接続用部材は、
前記絶縁性基材の一方の面に設けられた、第１の開口部を有する第１のベタ配線と、
前記絶縁性基材の他方の面に設けられた、第２の開口部を有する第２のベタ配線と、を更に有し、
前記第１の開口部内には、前記第１のベタ配線と接触しない状態で、前記第３の電極パッドが配置されており、
前記第２の開口部内には、前記第２のベタ配線と接触しない状態で、前記第４の電極パッドが配置されており、
前記第１のベタ配線と前記第２のベタ配線とは、複数の前記線状導体を介して、電気的に接続されており、
前記第１のベタ配線及び前記第２のベタ配線は、前記第１の半導体パッケージの接地配線若しくは電源配線、又は、前記第２の半導体パッケージの接地配線若しくは電源配線と電気的に接続されている請求項１記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項３】
前記第１のベタ配線は、互いに電気的に独立した複数のベタ配線を含み、
前記第２のベタ配線は、互いに電気的に独立した複数のベタ配線を含み、
前記第１のベタ配線に含まれる複数のベタ配線と、前記第２のベタ配線に含まれる複数のベタ配線とは、複数の前記線状導体を介して、互いに電気的に接続されている請求項２記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項４】
前記第１のベタ配線に含まれる複数のベタ配線の一部及び前記第２のベタ配線に含まれる複数のベタ配線の一部は、前記第１の半導体パッケージの接地配線、又は、前記第２の半導体パッケージの接地配線と電気的に接続されており、
前記第１のベタ配線に含まれる複数のベタ配線の残部及び前記第２のベタ配線に含まれる複数のベタ配線の残部は、前記第１の半導体パッケージの電源配線、又は、前記第２の半導体パッケージの電源配線と電気的に接続されている請求項３記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項５】
前記第１のベタ配線は、前記絶縁性基材の一方の面の外縁部に形成され、前記第２のベタ配線は、前記絶縁性基材の他方の面の外縁部に形成されている請求項２乃至４の何れか一項記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項６】
前記第３の電極パッド上及び前記第４の電極パッド上には、それぞれ突起電極が形成されている請求項１乃至５の何れか一項記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項１】
第１の配線基板の一方の側に第１の半導体チップが実装され、前記一方の側に前記第１の半導体チップと電気的に接続された第１の電極パッドが形成された第１の半導体パッケージと、
第２の配線基板の他方の側に第２の電極パッドが形成された第２の半導体パッケージと、
絶縁性基材を厚さ方向に貫通する半導体チップ収容孔と、前記絶縁性基材を厚さ方向に貫通する複数の線状導体と、前記絶縁性基材の一方の面に形成され、複数の前記線状導体の一端と接合された第３の電極パッドと、前記絶縁性基材の他方の面に形成され、複数の前記線状導体の他端と接合された第４の電極パッドと、を備えた接続用部材と、を有し、
前記接続用部材は、前記第１の半導体チップを前記半導体チップ収容孔に収容し、前記第１の電極パッドと前記第４の電極パッドとが接合された状態で、前記第１の半導体パッケージ上に搭載され、
前記第２の半導体パッケージは、前記第２の電極パッドと前記第３の電極パッドとが接合された状態で、前記接続用部材上に搭載されている積層型半導体パッケージ。
【請求項２】
前記接続用部材は、
前記絶縁性基材の一方の面に設けられた、第１の開口部を有する第１のベタ配線と、
前記絶縁性基材の他方の面に設けられた、第２の開口部を有する第２のベタ配線と、を更に有し、
前記第１の開口部内には、前記第１のベタ配線と接触しない状態で、前記第３の電極パッドが配置されており、
前記第２の開口部内には、前記第２のベタ配線と接触しない状態で、前記第４の電極パッドが配置されており、
前記第１のベタ配線と前記第２のベタ配線とは、複数の前記線状導体を介して、電気的に接続されており、
前記第１のベタ配線及び前記第２のベタ配線は、前記第１の半導体パッケージの接地配線若しくは電源配線、又は、前記第２の半導体パッケージの接地配線若しくは電源配線と電気的に接続されている請求項１記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項３】
前記第１のベタ配線は、互いに電気的に独立した複数のベタ配線を含み、
前記第２のベタ配線は、互いに電気的に独立した複数のベタ配線を含み、
前記第１のベタ配線に含まれる複数のベタ配線と、前記第２のベタ配線に含まれる複数のベタ配線とは、複数の前記線状導体を介して、互いに電気的に接続されている請求項２記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項４】
前記第１のベタ配線に含まれる複数のベタ配線の一部及び前記第２のベタ配線に含まれる複数のベタ配線の一部は、前記第１の半導体パッケージの接地配線、又は、前記第２の半導体パッケージの接地配線と電気的に接続されており、
前記第１のベタ配線に含まれる複数のベタ配線の残部及び前記第２のベタ配線に含まれる複数のベタ配線の残部は、前記第１の半導体パッケージの電源配線、又は、前記第２の半導体パッケージの電源配線と電気的に接続されている請求項３記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項５】
前記第１のベタ配線は、前記絶縁性基材の一方の面の外縁部に形成され、前記第２のベタ配線は、前記絶縁性基材の他方の面の外縁部に形成されている請求項２乃至４の何れか一項記載の積層型半導体パッケージ。
【請求項６】
前記第３の電極パッド上及び前記第４の電極パッド上には、それぞれ突起電極が形成されている請求項１乃至５の何れか一項記載の積層型半導体パッケージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図９】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図９】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８９７６２（Ｐ２０１３−８９７６２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８９３３（Ｐ２０１１−２２８９３３）
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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