JP2001085559A

JP2001085559A - 半導体装置とその製造方法

Info

Publication number: JP2001085559A
Application number: JP25800399A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Mikami; 三上光夫
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2001-03-30
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: JP4139533B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体ペレットの多端子化に対応でき、且
つ、半導体ペレットのプリント基板への搭載が実用レベ
ルで行え、ＢＧＡよりも信頼性の面で優れたＣＳＰ( Ｃ
ｈｉｐＳｉｚｅｐａｃｋａｇｅ) タイプの半導体装
置を提供する。【解決手段】半導体ペレットの端子（電極パッド）を
形成した側の面である端子面上に、選択めっき形成され
た配線部を設け、該配線部に半導体ペレットの端子とは
別の、半田ボールからなる第２の端子部を、半導体ペレ
ットの各端子と接続させて二次元的に配列させ、外部端
子部とした半導体装置であって、端子領域を除き、半導
体ペレットの端子面側全体を覆った平坦な絶縁性の最終
保護膜（パッシベーション層）上に、第２の端子部を含
む配線部を粘接着性絶縁層を介して配設したもので、配
線部は、接続部を介して、半導体ペレットの端子と電気
的に接続されており、且つ、半導体ペレットの端子面側
表面を、第２の端子部のみを突出するように、封止層を
兼ねる絶縁層で覆っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ペレットの
端子（電極パッド）を形成した側の面である端子面上
に、選択めっき形成された配線部を設け、該配線部に半
導体ペレットの端子とは別の、半田ボールからなる第２
の端子部を二次元的に配列させた半導体装置と、その製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子は、ますます高集積
化、高性能化の一途をたどってきており、その端子数の
増加も著しい。半導体素子を搭載する半導体ペレット
は、通常、図４（ａ）に示すように、その一面の周辺部
に端子部（パッドとも言う）を設けており、多数の端子
を有するため、その端子間ピッチは狭く、これを直接プ
リント基板に搭載することが難しく、一般には、半導体
ペレットを一旦リードフレーム等に搭載し、その端子間
隔を実質的に拡大した状態の半導体装置の形態で、プリ
ント基板に搭載していた。尚、図４（ｂ）は、図４
（ａ）のＣ１−Ｃ２における断面図である。半導体ペレ
ットをリードフレームに搭載する半導体装置の例として
は、ＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）タ
イプのものが、特に多端子に対応できるものとして知ら
れている。ＱＦＰは、ダイパッド上に半導体ペレットを
搭載し、銀めっき等の表面処理がなされたインナーリー
ド先端部と半導体ペレットの端子とをワイヤにて結線
し、封止樹脂で封止を行い、この後、ダムバー部をカッ
トし、アウターリードを設けた構造で多端子化に対応で
きるものとして開発されてきた。

【０００３】しかし、半導体素子の信号処理の高速化、
高機能化は、更に多くの端子数を必要とするようになっ
てきた。ＱＦＰでは外部端子ピッチを狭めることによ
り、パッケージサイズを大きくすることなく多端子化に
対応してきたが、外部端子の狭ピッチ化に伴い、外部端
子自体の幅が細くなり、外部端子の強度が低下するた
め、フオーミング等の後工程におけるアウターリードの
スキュ一対応やコプラナリティー（平坦性）維持が難し
くなり、実装に際しては、パッケージ搭載精度維持が難
しくなるという問題を抱えていた。即ち、ＱＦＰでも、
更なる半導体ペレットの多端子化に対応できなくなって
きた。

【０００４】これに対応するため、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ
ＧｒｉｄＡｒｒａｙ）と呼ぱれるプラスチックパッケ
ージが開発されてきた。このＢＧＡは、通常、両面基板
の片面に半導体ペレットを搭載し、もう一方の面に球状
の半田ボールを通じて半導体ペレットの端子と外部端子
（半田ボール）との導通をとったもので、実装性の対応
を図ったパッケージである。ＢＧＡはパッケージの４辺
に外部端子を設けたＱＦＰに比べ、同じ外部端子数でも
外部端子間隔（ピッチ）を大きくとれるという利点があ
り、半導体実装工程を難しくすることなく、入出力端子
の増加に対応できた。このＢＧＡはＢＴレジン（ビスマ
レイド樹脂）を代表とする耐熟性を有する平板（樹脂
板）の基材の片面に半導体ペレットを塔載するダイパッ
ドと半導体ペレットの端子からボンディングワイヤによ
り電気的に接続されるボンディングパッドを持ち、もう
一方の面に、外部回路と電気的、物理的接続を行う格子
状あるいは千鳥状に二次元的に配列された半田ボールに
より形成した外部接続端子をもち、外部接続端子とボン
ディングパッドの間を配線とスルーホール、配線により
電気的に接続している構造である。しかし、このＢＧＡ
は、めっき形成したスルーホールを介して、半導体ペレ
ットの端子とボンディングワイヤで結線を行う回路と、
半導体装置化した後にプリント基板に実装するための外
部接続端子部（単に外部端子部とも言う）とを、電気的
に接続した複雑な構造で、樹脂の熱膨張の影響により、
スルホール部に断線を生じる等信頼性の面で問題があ
り、且つ作製上の面でも問題が多かった。

【０００５】一方、プリント基板への実装密度を上げる
ために、ＣＳＰ( ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇ
ｅ) の開発も盛んになってきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような中、更なる
半導体ペレットの多端子化に対応でき、半導体ペレット
のプリント基板への搭載を実用レベルで可能とし、実装
密度を上げることができるＣＳＰ( ＣｈｉｐＳｉｚｅ
Ｐａｃｋａｇｅ) タイプの半導体装置が求められてい
た。本発明は、これに対応するもので、半導体ペレット
の多端子化に対応でき、且つ、半導体ペレットのプリン
ト基板への搭載が実用レベルで行え、ＢＧＡよりも信頼
性の面で優れたＣＳＰ( ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋ
ａｇｅ) タイプの半導体装置を提供しようとするもので
ある。同時にそのような半導体装置の製造方法を提供し
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体ペレットの端子（電極パッドとも言う）を形成し
た側の面である端子面上に、選択めっき形成された配線
部を設け、該配線部に半導体ペレットの端子とは別の、
半田ボールからなる第２の端子部を二次元的に配列さ
せ、外部端子部とした半導体装置であって、端子領域を
除き、半導体ペレットの端子面側全体を覆った平坦な絶
縁性の最終保護膜（パッシベーション層とも言う）上
に、第２の端子部を含む配線部を粘接着性絶縁層を介し
て配設したもので、配線部は、導電性接着剤層を介し
て、半導体ペレットの端子と電気的に接続されており、
且つ、半導体ペレットの端子面側表面を、第２の端子部
のみを突出するように、封止層を兼ねる絶縁層で覆って
いることを特徴とするものである。そして、上記におい
て、接続部が導電性ペーストからなることを特徴とする
ものである。そしてまた、上記において、粘接着性絶縁
層がポリイミド樹脂からなり、最終保護膜（パッシベー
ション層）がＳｉ₃Ｎ₄等の窒化硅素膜からなることを
特徴とするものである。また、上記において、半導体ペ
レットの端子（電極パッド）は、端子面に二次元的に配
列されたもので、第２の各端子部は、それぞれ、接続す
る半導体ペレットの端子（電極パッド）の近傍に形成さ
れていることを特徴とするものである。また、上記にお
いて、半導体ペレットの端子（電極パッド）の表面部
に、バリア性金属層を設けていることを特徴とするもの
である。また、上記において、配線部は、表面側から順
に、銅、ニッケルの２層、あるいは、ニッケル、銅、ニ
ッケルの３層、あるいは、金、ニッケル、銅、ニッケル
の４層からなることを特徴とするものである。尚、半導
体作製においては、ウエハ上で目的とする半導体を多
数、面付けして形成するが、その１単位を半導体ペレッ
トと言い、半導体素子あるいは半導体素子群、配線、端
子部、最終保護膜（パッシベーション層）等がこの中に
は備えられる。ここでは、ウエハ上およびウエハから分
離された上記１単位を半導体ペレットと呼ぶ。また、端
子部を二次元的に配列するとは、半導体ペレット面に、
格子状等、面に沿い配列させるもので、一般にはエリア
アレイ配列とも言われる。

【０００８】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
ペレットの端子（電極パッド）を形成した側の面である
端子面上に、選択めっき形成された配線部を設け、該配
線部に半導体ペレットの端子とは別の、半田ボールから
なる第２の端子部を、半導体ペレットの各端子と接続さ
せて二次元的に配列させ、外部端子部とした半導体装置
であって、端子領域を除き、半導体ペレットの端子面側
全体を覆った平坦な絶縁性の最終保護膜（パッシベーシ
ョン層）上に、第２の端子部を含む配線部を粘接着性絶
縁層を介して配設したもので、配線部は、接続部を介し
て、半導体ペレットの端子と電気的に接続されており、
且つ、半導体ペレットの端子面側表面を、第２の端子部
のみを突出するように、封止層を兼ねる絶縁層で覆って
いる半導体装置の製造方法であって、順に、（ａ）最終
保護膜（パッシベーション層）を設けたウエハレベル
で、端子表面部にバリア性金属層を配設するバリア性金
属層形成工程と、（ｂ）ウエハレベルで、各半導体ペレ
ットの、平坦な絶縁性の最終保護膜（パッシベーション
層）上に、第２の端子部を含む配線部を粘接着性絶縁層
を介して転写形成する転写工程と、（ｃ）ウエハレベル
で、第２の端子部を含む配線部を、半導体ペレットの端
子と電気的に接続する接続部を形成する配線部接続工程
と、（ｄ）ウエハレベルで、各半導体ペレットの端子面
側表面を、第２の端子部を形成する配線部領域を除くよ
うに、開口を設けて、封止層を兼ねる絶縁層を配設する
絶縁層形成工程と、（ｅ）ウエハレベルで、第２の端子
部を形成する配線部領域に、半田ボールからなる第２の
端子部を、外側に突出するように配設する第２の端子部
形成工程と、（ｆ）ウエハレベルの状態から各半導体ペ
レットを切断分離する切断分離工程とを行うことを特徴
とするものである。そして、上記において、配線部接続
工程が、導電性ペーストを所定の位置に印刷して、接続
部として形成するものであることを特徴とするものであ
る。あるいは、上記において、配線部接続工程が、マス
クを用い、選択的に蒸着ないしスパッタし、所定の位置
に金属層を接続部として形成するものであることを特徴
とするものである。あるいはまた、上記において、配線
部接続工程が、ワンヤボンディングにより、ボンディン
グワイヤを所定の位置に接続部として形成するものであ
ることを特徴とするものである。また、上記において、
転写工程は、順にベース基材の導電性を有する一面に、
形成する各半導体ペレットの配線部に対応して所定の形
状のレジスト膜を設け、配線部となる導電性層をめっき
形成し、更に導電性層上に樹脂層を電着形成し、必要に
応じて電着形成された樹脂層を乾燥、熱処理して、これ
を粘接着性絶縁層とした転写版を形成し、形成された転
写版を用い、転写版の粘接着性絶縁層を介して配線部と
なる転写版の導電性層を半導体ペレット上に形成するも
のであることを特徴とするものである。尚、ウエハレベ
ルとは、ウエハの形態を維持していることを意味する。

【０００９】

【作用】本発明の半導体装置は、上記のように構成する
ことにより、半導体素子の多端子化に対応でき、且つ、
半導体素子のプリント基板への搭載が実用レベルで行
え、ＢＧＡよりも信頼性の面で優れたＣＳＰ( Ｃｈｉｐ
ＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ) タイプの半導体装置の提
供を可能としている。具体的には、半導体ペレットの端
子（電極パッド）を形成した側の面である端子面上に、
選択めっき形成された配線部を設け、該配線部に半導体
ペレットの端子とは別の、半田ボールからなる第２の端
子部を、半導体ペレットの各端子と接続させて二次元的
に配列させ、外部端子部とした半導体装置であって、端
子領域を除き、半導体ペレットの端子面側全体を覆った
平坦な絶縁性の最終保護膜（パッシベーション層）上
に、第２の端子部を含む配線部を粘接着性絶縁層を介し
て配設したもので、配線部は、接続部を介して、半導体
ペレットの端子と電気的に接続されており、且つ、半導
体ペレットの端子面側表面を、第２の端子部のみを突出
するように、封止層を兼ねる絶縁層で覆っていることに
よりこれを達成している。即ち、本発明の半導体装置
は、ほぼチップサイズとその面積を同じとするもので、
且つ、外部端子部を二次元的に配列させており、ＣＳＰ
（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）タイプで、且
つ、エリアアレイタイプの半導体装置とも言える。

【００１０】接続部としては、導電性ペースト、金属
層、ボンディングワイヤを挙げることができるが、特
に、導電性ペーストを接続部とする場合には、スクリー
ン印刷により形成でき、処理性が良く、品質も信頼でき
る。

【００１１】また、粘接着性絶縁層をポリイミド樹脂と
した場合、最終保護膜（パッシベーション層）を、Ｓｉ
₃Ｎ₄等の窒化硅素膜とすることにより、半導体ペレッ
トの最終保護膜（パッシベーション層）と粘接着性絶縁
層との接着を確実なものとできる。

【００１２】また、配線部は、表面側から順に、銅、ニ
ッケルの２層、あるいは、ニッケル、銅、ニッケルの３
層、あるいは、金、ニッケル、銅、ニッケルの４層のよ
うに、半導体ペレット側にニッケル層を設けることによ
り、配線の主材となる銅の、半導体ペレット側へのイオ
ンマイグレーションを防止でき、ニッケル、銅、ニッケ
ルの３層のように、表面側にニッケルを設けることによ
り、配線にバリア効果を与えており、金、ニッケル、
銅、ニッケルの４層のように表面側にニッケル上に金層
を設けることにより、半田ボール等への接続を容易にし
ている。

【００１３】本発明の半導体装置の製造方法は、上記の
ように構成することにより、本発明の半導体装置の製造
を可能としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を挙げて、図
を基に説明する。図１（ａ）は本発明の半導体装置の実
施の形態の１例の特徴部の概略断面図で、図１（ｂ）は
本発明の半導体装置を第２の端子部（半田ボール）側
（図１（ａ）Ａ０側）から見た図で、その一部を透視し
て示した図で、図２は本発明の半導体装置の製造方法の
実施の形態の１例の特徴部の工程断面である。尚、図１
（ａ）は図１（ｂ）のＡ２−Ａ３における１断面を示し
た図で、図１（ｂ）におけるＡ１領域は透視して示した
領域である。また、図１（ｂ）においては、分かり易く
するため第２の端子部（半田ボール）を少なくして示し
てある。図１、図２中、１００は半導体装置、１０５は
ウエハ（半導体ウエハとも言う）、１１０は半導体ペレ
ット、１１０Ｓは端子面、１１１は半導体本体部、１１
５は端子、１１７は最終保護膜（パッシベーション
膜）、１２０、１２０Ａはバリア性金属層、１３０は配
線部、１４０は粘接着性絶縁層、１５０は導電性ペース
ト（接続部）、１６０は絶縁層、１７０は第２の端子部
（半田ボール）である。

【００１５】はじめに、本発明の半導体装置の実施の形
態の１例を挙げる。先ず、第１の例を図１に基づいて説
明する。本例の半導体装置１００は、図１（ａ）に示す
ように、半導体ペレット１１０の端子（電極パッド）１
１５を形成した側の面である端子面（図２（ａ）の１１
０Ｓに相当）上に、選択めっき形成された配線部１３０
を設け、該配線部１３０に半導体ペレット１１０の端子
１１５とは別の、半田ボールからなる第２の端子部１７
０を図１（ｂ）に示すように、二次元的に配列させ、こ
れを外部端子部としたＣＳＰタイプの半導体装置で、半
導体ペレット１１０の端子１１５面上を、該端子領域を
除き、全体を平坦な絶縁性の最終保護膜（パッシベーシ
ョン層）１１７で覆い、最終保護膜（パッシベーション
層）１１７上に第２の端子部１７０を含む配線部１３０
を粘接着性絶縁層１４０を介して配設したもので、配線
部１３０は、導電性ペースト１５０を介して、半導体ペ
レット１１０の端子１１５と電気的に接続されており、
且つ、半導体ペレット１１０の端子面側表面を、第２の
端子部１７０のみを突出するように、封止層を兼ねる絶
縁層１６０で覆っている。

【００１６】配線部１３０は、選択めっき形成された導
電性層からなり、材質としては、銅および銅合金、ニッ
ケル、ニッケル合金、亜鉛、錫、クロム、金、銀、白金
等が挙げられる。めっき法としては、公知のめっき法が
適用できる。導電性、コストの面から、銅および銅合金
が、通常、用いられる。

【００１７】粘接着性絶縁層１４０としては、絶縁性、
化学的安定性、強度の面で優れたものが好ましく、本例
では電着樹脂層を用いている。絶縁性の電着樹脂層を形
成する高分子としては、天然系樹脂、アクリル系樹脂、
ポリエステル系樹脂、アルキッド系樹脂、マレイン化油
系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。特
に、絶縁性の面からポリイミド系樹脂が良い。

【００１８】本例においては、半導体ペレット１１０の
端子（電極パッド）１１５は、端子面に二次元的に配列
されたもので、第２の各端子部１７０は、それぞれ、半
導体ペレット１１０の子（電極パッド）１１５の近傍に
形成されている。最終保護膜（パッシベーション層）１
１７としては、Ｓｉ₃Ｎ₄等の窒化硅素膜が、配線の転
写が容易という理由から用いられる。図４に示す半導体
ペレットの場合は、配線部が長くなるのに対し、本例の
半導体ペレットの場合は、端子１１５が二次元的に配列
されているため、配線部は長くならなず、信号の高速化
にも対応できる構造と言える。

【００１９】また、半導体ペレット１１０の端子（電極
パッド）１１５の表面部に、バリア性金属層１２０Ａを
設けており、半導体ペレット側（半導体素子）への、配
線部１３０材質のイオンマイグレーションの影響を無く
すことができる。バリア性金属層１２０Ａとしては、ニ
ッケル、ニッケル合金、チタン（Ｔｉ）、金等を用い、
一般には、複数層にして形成する。

【００２０】導電性ペースト１５０としては、樹脂に、
導電性の粉末（銀、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｃｕ合金）など
を混合したものが用いられ、通常、市販の銀ペースト等
が用いられる。

【００２１】本例の変形例としては、図４に示すよう
な、端子面の周辺部のみに端子を有する半導体ペレット
１１０を用いるものが挙げられが、この場合、配線部の
自由度は、本例に劣り、多端子化のへの適応性の面でも
劣る。また、本例では接続部として導電性ペースト１５
０を用いたが、これに限定はされない。導電性の金属層
やボンディングワイヤを接続部としても良い。

【００２２】次に、本発明の半導体装置の製造方法の実
施の形態の１例を図２に基づいて説明する。図１に示す
半導体装置１００の製造方法で、簡単には、半導体ペレ
ット１１０を多数面付けした状態のウエハ１０５用意し
ておき、ウエハレベルで、各半導体ペレットに対し、図
２に示す工程を行った後、切断分離して各半導体ペレッ
トを得るものである。先ず、導体ペレット１１０を多数
面付けした状態のウエハ１０５を用意しておき（図２
（ａ））、端子１１５が形成されている端子面１１０Ｓ
上に、スパッタリング等によりバリアメタル層１２０を
成膜する。（図２（ｂ））バリア性金属層１２０Ａとしては、ニッケル、ニッケル
合金、チタン（Ｔｉ）、金等を用い、一般には、複数層
にして形成する。次いで、フォトリソグラフイ −によ
り、エッチングマスクとしてのレジストパターン１２５
を形成した（図２（ｃ））後、レジストパターン１２５
の開口１２５Ａから露出した部分をエッチング除去し、
さらにレジストパターン１２５の除去を行っておく。
（図２（ｄ））

【００２３】次いで、転写層として、配線部、粘接着性
絶縁層を所定の形状に形成した転写版を用て、各半導体
ペレットの、平坦な絶縁性の最終保護膜（パッシベーシ
ョン層）１１７上に、第２の端子部を含む配線部１３０
を粘接着性絶縁層１４０を介して転写形成する。（図２
（ｅ））

【００２４】ここで、転写版の作製方法の１例と転写に
ついて、図３に基づいて簡単に説明しておく。先ず、ス
テンレス（ＳＵＳ３０４）等の導電性基板３１０を用意
し（図３（ａ））、その一面に、形成する配線に合わせ
て所定の開口３２５を有するレジスト３２０を形成す
る。（図３（ｂ））レジスト３２０としては、ノボラック系レジスト等が用
いられるが、耐めっき性のもので処理性の良いものであ
れば、これに限定されない。尚、必要に応じ、めっき前
処理を行っておく。次いで、レジストの開口部３２５
に、配線部となる導電性層３３０をめっき形成する。
（図３（ｃ））導電性層３３０としては、通常、銅めっき層が用いられ
る。次いで、導電性層３３０上に更に、電着により、絶
縁性あるいは導電性の接着剤層３４０を電着形成する。
（図３（ｄ））接着剤層３４０は、図２に示す粘接着性絶縁層３４０に
相当するものである。ここでは、図３（ｄ）に示すもの
を転写版と言っている。また、配線部３３０と導電性の
接着剤層３４０を合わせて、転写層と言っている。尚、
電着形成に代え、ディスペンス塗布や印刷塗布により、
導電性層３３０上に、絶縁性あるいは導電性の接着剤層
３４０を形成しても良い。転写は、接着剤層３４０を被
転写基材（図示していない）側に向け、圧着した後、導
電性基板３１０をレジスト３２０とともに剥がし、転写
層を被転写基材（図示していない）側に形成する。圧着
に際しては、必要に応じて、熱をかける。

【００２５】絶縁性の接着剤層３４０としては、常温も
しくは、加熱により粘着性を示すものであれば良く、例
えば、使用する高分子としては、粘着性を有する合成高
分子樹脂を挙げることができる。合成高分子樹脂として
は、アクリル性樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン化油
樹脂、ボリブタジエン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリイミド樹脂等を単独で、あるいは、これらの
樹脂の任意の組合せによる混合物として使用できる。さ
らに、上記のアニオン性合成樹脂とメラミン樹脂、フエ
ノール樹脂、ウレタン樹脂等の架橋性樹脂とを併用して
も良い。また、上記の高分子樹脂に粘着性を付与するた
めに、ロジン系、テルペン系、石油樹脂等の粘着性付与
樹脂を必要に応じて添加することも可能である。上記高
分子樹脂は、アルカリ性または酸性物質により中和して
水に可溶化された状態、または水分散状態で電着法に供
される。すなわち、アニオン性合成高分子樹脂は、トリ
メチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールア
ミン、ジイソプロパノールアミン等のアミン類、アンモ
ニア、苛性カリ等の無機アルカリで中和する。カチオン
性合成高分子樹脂は、酢酸、ぎ酸、プロピオン酸、乳酸
等の酸で中和する。そして、中和された水に可溶化され
た高分子樹脂は、水分散型または溶解型として水に希釈
された状態で使用される。特に、絶縁性、強度、化学的
安定性の面から接着剤層がポリイミド樹脂であるとが好
ましい。

【００２６】次いで、第２の端子部を含む各配線部１３
０を、導電性ペースト１５０を介して、半導体ペレット
１１０の所定の端子１１５と電気的に接続する。導電性
ペースト１５０としては、樹脂に、導電性の粉末（銀、
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｃｕ合金）などを適当に混合分散さ
せた銀ペースト等を用いる。（図２（ｆ））次いで、各半導体ペレットの端子面側表面を覆うよう
に、第２の端子部を形成する配線部領域を除くように、
開口を設けて、封止層を兼ねる絶縁層１６０を配設す
る。絶縁層１６０としては、ポリイミド層が通常は用い
られる。

【００２７】次いで、絶縁層１６０に覆われていない第
２の端子部を形成する配線部領域に、半田ボールからな
る第２の端子部を、外側に突出するように配設する。所
定位置に半田ペーストをスクリーン印刷した後、リフロ
ーを行って半田ボールを形成し、第２の端子部を形成し
た。

【００２８】

【実施例】実施例を挙げて本発明を更に説明する。実施
例は、図２に示す半導体装置の製造方法により、図１に
示す半導体装置を作製したものである。図１、図２に基
づいて説明する。

【００２９】先ず、最終保護膜（パッシベーション層）
が形成されたウエハ１０５を用意し（図２（ａ）、ウエ
ハ１０５の端子面１１０Ｓ上に、全面を覆うように、ス
パッタリングにより、Ｔｉ／Ｎｉの２層構造からなるバ
リアメタル層１２０を形成した。（図２（ｂ））次いで、感光性レジストトしてＯＦＰＲ−８００（東京
応化株式会社製）を用い、端子１１５の形状に合わせレ
ジスト１２５を形成した（図２（ｃ））後、レジストの
開口１２５Ａから露出した部分をふっ酸からなるエッチ
ング液によりエッチング除去し、さらに、レジスト１２
５を所定の剥離液にて剥離した。（図２（ｄ））

【００３０】次いで、転写層として、配線部、粘接着性
絶縁層を所定の形状に形成した転写版を用て、バリアメ
タル層１２０が形成されたウエハ１０５の各半導体ペレ
ットの、平坦な絶縁性の最終保護膜（パッシベーション
層）１１７上に、下記条件にて、、加熱圧着し、冷却し
て、転写層を残し転写版をベース基材等を剥離し、第２
の端子部を含む配線部１３０を粘接着性絶縁層１４０を
介して転写形成した。（図２（ｅ））温度２１０°Ｃ圧５Ｋｇ／ｃｍ²

【００３１】転写版は、厚さ０．１ｍｍのステンレス板
ＳＵＳ３０４ＣＳＰ（新日本製鉄株式会社製）を転写版
のベース基板である導電性基板３１０として用い、以下
のようにして形成した。図３に基づいて説明する。ステ
ンレス板からなる導電性基板３１０の一面に、環化ゴム
系のネガ型フォトレジストＯＭＲ−８５（東京応化工業
株式会社製、１００ｃｐｓ）を約２μｍの厚さに塗布
し、８５°Ｃのクリーンオーブンで３０分間プレベーク
した後、形成する配線部の形状に対応する所定のパター
版を用いて、下記の条件で露光を行い、現像液（東京応
化工業株式会社製、ＯＭＲ現像液）で現像し、リンス液
（東京応化工業株式会社製、ＯＭＲリンス液）でリンス
した。次いで、１４５°Ｃのクリーンオーブンで３０分
間ポストベークして、マスクパターンを形成した。（図
３（ｂ））尚、マスクパターンとは、図３（ｂ）の開口３２５を有
するレジスト３２０のことを言う。（露光条件）アライメント露光機大日本スクリーン製造株式会社製ＭＡＰ−１２００露光時間５０秒

【００３２】次いで、マスクパターンを形成した導電性
基板３１０を白金チタン陽極と対向させて下記条件の亜
硫酸金めっき浴中に浸漬し、導電性基板３１０を陰極と
して、定電流源により０．４Ａ／ｃｍ²の電流密度で
４．５分間通電し、レジストの開口３２５から露出した
導電性基板３１０上に、厚さ１μｍの金めっき層を形成
した。（めっき液浴組成）めっき液Ｋ−９１Ｓ（日本高純度化学株式会社製）ｐＨ７．３浴温度６５°Ｃ

【００３３】次いで、マスクパターンを形成した導電性
基板３１０を電解ニッケル陽極と対向させて下記組成の
ワットニッケルめっき浴中に浸漬し、導電性基板３１０
を陰極として、定電流源により１Ａ／ｃｍ²の電流密度
で５分間通電し、レジストの開口３２５から露出した部
分に、先に形成した金めっき層を下地として、厚さ１μ
ｍにニッケルめっき層を形成した。（ワットニッケルめっき浴条件）ワットニッケルめっき浴組成ＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ３００ｇ／ｌＮｉＣｌ₄・６Ｈ₂Ｏ４０ｇ／ｌＨ₃ＢＯ₃ ４０ｇ／ｌＰＣニッケルＡ−１（上村工業株式会社製）１０ｍｌ／ｌＰＣニッケルＡ−２（上村工業株式会社製）１ｍｌ／ｌ浴温度５５°ＣｐＨ４．０

【００３４】次いで、ニッケルめっきが施された導電性
基板３１０を含燐銅電極と対向させて下記の組成の硫酸
銅めっき浴中に浸漬して直流電源の陰極に接続し、直流
電源の陽極に含燐銅電極を接続し、電流密度２Ａ／ｄｍ
2 で２４分間の通電を行い、レジスト３２０で被膜され
ていない導電性基材３１０の露出部に膜厚約１０μｍ
の、配線の主材となる銅めっき層を形成した。（図３
（ｃ））（めっき浴組成）ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ２００ｇ／ｌＨ₂ＳＯ₄ ５０ｇ／ｌＨＣｌ０．１５ｍｌ／ｌ（Ｃｌとして６０ｐｐｍ）Ｃｕ−ＢｏａｒｄＨＡＭＵ（荏原ユージライト株式会社製）１０ｍｌ／ｌ

【００３５】次いで、銅めっき層を形成した導電性基板
３１０を電解ニッケル陽極と対向させて下記組成のワッ
トニッケルめっき浴中に浸漬し、導電性基板３１０を陰
極として、定電流源により１Ａ／ｃｍ²の電流密度で
２．５分間通電し、レジストの開口３２５から露出した
部分に、先に形成した銅めっき層上に、厚さ０．５μｍ
にニッケルめっき層からなる、耐イオンマイグレーショ
ン性バリア層を形成した。（ワットニッケルめっき浴条件）ワットニッケルめっき浴組成ＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ２８０ｇ／ｌＮｉＣｌ₄・６Ｈ₂Ｏ５０ｇ／ｌＨ₃ＢＯ₃ ３０ｇ／ｌ浴温度５０°ＣｐＨ２．９これにより、導電性基板３１０上に表面から順に、ニッ
ケル、銅、ニッケル、金の４層からなる配線部（導電性
層３３０に相当）が形成された。（図３（ｃ））

【００３６】次いで、以下のように、導電性層３３０上
に設ける絶縁性の接着剤層３４０電着形成するための電
着液の調整を行い、電着を行った。＜ポリイミドワニスの製造＞１１容量の三つ口セパラブ
ルフラスコにステンレス製イカリ攪拌器，窒素導入管及
びストップコックの付いたトラップの上に玉付き冷却管
をつけた還流冷却器を取り付ける。窒素気流中を流しな
がら温度調整機のついたシリコーン浴中にセパラブルフ
ラスコをつけて加熱した。反応温度は浴温で示す。３、
４、３’、４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ無
水物（以後ＢＴＤＡと呼ぶ）３２．２２ｇ（０．ｌモ
ル）、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）
スルホン（ｍ−ＢＡＰＳ）２１．６３ｇ（０．０５モ
ル），γ−バレロラクトン１．５ｇ（０．０１５モ
ル）、ピリジン２．３７ｇ（０．０３モル）、ＮＭＰ
（Ｎ−メチル−２−ピロリドンの略）２００ｇ、トルエ
ン３０ｇを加えて、窒素を通じながらシリコン浴中，室
温で３０分撹件（２００ｒｐｍ）、ついで昇温して１８
０°Ｃ、ｌ時間、２００ｒｐｍに攪拌しながら反応させ
る。トルエン−水留出分１５ｍｌを除去し、空冷して、
ＢＴＤＡ１６．１１ｇ（０．０５モル）、３、５ジアミ
ノ安息香酸（以後ＤＡＢｚと呼ぶ）１５．２２ｇ（０．
１モル）、ＮＭＰ１１９ｇ、トルエン３０ｇを添加し、
室温で３０分攪拌したのち（２００ｒｐｍ）、次いで昇
温して１８０°Ｃに加熱攪拌しトルエンー水留出分１５
ｍｌを除去する。その後、トルエンー水留出分を系外に
除きながら、１８０°Ｃ、３時間、加熱、撹拌して反応
を終了した。２０％ポリイミドワニスを得た。酸当量
（１個のＣＯＯあたりのポリマー量は１５５４）は７０
である。＜電着液の調製＞２０％濃度ポリイミドワニス１００ｇ
に３ＳＮ（ＮＭＰ：テトラヒドロチオフェンー１、ｌ−
ジオキシド＝ｌ：３（重量）の混合溶液）１５０ｇ、ベ
ンジルアルコール７５ｇ、メチルモルホリン５．０ｇ
（中和率２００％）、水３０ｇを攪拌して水性電着液を
調製する。得られた水性電着液は、ポリイミド７．４
％、ｐＨ７．８、暗赤褐色透明液である。＜電着条件＞配線部（導電性層３３０）を有する導電性
基材３１０をステンレス製陰極（ＳＵＳ４３０ＭＡ、新
日本製鉄株式会社製）と対向させて上記で調整したアニ
オン型の絶縁樹脂層用の電着液中に浸漬し、導電性基材
３１０を陰極として、直流電源により１００Ｖの電圧で
３分間通電した後、水洗し、８０°Ｃのホットプレート
で３０分間乾燥し、導電性層３３０上に厚さ１０μｍの
上記ポリイミドからなる電着塗膜を形成し、これを転写
の際の、接着剤層３４０とした。（図３（ｄ））接着剤層３４０は図２の粘接着剤層１４０に相当する。
これにより、転写版が形成された。

【００３７】次いで、銀ペーストを導電性ペースト１５
０とし用い、下記の条件で、これを所定の位置にスクリ
ーン印刷して、各半導体ペレットの端子１１５と配線部
１３０とを電気的に接続した。（図２（ｆ））（スクリーン印刷条件）スクリーン印刷機ＭＴ−３２０ＴＶＣマイクロ・テック株式会社製メタルマスク孔径１５０μｍスキージアタック角度４０° スキージ速度２０ｍｍ／ｓｅｃクリアランス１ｍｍ

【００３８】次いで、ウエハ上に感光性ポリイミドをス
ピンコーティングした後、プリベークを行い、所定のパ
ターン版を用い露光し、現像を経て、硬化させ、各半導
体ペレットの端子面側表面を、第２の端子部を形成する
配線部領域（これをラウンド領域とも言う）を除くよう
に、開口を設け、封止層を兼ねる絶縁層１６０を配設し
た。（図２（ｇ））処理条件は以下の通りである。（処理条件）感光性ポリイミドＰＩＸ−Ｌ１１０ＳＸ日立化成株式会社製粘度２０００ｃｐｓ塗布スピンナー、５０００ｒｐｍ露光５００ｍＪ／cm² 現像専用現像機、浸漬５分（超音波併用）硬化クリーン焼成炉、窒素雰囲気下３５０°Ｃ、１時間最終膜厚５μｍ

【００３９】次いで、配線部１３０の第２の端子部を形
成する配線部領域（ラウンド領域）上に、スクリーン印
刷により半田ペーストを塗布供給し、リフローを行っ
て、半田ボールからなる第２の端子部を、外側に突出す
るように配設した。（図２（ｈ））半田ペースとしては、スパークルペーストＯＺ６３−
３３０Ｆ−４０−１０（千住金属工業株式会社製）を粘
度２００ｃｐｓにて用い、以下のスクリーン印刷条件、
リフロー条件にて行った。（スクリーン印刷条件）スクリーン印刷機ＭＴ−３２０ＴＶＣマイクロ・テック株式会社製メタルマスク孔径５５０μｍスキージアタック角度５０° スキージ速度１０ｍｍ／ｓｅｃクリアランス１ｍｍ（リフロー条件）Ｎ₂リフロー炉２６０°Ｃ

【００４０】次いで、公知の切断機により、ウエハを各
半導体ペレット単位に分離し、ＣＳＰ( ＣｈｉｐＳｉ
ｚｅＰａｃｋａｇｅ) タイプの半導体装置を得た。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、上記のように、半導体ペレッ
トの多端子化に対応でき、且つ、半導体ペレットのプリ
ント基板への搭載が実用レベルで行え、ＢＧＡよりも信
頼性の面で優れたＣＳＰ( ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃ
ｋａｇｅ) タイプの半導体装置の提供を可能とした。同
時にそのような半導体装置の製造方法の提供を可能とし
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の半導体装置の実施の形態
の１例の特徴部の概略断面図で、図１（ｂ）は本発明の
半導体装置を第２の端子部（半田ボール）側から見た図
で、その一部を透視して示した図である。

【図２】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態の
１例の特徴部の工程断面

【図３】転写版の作製の工程断面図

【図４】半導体ペレットの１例を示した図

【符号の説明】１００半導体装置１０５ウエハ（半導体ウエハとも言
う）１１０半導体ペレット１１０Ｓ端子面１１１半導体本体部１１５端子（端子部）１１７最終保護膜（パッシベーショ
ン膜）１２０、１２０Ａバリア性金属層１３０配線部１４０粘接着性絶縁層１５０導電性ペース（接続部）１６０絶縁層１７０第２の端子部（半田ボール）３１０導電性基板３２０レジスト３２５レジスト開口部３３０導電性層３４０接着剤層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ペレットの端子を形成した側の面
である端子面上に、選択めっき形成された配線部を設
け、該配線部に半導体ペレットの端子とは別の、半田ボ
ールからなる第２の端子部を、半導体ペレットの各端子
と接続させて二次元的に配列させ、外部端子部とした半
導体装置であって、端子領域を除き、半導体ペレットの
端子面側全体を覆った平坦な絶縁性の最終保護膜上に、
第２の端子部を含む配線部を粘接着性絶縁層を介して配
設したもので、配線部は、接続部を介して、半導体ペレ
ットの端子と電気的に接続されており、且つ、半導体ペ
レットの端子面側表面を、第２の端子部のみを突出する
ように、封止層を兼ねる絶縁層で覆っていることを特徴
とする半導体装置。
【請求項２】請求項１において、接続部が導電性ペー
ストからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】請求項１ないし２において、粘接着性絶
縁層がポリイミド樹脂からなり、最終保護膜がＳｉ₃Ｎ
₄等の窒化硅素膜からなることを特徴とする半導体装
置。
【請求項４】請求項１ないし３において、半導体ペレ
ットの端子は、端子面に二次元的に配列されたもので、
第２の各端子部は、それぞれ、接続する半導体ペレット
の端子の近傍に形成されていることを特徴とする半導体
装置。
【請求項５】請求項１ないし４において、半導体ペレ
ットの端子の表面部に、バリア性金属層を設けているこ
とを特徴とする半導体装置。
【請求項６】請求項１ないし４において、配線部は、
表面側から順に、銅、ニッケルの２層、あるいは、ニッ
ケル、銅、ニッケルの３層、あるいは、金、ニッケル、
銅、ニッケルの４層からなることを特徴とする半導体装
置。
【請求項７】半導体ペレットの端子を形成した側の面
である端子面上に、選択めっき形成された配線部を設
け、該配線部に半導体ペレットの端子とは別の、半田ボ
ールからなる第２の端子部を、半導体ペレットの各端子
と接続させて二次元的に配列させ、外部端子部とした半
導体装置で、端子領域を除き、半導体ペレットの端子面
側全体を覆った平坦な絶縁性の最終保護膜上に、第２の
端子部を含む配線部を粘接着性絶縁層を介して配設した
もので、配線部は、接続部を介して、半導体ペレットの
端子と電気的に接続されており、且つ、半導体ペレット
の端子面側表面を、第２の端子部のみを突出するよう
に、封止層を兼ねる絶縁層で覆っている半導体装置の製
造方法であって、順に、（ａ）最終保護膜を設けたウエ
ハレベルで、端子表面部にバリア性金属層を配設するバ
リア性金属層形成工程と、（ｂ）ウエハレベルで、各半
導体ペレットの、平坦な絶縁性の最終保護膜上に、第２
の端子部を含む配線部を粘接着性絶縁層を介して転写形
成する転写工程と、（ｃ）ウエハレベルで、第２の端子
部を含む配線部を、半導体ペレットの端子と電気的に接
続する接続部を形成する配線部接続工程と、（ｄ）ウエ
ハレベルで、各半導体ペレットの端子面側表面を、第２
の端子部を形成する配線部領域を除くように、開口を設
けて、封止層を兼ねる絶縁層を配設する絶縁層形成工程
と、（ｅ）ウエハレベルで、第２の端子部を形成する配
線部領域に、半田ボールからなる第２の端子部を、外側
に突出するように配設する第２の端子部形成工程と、
（ｆ）ウエハレベルの状態から各半導体ペレットを切断
分離する切断分離工程とを行うことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
【請求項８】請求項７において、配線部接続工程が、
導電性ペーストを所定の位置に印刷して、接続部として
形成するものであることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
【請求項９】請求項７において、配線部接続工程が、
マスクを用い、選択的に蒸着ないしスパッタし、所定の
位置に金属層を接続部として形成するものであることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】請求項７において、配線部接続工程
が、ワンヤボンディングにより、ボンディングワイヤを
所定の位置に接続部として形成するものであることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】請求項７ないし１０において、転写工
程は、順にベース基材の導電性を有する一面に、形成す
る各半導体ペレットの配線部に対応して所定の形状のレ
ジスト膜を設け、配線部となる導電性層をめっき形成
し、更に導電性層上に樹脂層を電着形成し、必要に応じ
て電着形成された樹脂層を乾燥、熱処理して、これを粘
接着性絶縁層とした転写版を形成し、形成された転写版
を用い、転写版の粘接着性絶縁層を介して配線部となる
転写版の導電性層を半導体ペレット上に形成するもので
あることを特徴とする半導体装置の製造方法。