JP2001339011A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JP2001339011A
JP2001339011A JP2000252846A JP2000252846A JP2001339011A JP 2001339011 A JP2001339011 A JP 2001339011A JP 2000252846 A JP2000252846 A JP 2000252846A JP 2000252846 A JP2000252846 A JP 2000252846A JP 2001339011 A JP2001339011 A JP 2001339011A
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semiconductor
tape base
semiconductor element
metal wiring
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English (en)
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Michio Horiuchi
道夫 堀内
Takashi Kurihara
孝 栗原
Tomio Nagaoka
富夫 永岡
Masao Aoki
正夫 青木
Shigeru Mizuno
茂 水野
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Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
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    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H01L2224/241—Disposition
    • H01L2224/24151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/24153—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/24195—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being a discrete passive component
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    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material 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
    • H01L2224/29101—Material 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 less than 400°C
    • H01L2224/29111—Tin [Sn] as principal constituent
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    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29199—Material of the matrix
    • H01L2224/2929—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
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    • H01L2224/732—Location after the connecting process
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    • H01L2224/81005—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus being a temporary or sacrificial substrate
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
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    • H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83855—Hardening the adhesive by curing, i.e. thermosetting
    • H01L2224/83856—Pre-cured adhesive, i.e. B-stage adhesive
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り付け高さを低減すると同時に均一化し、
個々のチップ取り付けのための煩雑な工程を必要とせ
ず、製造歩留りを向上し、チップの厚さばらつきに影響
されずに半導体装置の高さを均一化し、電気試験の一括
実行が可能な薄型半導体パッケージとしての半導体装置
およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 厚さ方向の貫通孔を有する絶縁性のテー
プ基材の上面に背面を上方に露出して半導体素子が搭載
され、半導体素子の側面周囲は封止樹脂層で封止され、
テープ基材の下面に形成された金属配線がテープ基材の
貫通孔の底部を画定し、厚さ方向の貫通孔を有するソル
ダレジスト層が金属配線およびテープ基材の下面を覆
い、半導体素子のアクティブ面から下方に延びた接続端
子がテープ基材の貫通孔内に挿入され、導電性材料から
成る充填材が接続端子とテープ基材の貫通孔の内壁との
間隙を充填し接続端子と金属配線を電気的に接続してい
る半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、薄型パッケージとしての半導体装
置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子（ＬＳＩ等の半導体チ
ップ）を搭載した薄型パッケージとしての半導体装置
は、多ピン化、接続端子ピッチの縮小、装置全体の薄型
化・小型化に最も良く適応しうるＴＣＰ（テープ・キャ
リア・パッケージ）が普及している。
【０００３】ＴＣＰは、ＴＡＢ（テープ・オートメイテ
ド・ボンディング）方式により半導体素子を絶縁性のテ
ープ状基材（通常は樹脂フィルム）に搭載して製造され
る。典型的には、先ず、所定パターンの開口部を設けた
樹脂フィルムに銅箔を貼り付けた後、銅箔をエッチング
によりパターニングして所定の銅リードを形成する。次
に、半導体素子（半導体チップ）を樹脂フィルムの開口
部内に位置決めして保持し、チップの複数の接続端子
（一般には金バンプ）と樹脂フィルム上の対応する複数
の銅リードとを接合した後、半導体チップと銅リードの
一部を樹脂封止することにより、１つの半導体パッケー
ジ単位が完成する。そして、樹脂フィルムを断続的に送
りながら各開口部毎に上記の操作を繰り返すことによ
り、１つのフィルム上に多数の半導体パッケージ単位が
形成される。最後に、フィルムの長手方向に沿って多数
形成された各半導体パッケージ単位を相互間で切断分離
することにより、個々の半導体パッケージとしての半導
体装置が得られる。
【０００４】図１は、半導体チップとＴＣＰのリードを
接続した後の従来の半導体装置を示す斜視図であり、個
々のＴＣＰをテープから切断する前の状態を示す。ＴＣ
Ｐ１０は、樹脂フィルム（例えばポリイミド樹脂フィル
ム）１を基材として使用し、その上に銅箔のエッチング
により形成したリード２を有している。また、樹脂フィ
ルム１の両側縁には、フィルム送りのためスプロケット
ホール３が開けられている。さらに、樹脂フィルム１の
中央部には、図示されるように半導体チップ４を収容す
るための開口（一般に、「デバイスホール」と呼ばれ
る）５およびウインドウホール９も開けられている。
【０００５】半導体チップとパッケージのリードの接続
の状態を、図１の半導体装置の中心部を拡大した図２の
断面図に示す。半導体チップ４は、樹脂フィルム１のデ
バイスホール５に位置決めして配置された後、その電極
上のバンプ（通常、金メッキからなる突起）６にリード
２の先端が接合される。このリードの接合は、通常、専
用のボンディングツールを使用して一括ボンディングで
行われる。なお、銅からなるリード２の先端には、バン
プ６との接合を助けるため、ボンディング工程に先がけ
て予め金メッキなどが施される。最後に、図１には示さ
れていないが、半導体チップ４やリード６を周囲環境の
湿度、汚染などから保護するため、両者を包み込むよう
にして樹脂７で封止する。封止用の樹脂７としては、例
えば、エポキシ樹脂が使用される。
【０００６】しかし、上記従来の半導体装置には下記
（ａ）〜（ｅ）の問題があった。 （ａ）樹脂フィルムへの半導体チップの取り付け高さの
低減に限界があるため、半導体装置の薄型化に限界があ
る。すなわち、半導体素子の固定は、樹脂フィルムの開
口部内に梁状に細長く突き出た銅リードでなされるた
め、取り付け強度を確保するには、銅リード、その支持
部材となる樹脂フィルム、そして装置全体にある程度以
上の厚さが必要である。仮に樹脂封止部で補強させると
すると、広い範囲を厚く封止しなければならないが、広
い範囲に渡って封止の完全性を確保することは困難であ
り、厚く封止すると薄型化に逆行する。
【０００７】（ｂ）半導体装置の薄型化に必要な薄く脆
く反り易い半導体チップは、個々に特別なキャリアを要
するなど取り扱いが非常に煩雑で多数の工程を要するだ
けでなく、製造歩留りの向上も困難である。 （ｃ）個々の半導体チップを１つ１つ樹脂フィルムの開
口部に位置合わせして接合する必要があるので、多数の
半導体パッケージを製造するには製造工程が煩雑で長く
なる。
【０００８】（ｄ）半導体チップを複数層に積層した素
子積層型半導体装置は、個々の半導体チップを樹脂フィ
ルムの開口部に位置合わせ・ボンディングして取り付け
る必要があるので、製造工程が更に煩雑で長くなる。 （ｅ）個々のチップに厚さのばらつきがある上、個々の
取り付け高さにもばらつきがある結果、半導体装置に高
さのばらつきが生ずるため、電気的試験を半導体パッケ
ージ単位に切断分離する前に一括して行うことが困難で
ある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題を解消し、取り付け高さを低減すると同時に均
一化し、個々のチップ取り付けのための煩雑な工程を必
要とせず、製造歩留りを向上し、チップの厚さばらつき
に影響されずに半導体装置の高さを均一化し、電気試験
の一括実行が可能な薄型半導体パッケージとしての半導
体装置およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の実施の形態】
上記の目的を達成するために、第１発明の半導体装置
は、下記の部材：厚さ方向の貫通孔を有する絶縁性のテ
ープ基材、該テープ基材の上面に、背面を上方に露出し
且つアクティブ面を下方に向けて搭載された半導体素
子、該半導体素子が搭載された領域以外の前記テープ基
材上面に形成され、該半導体素子の側面周囲を封止する
封止樹脂層、前記テープ基材の下面に形成され且つ該テ
ープ基材の貫通孔の下端を塞いで底部を画定する金属配
線、該金属配線および前記テープ基材の下面を覆い且つ
厚さ方向の貫通孔を有するソルダレジスト層、前記金属
配線の下面から隆起し、前記ソルダレジスト層の貫通孔
を充填して貫通し下方に突出した外部接続端子、前記半
導体素子のアクティブ面から下方に延びて、前記テープ
基材の貫通孔内に挿入された接続端子、および該接続端
子と前記テープ基材の貫通孔の内壁との間隙を充填し、
該接続端子と該金属配線とを電気的に接続する導電性材
料から成る充填材、を含むことを特徴とする。
【００１１】上記第１発明の半導体装置を製造する方法
は、複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有
し、下面に前記金属配線層および前記ソルダレジスト層
を備えた前記テープ基材および該ソルダレジスト層に各
々厚さ方向の前記貫通孔を形成し、該テープ基材の貫通
孔に前記導電性材料を、該貫通孔を不完全に充填する量
で充填し、複数の半導体パッケージ単位を構成する必要
個数の前記半導体素子の前記接続端子を上記テープ基材
の対応する貫通孔に各々挿入して、該接続端子と該貫通
孔の内壁との間隙を該貫通孔のほぼ上端まで該導電性材
料により充填させると共に、該半導体素子を該テープ基
材の上面に接合して搭載し、該半導体素子が搭載された
領域以外の該テープ基材の上面を覆い且つ少なくとも該
半導体素子の側面周囲を封止する封止樹脂層を形成し、
その後、該封止樹脂層の上部および該半導体素子の背面
側部分を研削および研磨して所定の厚さとし、次いで、
該テープ基材を前記半導体パッケージ単位に切り分けて
個々の半導体装置とすることを特徴とする。
【００１２】第１発明によれば、半導体素子のアクティ
ブ面から下方に延びて、テープ基材の貫通孔内に挿入さ
れた接続端子、および接続端子とテープ基材の貫通孔の
内壁との間隙を充填し、接続端子と金属配線とを電気的
に接続する導電性材料から成る充填材を備えた構造とし
たことにより、半導体素子をアクティブ面で直接テープ
基材と接合できると同時に、テープ基材の貫通孔に挿入
した接続端子および間隙を充填する導電性材料から成る
充填材により半導体素子を金属配線層に電気的に接続で
きるので、従来技術のように半導体素子をテープ基材の
開口内にリードで固定する構造に比べて、取り付け強度
を容易に確保して従来よりも薄型化することができる。
【００１３】第１発明によれば更に、テープ基材上に多
数の半導体素子を固定し、半導体素子の側面周囲を樹脂
封止した状態で、半導体素子の背面および封止樹脂層を
上から研削および研磨して所定値まで高さを低減できる
ので、個々の半導体チップは薄くせずに厚い状態で取り
扱うことができ、従来のように煩雑な工程も特別なキャ
リアも必要とせず、多数の半導体パッケージ単位をテー
プ基材に固定された一体として一括して製造でき、半導
体パッケージとしての半導体装置の高さを薄くかつ均一
に揃えることができ、電気的試験も一括して実行でき、
製造工程を短縮し且つ製品歩留りを向上した上で、従来
よりも薄型化することができる。
【００１４】第１発明の一形態による半導体装置は、
前記封止樹脂層および前記封止樹脂層が形成されている
領域の前記テープ基材を貫通し、上端が該封止樹脂層の
上面に露出し、下端が前記金属配線層に電気的に接続し
ている導体柱を更に含む構造か、あるいは前記封止樹
脂層に代えて、前記半導体素子が搭載された領域以外の
前記テープ基材上面に接合され該半導体素子の側面を間
隙を介して取り囲む絶縁性の枠体と、該間隙内を充填し
て該半導体素子の側面周囲を封止する封止樹脂層とを含
み、該枠体および該枠体が接合されている領域の該テー
プ基材を貫通し、上端が該枠体の上面に露出し、下端が
前記金属配線層に電気的に接続している導体柱を更に含
む構造である。
【００１５】上記またはの構造は、積層型半導体装
置の製造に適用すると特に有利である。これにより製造
される第１発明の積層型半導体装置は、上記または上
記の半導体装置が複数層に積層され、各層の半導体装
置同士が、前記導体柱の上端と前記外部接続端子の下端
とで相互に電気的に接続されている構造である。第１発
明の半導体装置においては、前記半導体素子のアクティ
ブ面から下方に延びた接続端子は、典型的には金または
銅のバンプから成る。
【００１６】第１発明の半導体装置においては、前記ソ
ルダレジスト層の開口を充填して貫通する外部接続端子
は、半導体装置の用途あるいは顧客の要望に応じてペリ
フェラルまたはエリアアレイの形態で配置される。第１
発明の半導体装置においては、前記接続端子と前記テー
プ基材の貫通孔の内壁との間隙を、該貫通孔のほぼ上端
の位置まで前記充填材が充填していることが望ましい。
すなわち、充填材の量は、後から挿入される半導体素子
の接続端子との合計体積が、テープ基材の貫通孔（底部
を金属配線が画定）の容積とほぼ等しくなるように設定
する。これにより、接続端子と金属配線との接続が確実
に成され、同時に、余分な導電性材料が貫通孔上端から
溢れることが防止される。導電性材料としては、低融点
金属または導電性ペーストを用いることができる。
【００１７】第１発明の製造方法においては、テープ基
材上に形成された多数の半導体パッケージ単位の高さが
均一に揃っているので、前記封止樹脂層を形成した後、
前記研削および研磨の前または後に、容易に一括して電
気的試験を行うができる。第１発明の製造方法に用いる
テープ基材は、前記複数の半導体パッケージ単位を含み
得るサイズであって、直径２インチから１２インチまで
のディスク状であることが望ましい。これにより、同サ
イズの半導体ウェハを処理する既存の研削機や切断機等
の設備を用いることができるので、その分、新規設備の
ための費用を低減できる。
【００１８】第２発明の半導体装置は、下記の部材〜
： 上面に金属配線を有する絶縁性テープ基材、 該テープ基材の上面に、背面を上方に露出し且つアク
ティブ面を下方に向けて搭載された半導体素子であっ
て、該アクティブ面から下方へ突起した接続端子の下端
が該金属配線の上面に接続している半導体素子、 該テープ基材の上面に形成され、該半導体素子の側面
周囲を封止し且つ該半導体素子の該アクティブ面と該テ
ープ基材の上面との間隙を充填する封止樹脂層、および 下記（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方： （Ａ）該金属配線の上面から上方に延びて該半導体素子
の側面周囲の封止樹脂層を貫通し上端が上方に露出した
導体柱、および （Ｂ）該金属配線の下面から下方に延びて該テープ基材
を貫通し下端が下方に露出した外部接続端子、を含むこ
とを特徴とする。典型的には、前記封止樹脂層の上面と
前記半導体素子の背面が同一平面を成している。
【００１９】第２発明の半導体装置の製造方法は、部材
として（Ａ）導体柱と（Ｂ）外部接続端子の一方また
は両方を備える３つの場合に応じて、下記の（１）〜
（３）の形態をとる。 （１）部材として（Ａ）導体柱を備えた第２発明の半
導体装置の製造方法は、複数の半導体パッケージ単位を
含み得る面積を有し、上面に前記金属配線を備えたテー
プ基材を準備し、複数の半導体パッケージ単位を構成す
る必要個数の前記半導体素子の前記アクティブ面の前記
接続端子を、上記テープ基材の上記金属配線の上面に接
合することにより、該半導体素子を該テープ基材の上面
に搭載し、該金属配線の上面に下端が接合した導体柱を
形成し、該金属配線および該導体柱を含めて該半導体素
子の側面周囲を封止し且つ該半導体素子の該アクティブ
面と該テープ基材の上面との間隙を充填する封止樹脂層
を形成し、その後、該封止樹脂層の上部および該半導体
素子の背面側部分を研削および研磨して所定の厚さとす
ると共に該導体柱の上端を上方に露出させ、次いで、該
テープ基材を前記半導体パッケージ単位に切り分けて個
々の半導体装置とすることを特徴とする。
【００２０】（２）部材として（Ｂ）外部接続端子を
備えた第２発明の半導体装置の製造方法は、複数の半導
体パッケージ単位を含み得る面積を有し、上面に前記金
属配線を備え、前記外部接続端子に対応する位置に厚さ
方向の貫通孔を有し、該金属配線の下面が該貫通孔の上
端を画定しているテープ基材を準備し、複数の半導体パ
ッケージ単位を構成する必要個数の前記半導体素子の前
記アクティブ面の前記接続端子を、上記テープ基材の上
記金属配線の上面に接合することにより、該半導体素子
を該テープ基材の上面に搭載し、該金属配線を含めて該
半導体素子の側面周囲を封止し且つ該半導体素子の該ア
クティブ面と該テープ基材の上面との間隙を充填する封
止樹脂層を形成し、その後、下記工程（Ｓ１）および
（Ｓ２）をこの順または逆順に行い： （Ｓ１）該封止樹脂層の上部および該半導体素子の背面
側部分を研削および研磨して所定の厚さとする工程、お
よび （Ｓ２）上記貫通孔の上端を画定する上記金属配線の下
面から下方に延びて該貫通孔を充填して下方に下端を露
出した外部接続端子を形成する工程、次いで、該テープ
基材を前記半導体パッケージ単位に切り分けて個々の半
導体装置とすることを特徴とする。
【００２１】（３）部材として（Ａ）導体柱および
（Ｂ）外部接続端子を備えた第２発明の半導体装置の製
造方法は、複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積
を有し、上面に前記金属配線を備え、前記外部接続端子
に対応する位置に厚さ方向の貫通孔を有し、該金属配線
の下面が該貫通孔の上端を画定しているテープ基材を準
備し、複数の半導体パッケージ単位を構成する必要個数
の前記半導体素子の前記アクティブ面の前記接続端子
を、上記テープ基材の上記金属配線の上面に接合するこ
とにより、該半導体素子を該テープ基材の上面に搭載
し、該金属配線の上面に下端が接合した導体柱を形成
し、該金属配線および該導体柱を含めて該半導体素子の
側面周囲を封止し且つ該半導体素子の該アクティブ面と
該テープ基材の上面との間隙を充填する封止樹脂層を形
成し、その後、下記工程（Ｓ１）および（Ｓ２）をこの
順または逆順に行い： （Ｓ１）該封止樹脂層の上部および該半導体素子の背面
側部分を研削および研磨して所定の厚さとする工程、お
よび （Ｓ２）上記貫通孔の上端を画定する上記金属配線の下
面から下方に延びて該貫通孔を充填して下方に下端を露
出した外部接続端子を形成する工程、次いで、該テープ
基材を前記半導体パッケージ単位に切り分けて個々の半
導体装置とすることを特徴とする。
【００２２】第２発明によれば、半導体素子のアクティ
ブ面から下方に突起した接続端子の下端が、テープ基材
上面にある金属配線の上面に接続された構造としたこと
により、第１発明のようにテープ基材の貫通孔内で充填
材を介して接続端子と金属配線とが接続するよりも更に
簡潔な構造とすることができるので、薄型半導体装置の
生産性を更に高めることができる。
【００２３】第２発明においても、第１発明と同様に、
テープ基材上に多数の半導体素子を固定し、半導体素子
の側面周囲を樹脂封止した状態で、半導体素子の背面お
よび封止樹脂層を上から研削および研磨して所定値まで
高さを低減できるので、個々の半導体チップは薄くせず
に厚い状態で取り扱うことができ、従来のように煩雑な
工程も特別なキャリアも必要とせず、多数の半導体パッ
ケージ単位をテープ基材に固定された一体として一括し
て製造でき、半導体パッケージとしての半導体装置の高
さを薄くかつ均一に揃えることができ、電気的試験も一
括して実行でき、製造工程を短縮し且つ製品歩留りを向
上した上で、従来よりも薄型化することができる。
【００２４】第３発明の半導体装置は、下記の部材：所
定厚さの樹脂体、該樹脂体の内部に封止され、該樹脂体
の上面に背面を露出し、アクティブ面を下方に向けた半
導体素子、該樹脂体の下面に形成された金属配線、およ
び該半導体素子のアクティブ面から下方に延びて下端が
該金属配線の上面に接続している接続端子、を含むこと
を特徴とする。典型的には、前記樹脂体の上面と前記半
導体素子の背面が同一平面を成している。
【００２５】第３発明の半導体装置を製造する第１の方
法は、複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有
する金属基板の上面に、前記半導体素子のアクティブ面
を下方に向けて前記接続端子の先端を接合することによ
り、該半導体素子を該金属基板に搭載し、該金属基板の
上面全体を樹脂で覆うことにより、内部に該半導体素子
が封止され且つ下面に該金属基板が接合された樹脂体を
形成し、その後、下記工程（Ｓ１）および（Ｓ２）をこ
の順または逆順に行い： （Ｓ１）該樹脂体の上部および該半導体素子の背面側部
分を研削および研磨して所定の厚さとする工程、および （Ｓ２）該金属基板をパターニングすることにより、上
面が該接続端子の下端に接続された金属配線を、上記樹
脂体の下面に形成する工程、次いで、該樹脂体を前記半
導体パッケージ単位に切り分けて個々の半導体装置とす
ることを特徴とする。
【００２６】第３発明の半導体装置を製造する第２の方
法は、複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有
する金属基板の上面に、該金属基板とは異種の金属から
成る配線パターンを設けた複合金属板を作製する工程、
上記複合金属板の上記配線パターンの上面に、前記半導
体素子のアクティブ面を下方に向けて前記接続端子の先
端を接合することにより、該半導体素子を該複合金属板
に搭載し、該複合金属板の上面全体を樹脂で覆うことに
より、内部に該半導体素子が封止され且つ下面に該複合
金属板が接合された樹脂体を形成し、その後、下記工程
（Ｓ１）および（Ｓ２）をこの順または逆順で行い： （Ｓ１）該樹脂体の上部および該半導体素子の背面側部
分を研削および研磨して所定の厚さとする工程、および （Ｓ２）該複合金属板の該金属基板をエッチングにより
除去し、該配線パターンを残すことにより、上面が該接
続端子の下端に接続された該配線パターンから成る金属
配線を、上記樹脂体の下面に形成する工程、次いで、該
樹脂体を前記半導体パッケージ単位に切り分けて個々の
半導体装置とすることを特徴とする。
【００２７】第３発明によれば、テープ基材を含まない
構造としたことにより、第１発明および第２発明よりも
更に薄型化できると同時に、部材数が少なく、より簡潔
な構造であるため更に高い生産性を達成できる。第３発
明においても、一体の樹脂体中に多数の半導体素子を封
止し、半導体素子の背面および樹脂体を上から研削およ
び研磨して所定値まで高さを低減できるので、個々の半
導体チップは薄くせずに厚い状態で取り扱うことがで
き、従来のように煩雑な工程も特別なキャリアも必要と
せず、多数の半導体パッケージ単位を樹脂体中に固定し
た一体として一括して製造でき、半導体パッケージとし
ての半導体装置の高さを薄くかつ均一に揃えることがで
き、電気的試験も一括して実行でき、製造工程を短縮し
且つ製品歩留りを向上した上で、従来よりも薄型化する
ことができる。
【００２８】一つの望ましい形態においては、前記金属
配線を含めて前記樹脂体の下面全体を覆うソルダレジス
ト層と、該金属配線の下面に形成され上記ソルダレジス
ト層を貫通して下方に突き出ている接続バンプとを更に
含む。
【００２９】別の望ましい形態においては、前記金属配
線の上面から前記樹脂体を貫通して上方に延び、上端が
該樹脂体の上面に露出している複数の導体柱を更に含
む。この形態により、半導体装置が複数層に積層され、
各層の半導体装置同士が、前記導体柱の上端と前記金属
配線の下面とで上記接続バンプを介して相互に電気的に
接続されている素子積層型半導体装置が容易に得られ
る。
【００３０】他の望ましい形態においては、前記導体柱
の側面が前記樹脂体の側面に露出している。この形態に
より、半導体装置が側面で相互に接続されており、側方
に隣接する半導体装置同士が、前記樹脂体の側面に露出
した導体柱の側面同士で相互に電気的に接続されている
素子並列型半導体装置が容易に得られる。
【００３１】更にもう一つの望ましい形態においては、
前記導体柱の側面が前記樹脂体の側面に露出している。
この形態により、半導体装置が複数層に積層され且つ側
面で相互に接続されており、各層の半導体装置同士が、
前記導体柱の上端と前記金属配線の下面とで接続バンプ
を介して相互に電気的に接続されており、且つ側方に隣
接する半導体装置同士が、前記樹脂体の側面に露出した
導体柱の側面同士で相互に電気的に接続されている素子
積層並列型半導体装置が容易に得られる。
【００３２】上記各望ましい形態によれば、個々の半導
体装置を検査し、良品のみを選択し積層および／または
側方接続して素子積層型、素子並列型、素子積層並列型
の半導体装置を製造することができるので、製品歩留り
を更に高めることができる。
【００３３】一形態においては、前記樹脂体の内部に封
止され、該金属配線と直接接続しているキャパシタを更
に含むことができる。望ましくは、前記キャパシタは対
向平板型であり、各平板の板面が前記樹脂体の厚さ方向
に対して垂直である。
【００３４】一形態においては、前記樹脂体中に無機フ
ィラーが分散している。これにより樹脂体の熱膨脹係数
および熱伝導率を所望値に調製することができる。
【００３５】
【実施例】以下、添付図面を参照し本発明を実施例によ
り詳細に説明する。 〔実施例１〕図３（１）および（２）に、第１発明によ
る半導体装置の一例を（１）断面図および（２）上面図
でそれぞれ示す。
【００３６】図示した半導体装置２０は、厚さ方向の貫
通孔２２を有する絶縁性のテープ基材２１の上面に、半
導体素子２３が背面２３Ｂを上方に露出し且つアクティ
ブ面２３Ａを下方に向けて接合されている。半導体素子
２３が接合された領域２１Ｘ以外のテープ基材上面領域
２１Ｙには、封止樹脂層２４が形成されおり、半導体素
子２３の側面周囲を封止している。テープ基材２１の下
面に形成された金属配線２５が、テープ基材２１の貫通
孔２２の下端を塞いで底部を画定している。厚さ方向の
貫通孔２７を有するソルダレジスト層２６が、金属配線
２５およびテープ基材２１の下面を覆っている。金属配
線２５の下面から隆起した外部接続端子２８が、ソルダ
レジスト層２６の貫通孔２７を充填して貫通し下方に突
出している。半導体素子２３のアクティブ面２３Ａから
下方に延びた接続端子２９が、テープ基材２１の貫通孔
内に挿入されている。接続端子２９とテープ基材２１の
貫通孔２２の内壁との間隙に充填された低融点金属の充
填材３０によって、接続端子２９と金属配線２５とが電
気的に接続されている。
【００３７】充填材３０としては、低融点金属に代えて
導電ペーストを用いてもよい。導電ペーストとしては、
ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂中に銀または銅の粒子を
分散させた銀ペーストまたは銅ペーストが一般的に用い
られる。これらの導電ペーストをスクリーン印刷等によ
り貫通孔内に充填する。図示の例では、半導体素子２３
の背面と封止樹脂層２４の上面は同一平面上にあるが、
封止樹脂層２４が半導体素子２３の側面周囲を封止して
いる限り必ずしも同一平面でなくともよく、半導体素子
２３の側面から離れた部位では封止樹脂層２４の高さが
半導体素子２３の背面より低くてもよい。
【００３８】図３に示した第１発明の半導体装置の製造
方法の一例を、図４〜図９を参照して以下に説明する。
図４に最初に準備する初期構造を示す。テープ基材２１
は、複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有
し、下面に金属配線層２５およびソルダレジスト層２６
を備えている。テープ基材２１としては、各種の有機材
料あるいは高分子材料を用いることができるが、一般に
ポリイミドフィルム、ガラスやアラミド等の繊維で強化
したエポキシフィルムあるいはＢＴ（ビスマレイミドト
リアジン）フィルム、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテ
ル）フィルム等の樹脂フィルムあるいは樹脂シートが適
している。テープ基材２１の厚さは、基材として必要な
強度および剛性が確保される限り薄い方が半導体装置の
薄型化にとっては望ましく、一般には２５μｍ〜１００
μｍの範囲、特に７５μｍ前後が用いられる。
【００３９】テープ基材２１にパンチング等により貫通
孔２２を形成した後、片面に金属配線層２５を形成する
ための銅箔を貼り付ける。あるいは、テープ基材２１と
銅箔とが一体化された銅箔付テープを用い、テープ基材
２１部分にレーザ加工を施すことにより、テープ基材２
１を貫通し銅箔を底部とする孔を形成してもよい。銅箔
付テープは、銅箔にポリイミド等の樹脂の塗布により絶
縁層を形成したものである。
【００４０】次に、テープ基材２１の貫通孔２２（金属
配線層２５により底部が画定）に、低融点金属の充填材
３０を不完全に充填する。すなわち、後工程で半導体素
子２１の接続端子２９を挿入したときに、充填材３０が
接続端子２９と貫通孔２２の内壁との間隙を貫通孔２２
のほぼ上端まで満たすような充填量とする。充填材３０
の低融点金属としては、銀−錫合金（Ａｇ−Ｓｎ）、鉛
−錫合金（Ｐｂ−Ｓｎ）、銀−錫−銅合金（Ａｇ−Ｓｎ
−Ｃｕ）、これらにビスマス（Ｂｉ）やアンチモン（Ｓ
ｂ）を含む合金等を用いることができる。充填は、銅箔
を給電層として用いた電解めっきにより行うことが望ま
しいが、はんだペーストのスクリーン印刷によって行う
こともできる。
【００４１】次いで、上記の銅箔をエッチングによりパ
ターニングして金属配線層２５を形成する。金属配線層
２５の形成後に、貫通孔２７を有するソルダレジスト層
２６を形成する。貫通孔２７を有するソルダレジスト層
２６の形成は、一般的には感光性レジストの塗布、露
光、現像により行う。外部接続端子の個数（貫通孔２７
の個数）が少なく、外部接続端子間のピッチが十分大き
い場合には、樹脂のスクリーン印刷によって行うことが
できる。ソルダレジスト層２６の貫通孔２７は、製造す
る半導体装置２０の用途に応じてペリフェラルまたはエ
リアアレイ状に形成する。
【００４２】次に、図５に示すように、テープ基材２１
の上面に液状あるいは半硬化状態の樹脂から成る絶縁性
コーティング３１を塗布する。半硬化状態の絶縁性コー
ティング３１は半導体素子を接着する作用がある。次い
で、図６に示すように、硬化前のコーティング３１の上
に半導体素子２３を配置して接合する。すなわち、複数
の半導体パッケージ単位を構成する必要個数の半導体素
子２３の接続端子２９をテープ基材２１の対応する貫通
孔２２に各々挿入して、接続端子２９と貫通孔２２の内
壁との間隙を貫通孔２２のほぼ上端まで低融点金属３０
により充填させると共に、半導体素子２３をテープ基材
２１の上面に接合して搭載する。これは、半導体素子２
３を低融点金属３０の融点近傍の温度に加熱して、接続
端子２９を貫通孔２２内の低融点金属３０中に押し込む
ことにより行う。
【００４３】半導体素子２３の接続端子２９は、金また
は銅のバンプとして形成することが望ましい。接続端子
２９が周縁領域に配置されている半導体素子２３の場合
には、一般にワイヤボンディング法を利用したスタッド
バンプとして接続端子２９を形成する。接続端子２９が
中央部のアクティブ領域に配置されている半導体素子２
３の場合には、スタッドバンプ形成による機械的衝撃を
避ける観点から、めっき法により接続端子２９を形成す
ることが望ましい。めっき法は、半導体素子上に再配線
部を伴いエリアアレイ状にバンプを形成する場合に特に
有利である。スタッドバンプは金で形成することが望ま
しく、めっきバンプは保護めっき層を備えた銅ポストと
して形成することが望ましい。
【００４４】接続端子すなわちバンプ２９のサイズは、
半導体装置２０の設計厚さに応じて任意に設定できる。
一例においては、バンプ２９は底部の直径が７０μｍ、
高さ３０〜６０μｍである。その場合、バンプ２９の形
成における位置決め精度を考慮すると、バンプ２９が挿
入されるテープ基材２１の貫通孔２２は直径９０〜１５
０μｍ程度の範囲が適当である。
【００４５】次に、図７に示すように、半導体素子２３
が搭載された領域以外のテープ基材２１の上面を覆い且
つ少なくとも半導体素子２３の側面周囲を封止する封止
樹脂層２４を形成する。なお、図７〜図９においては、
非常に薄い絶縁性コーティング３１は封止樹脂層２４と
一体として図示し、別個の図示は省略した。図７には、
封止樹脂層２４は半導体素子２３も覆い、全体がほぼ同
一厚さに形成されている態様を示した。ただし別の態様
として、図８に示したように、この工程段階において封
止樹脂層２４は半導体素子２３を必ずしも覆う必要はな
く、半導体素子２３の側面との接触部は封止樹脂層２４
の厚さを半導体素子２３の高さと同等とし、半導体素子
２３から離れた領域ではこれより薄くてもよい。すなわ
ち、この工程段階で形成する封止樹脂層２４の厚さは、
次工程で行う研削および研磨後に半導体素子２３の側面
周囲を完全に封止できる厚さで残るように設定すればよ
い。
【００４６】次に、図９に示すように、封止樹脂層２４
の上部および半導体素子２３の背面２３Ｂ側部分を研削
および研磨して所定の厚さとする。これにより、例えば
図７あるいは図８の状態で５００μｍ程度であった半導
体素子２３を５０〜１００μｍ程度に薄くすることがで
きる。その結果、半導体装置２０は、１２０〜３００μ
ｍ程度に薄くできる。これは、従来最も多用されている
ＴＳＯＰ（Thin-Small-Outline Package）の厚さ１２０
０μｍ程度と比較すると、１／４以下の厚さである。
【００４７】研削および研磨後に、ソルダレジスト層２
６の貫通孔２７内に、ソルダレジスト層２６の下面から
突き出た外部接続端子２８を形成する。これは、はんだ
ボールの搭載またははんだペーストのスクリーン印刷の
後、リフローすることにより行う。最後に、図９に破線
で示した各位置で半導体パッケージ単位ｕに切り分ける
ことにより、個々の半導体装置２０（図３）が得られ
る。
【００４８】〔実施例２〕図１０（１）および（２）
に、第１発明による半導体装置の他の例を（１）断面図
および（２）上面図でそれぞれ示す。図３に示す実施例
１の構造と対応する部分には図３中と同じ参照番号を付
した。図示した半導体装置４０は、図３に示した構造に
加えて、低融点金属の導体（導体柱）３２を更に含む。
導体３２は、半導体素子２３の側面周囲を封止する封止
樹脂層２４および封止樹脂層２４が形成されている領域
のテープ基材２１を貫通し、上端が封止樹脂層２４の上
面に露出し、下端が金属配線層２５に電気的に接続して
いる。
【００４９】図１０の半導体装置４０は、図１１に示し
たように複数層積層して薄型の積層型半導体装置４４を
有利に形成できる。すなわち、下層の半導体装置４０の
低融点金属の導体３２の上端と、上層の半導体装置４０
の外部接続端子２８の下端とを接続することにより、積
層構造全体として複数（この例では３個）の半導体素子
２３を含む一体の回路から成る１つの半導体装置４４を
構成する。半導体装置４０の積層は、下記のようにして
行うことができる。
【００５０】すなわち、半導体装置の外形を有する治具
（外形ガイド）で複数の半導体装置を位置決めしながら
積層し、積層方向に適当な荷重を負荷した状態で一括し
てリフローすることにより積層型半導体装置が得られ
る。あるいは、個々の半導体装置に設けたガイド孔にピ
ンを通して位置決めしながら複数の半導体装置を積層
し、積層方向に適当な荷重を負荷した状態で一括してリ
フローしてもよい。
【００５１】図１０に示した第１発明の半導体装置の製
造方法の一例を、図１２〜１６を参照して以下に説明す
る。図４〜図９に示す実施例１の構造に対応する部分に
は図４〜図９中と同じ参照番号を付した。図１２に示し
た初期構造は、テープ基材２１に貫通孔２２の他に貫通
孔３３が形成されている以外は、図４に示した実施例１
の初期構造と同様である。貫通孔２２は実施例１と同様
に半導体素子２３の接続端子２９に対応する位置に設け
てあり、貫通孔３３は半導体素子２３の側面周囲を封止
する封止樹脂層２４の形成領域内に設けてある。通常、
貫通孔３３は貫通孔２２に対して直径が数倍の大きさで
ある。例えば、貫通孔２２が直径２５〜１００μｍ程度
であるのに対して、貫通孔３３は直径５００μｍ程度で
ある。金属配線層２５によって底面を画定された貫通孔
３３内に、少量のフラックス３４を配置する。図１２に
示した初期構造の他の部分については、実施例１と同様
の処理によって形成する。
【００５２】次に、図１３に示したように、貫通孔３３
内に、封止樹脂層２４の上面から突き出た低融点金属の
導体３２を形成する。これは、貫通孔３３内のフラック
ス３４上に、低融点金属の球（例えば、はんだボール）
を載せ、リフローすることにより行う。その後、実施例
１と同様にして絶縁性のコーティング３１を形成する。
【００５３】次に、図１４に示すように、実施例１と同
様にして、硬化前のコーティング３１の上に半導体素子
２３を配置して接合する。これに伴い、半導体素子２３
のアクティグ面２３Ａから隆起した接続端子２９が、テ
ープ基材２１の貫通孔２２内に挿入され、低融点金属３
０の中に押し込まれる。次に、図１５に示すように、半
導体素子２３が搭載された領域以外のテープ基材２１の
上面を覆い且つ少なくとも半導体素子２３の側面周囲を
封止する封止樹脂層２４を形成する。図１５〜図１６に
おいて、絶縁性のコーティング３１は図示を省略した。
【００５４】図１５には、封止樹脂層２４は半導体素子
２３も覆い、全体がほぼ同一厚さに形成されている態様
を示した。ただし、実施例１について図８に示したよう
に、この工程段階においては封止樹脂層２４は半導体素
子２３を必ずしも覆う必要はなく、半導体素子２３の側
面との接触部は封止樹脂層２４の厚さを半導体素子２３
の高さと同等とし、半導体素子２３から離れた領域では
これより薄くてもよい。すなわち、この工程段階で形成
する封止樹脂層２４の厚さは、次工程で行う研削および
研磨後に半導体素子２３の側面周囲を完全に封止できる
厚さで残るように設定すればよい。
【００５５】次に、図１６に示すように、封止樹脂層２
４の上部、導体３２の頂部および半導体素子２３の背面
２３Ｂ側部分を研削および研磨して所定の厚さとする。
研削および研磨後に、ソルダレジスト層２６の貫通孔２
７内に、実施例１と同様にして外部接続端子２８を形成
する。最後に、図１６に破線で示した各位置で半導体パ
ッケージ単位ｕに切り分けることにより、個々の半導体
装置４０（図１０）が得られる。
【００５６】〔実施例３〕図１７（１）および（２）
に、第１発明による半導体装置のもう一つの例を（１）
断面図および（２）上面図でそれぞれ示す。図３に示す
実施例１の構造と対応する部分には図３中と同じ参照番
号を付した。図示した半導体装置６０は、図３に示した
構造における封止樹脂層２４に代えて、半導体素子２３
が搭載された領域以外のテープ基材２１上面に接合され
半導体素子２３の側面を間隙Ｇを介して取り囲む絶縁性
の枠体３６と、間隙Ｇ内を充填して半導体素子２３の側
面周囲を封止する封止樹脂層２４とを含み、枠体３６お
よび枠体３６が接合されている領域のテープ基材２１を
貫通し、上端が枠体３６の上面に露出し、下端が金属配
線層２５に電気的に接続している低融点金属の柱状の導
体（導体柱）３２を更に含む構造である。
【００５７】図１７の半導体装置６０は、図１８に示し
たように複数層積層して薄型の積層型半導体装置６６を
有利に形成できる。すなわち、下層の半導体装置６０の
低融点金属の柱状の導体３２の上端と、上層の半導体装
置６０の外部接続端子２８の下端とを接続することによ
り、積層構造全体として複数（この例では３個）の半導
体素子２３を含む一体の回路から成る１つの半導体装置
６６を構成する。半導体装置６０の積層は、実施例２と
同様にして行うことができる。
【００５８】図１７に示した第１発明の半導体装置６０
の製造方法の一例を、図１９〜２２を参照して以下に説
明する。図４〜図９に示す実施例１の構造に対応する部
分には図４〜図９中と同じ参照番号を付した。図１９に
示した初期構造は、図４に示した構造に加えて、テープ
基材２１の上面に、半導体素子２３を搭載する領域に開
口３７を有する絶縁性基材３６が接合されており、テー
プ基材２１および絶縁性基材３６を貫通して柱状の導体
３２が形成されている。開口３７は、図１７（２）に示
したように、間隙Ｇを介して半導体素子２３を収容し得
る形状および寸法になっている。テープ基材２１の貫通
孔２２は実施例１と同様に半導体素子の接続端子２９に
対応する位置に設けてある。
【００５９】絶縁性基材３６はテープ基材２１と同じ外
形のテープ状であり、パンチング等により開口３７を形
成した後に、テープ基材２１の上面に接合される。その
後、柱状導体３２を形成する位置に、レーザー加工によ
り絶縁性基材３６およびテープ基材２１を貫通する貫通
孔を開口する。次いで、金属配線層２５にパターニング
する前の銅箔を給電層として用いた孔埋めめっきによ
り、柱状導体３２を形成する。図１９の初期構造の他の
部分については、実施例１と同様の処理により形成す
る。通常、柱状導体３２は貫通孔２２に対して直径が数
倍の大きさである。例えば、貫通孔２２が直径２５〜１
００μｍ程度であるのに対して、柱状導体３２は直径５
００μｍ程度である。次に、図２０に示すように、開口
３７内に露出したテープ基材２１の上面に絶縁性のコー
ティング３１を形成した後、実施例１と同様にして、硬
化前のコーティング３１の上に半導体素子２３を配置し
て接合する。これに伴い、半導体素子２３のアクティグ
面２３Ａから隆起した接続端子２９が、テープ基材２１
の貫通孔２２内に挿入され、低融点金属３０の中に押し
込まれる。
【００６０】次に、図２１に示すように、半導体素子２
３と絶縁性基材３６の開口３７との間隙Ｇを、封止樹脂
層２４で封止する。これにより半導体素子２３の側面周
囲が封止される。図２１〜図２２において、絶縁性のコ
ーティング３１は図示を省略した。次に、図２２に示す
ように、絶縁性基材３６の上部、封止樹脂層２４の上
部、導体３２の頂部および半導体素子２３の背面２３Ｂ
側部分を研削および研磨して所定の厚さとする。
【００６１】研削および研磨後に、ソルダレジスト層２
６の貫通孔２７内に、実施例１と同様にして外部接続端
子２８を形成する。最後に、図２２に破線で示した各位
置で半導体パッケージ単位ｕに切り分けることにより、
個々の半導体装置６０（図１７）が得られる。 〔実施例４〕図２３に、テープ基材２１を含む初期構造
として、直径２インチから１２インチまでのディスク状
のものを用いて製造した、切り分け前の構造を示す。こ
のような形状および寸法の初期構造を用いることによ
り、同サイズの半導体ウェハを処理する既存の研削機や
切断機等の設備を用いることができるので、その分、新
規設備のための費用を低減できる。図２３には、実施例
３の構造の半導体素子を製造する場合を示したが、もち
ろん実施例１および実施例２の場合にも同様に適用でき
る。
【００６２】〔実施例５〕図２４（１）、（２）および
（３）に、第２発明による半導体装置の一例を（１）断
面図、（２）断面図および（３）上面図でそれぞれ示
す。実施例１〜４の構造と対応する部分には、これら実
施例における参照番号に１００を加算した参照番号を付
した（以降の実施例においても同様）。図示した半導体
装置１０１は、絶縁性テープ基材１２１の上面に、金属
配線１２５が形成されており、半導体素子１２３が背面
１２３Ｂを上方に露出しアクティブ面１２３Ａを下方に
向けて搭載されている。半導体素子１２３のアクティブ
面１２３Ａから下方へ突起した接続端子１２９の下端が
金属配線１２５の上面に接続してる。テープ基材１２１
の上面に形成された封止樹脂層１２４が、半導体素子１
２３の側面周囲を封止し且つ半導体素子１２３のアクテ
ィブ面１２３Ａとテープ基材１２１の上面との間隙を充
填している。
【００６３】導体柱１３２が、金属配線１２５の上面か
ら上方に延びて半導体素子１２３の側面周囲の封止樹脂
層１２４を貫通し、上端を上方に露出している。導体柱
１３２は、図２４（１）に示したようにほぼボール状
（より正確にはエンタシス状）であってもよいし、図２
４（２）に示したように直棒状であってもよい。導体柱
１３２は、銅またはニッケル等の金属の柱またはボール
であり、望ましくははんだ等の低融点金属のボールであ
る。このはんだとしては、銀−錫合金（Ａｇ−Ｓｎ）、
鉛−錫合金（Ｐｂ−Ｓｎ）、銀−錫−銅合金（Ａｇ−Ｓ
ｎ−Ｃｕ）、これらにビスマス（Ｂｉ）やアンチモン
（Ｓｂ）を含むはんだを用いることができる。
【００６４】図２５を参照して、図２４に示した半導体
装置１０１の製造方法を説明する。本実施例は、実施例
１〜４と同様に多数の半導体パッケージ単位について一
括して製造する場合に適用できるが、以下においては、
説明を簡潔にするために、単一の半導体パッケージ単位
について製造する形で説明する。先ず、図２５（１）に
示すように、アクティブ面１２３Ａに接続端子１２９を
備えた半導体素子１２３と、上面に金属配線１２５を備
えたテープ基材１２１を準備する。接続端子１２９の形
成方法、テープ基材１２１の材料構成、金属配線１２５
の形成方法は、実施例１と同様である。
【００６５】次に、図２５（２）に示すように、半導体
素子１２３のアクティブ面１２３Ａの接続端子１２９
を、テープ基材１２１の金属配線１２５の上面に接合す
ることにより、半導体素子１２３をテープ基材１２１の
上面に搭載する。この接合（搭載）は下記のようにして
行うことができる。予め、めっき等により金属配線１２
５の所定位置に形成した金属（はんだ）層に接続端子１
２９を加熱圧接するか、または、金属配線１２５上の金
めっき上に金バンプから成る接続端子１２９を載せて超
音波印加により直接接合または異方導電性フィルムかペ
ーストを介して接合する。
【００６６】次に、図２５（３）に示すように、金属配
線１２５の上面に下端が接合した導体柱１３２を形成す
る。図示の例では、導体柱１３２は図２４（２）に示し
たほぼボール状（より正確にはエンタシス状）であり、
はんだボールである。はんだボールを用いた導体柱１３
２の形成は、金属配線１２５上面の所定箇所に、はんだ
ボールを搭載するか、またははんだペーストをスクリー
ン印刷した後に、リフローすることにより行うことがで
きる。導体柱１３２は図２４（２）に示した直棒状であ
ってもよい。直棒状の導体柱１３２の形成は下記のよう
にして行うことができる。表面にはんだめっき、錫（Ｓ
ｎ）めっき、インジウム（Ｉｎ）めっき等を施した金
属、好ましくは銅、の棒状体を、金属配線１２５上面の
所定箇所に加熱加圧により接合するか、または、予め金
属配線１２５上面の所定箇所にはんだ等のめっきを施し
た上に上記棒状体を搭載し、リフローする。
【００６７】次に、図２５（４）に示すように、封止樹
脂層１２４を形成する。封止樹脂層１２４は、金属配線
１２５および導体柱１３２を含めて半導体素子１２３の
側面周囲を封止し且つ半導体素子１２３のアクティブ面
１２３Ａとテープ基材１２１の上面との間隙を充填す
る。封止樹脂層１２４の形成は、モールディングまたは
ポッティングにより行うことができる。
【００６８】次に、図２５（５）に示すように、封止樹
脂層１２４の上部および半導体素子１２３の背面側部分
を研削および研磨して所定厚さとし、導体柱１３２の上
端を上方に露出させる。図２５（４）の工程で、封止樹
脂層１２４の上面は半導体素子１２３の上面（背面）と
同一平面としてあるが、必ずしもその必要はなく、図２
５（５）の研削・研磨により半導体素子１２３を含めた
全体を所定厚さとしたときに導体柱１３２の上端が上方
に露出するように封止樹脂層１２４の厚さを設定すれば
よい。
【００６９】図２５には単一の半導体パッケージ単位に
ついてのみ示したが、実際には複数の半導体素子パッケ
ージ単位を含み得る面積のテープ基材１２１を用いて、
図２５（１）〜（５）の工程を行うことにより、多数の
半導体パッケージ単位を一括して製造することができ
る。その場合、最後にテープ基材１２１を半導体パッケ
ージ単位に切り分けて個々の半導体装置１０１（図２
４）を得ることができる。
【００７０】〔実施例６〕図２６（１）および（２）
に、第２発明による半導体装置の他の例を（１）断面図
および（２）上面図でそれぞれ示す。本実施例の半導体
装置１０２においては、実施例５の導体柱１３２の代わ
りに、外部接続端子１２８が、金属配線１２５の下面か
ら下方に延びてテープ基材１２１を貫通して下方に突出
している。それ以外は実施例５と同じ構造である。外部
接続端子１２８の材料は、導体柱１３２に用いるのと同
じ材料から選択できる。
【００７１】図２７を参照して、図２６に示した半導体
装置１０２の製造方法を説明する。本実施例は、実施例
１〜４と同様に多数の半導体パッケージ単位について一
括して製造する場合に適用できるが、以下においては、
説明を簡潔にするために、単一の半導体パッケージ単位
について製造する形で説明する。先ず、図２７（１）に
示すように、アクティブ面１２３Ａに接続端子１２９を
備えた半導体素子１２３と、テープ基材１２１を準備す
る。テープ基材１２１は、上面に金属配線１２５を備
え、外部接続端子１２８に対応する位置に厚さ方向の貫
通孔１２１Ｈを有し、金属配線１２５の下面が貫通孔１
２１Ｈの上端を塞いで画定している。接続端子１２９の
形成方法、テープ基材１２１の材料構成、金属配線１２
５の形成方法は、実施例１と同様である。貫通孔１２１
Ｈの形成方法は、実施例１の貫通孔２２と同様である。
【００７２】次に、図２７（２）に示したように、実施
例５の図２５（２）の工程と同様にして、テープ基材１
２１の上面に半導体素子を搭載する。
【００７３】次に、図２７（３）に示したように、実施
例５の図２５（４）の工程と同様に封止樹脂層１２４を
形成する。
【００７４】次に、図２７（４）に示すように、封止樹
脂層１２４の上部および半導体素子１２３の背面側部分
を研削および研磨して所定厚さとする。図２７（３）の
工程で、封止樹脂層１２４の上面が半導体素子１２３の
上面（背面）より高く、半導体素子１２３全体が封止樹
脂層１２４の内部に埋め込まれた状態としてあるが、必
ずしもその必要はなく、後の研削および研磨により、半
導体素子１２３を含めた全体を所定厚さとすることがで
きるように封止樹脂層１２４の厚さを設定すればよい。
【００７５】次に、図２７（５）に示すように、外部接
続端子１２８を形成する。外部接続端子１２８は、貫通
孔１２１Ｈの上端を画定する金属配線１２５の下面から
下方に延びて貫通孔１２１Ｈを充填し下方に突出してい
る。図２７（４）の研削・研磨工程と、図２７（５）の
外部接続端子形成工程の順番は、この順でもよいし逆順
でもよい。
【００７６】図２７には単一の半導体パッケージ単位に
ついてのみ示したが、実際には複数の半導体素子パッケ
ージ単位を含み得る面積のテープ基材１２１を用いて、
図２７（１）〜（５）の工程を行うことにより、多数の
半導体パッケージ単位を一括して製造することができ
る。その場合、最後にテープ基材１２１を半導体パッケ
ージ単位に切り分けて個々の半導体装置１０２（図２
６）を得ることができる。
【００７７】〔実施例７〕図２８（１）および（２）
に、第２発明による半導体装置のもう一つの例を（１）
断面図および（２）上面図でそれぞれ示す。本実施例の
半導体装置１０３においては、実施例５の導体柱１３２
と実施例６の外部接続端子１２８を共に設けてある。本
実施例の半導体装置１０３を製造する方法は、実施例５
の製造工程と実施例６の製造工程とを組み合わせた方法
である。図２５および図２７を参照して、図２８に示し
た半導体装置１０３の製造方法を説明する。図２８に示
した半導体装置１０３は複数層積層して用いることがで
きる。
【００７８】先ず、実施例６と同様に、図２７（１）に
示す半導体素子１２３とテープ基材１２１を準備し、図
２７（２）に示すようにテープ基材１２１の上面に半導
体素子を搭載する。
【００７９】次に、図２５（３）に示すように金属配線
１２５の上面に下端が接合した導体柱１３２を形成し、
図２５（４）に示すように封止樹脂層１２４を形成す
る。その後、図２７（４）の研削・研磨工程と図２７
（５）の外部接続端子形成工程とをこの順または逆順で
行うことにより、図２８の半導体装置１０３が得られ
る。
【００８０】ここでは単一の半導体パッケージ単位につ
いて説明したが、実際には複数の半導体素子パッケージ
単位を含み得る面積のテープ基材１２１を用いて、上記
の工程を行うことにより、多数の半導体パッケージ単位
を一括して製造することができる。その場合、最後にテ
ープ基材１２１を半導体パッケージ単位に切り分けて個
々の半導体装置１０３（図２８）を得ることができる。
【００８１】以上で説明した第１発明および第２発明に
よる半導体装置はテープ基材を含む構造である。以下
に、テープ基材を含まない構造の第３発明による半導体
装置の実施例を説明する。 〔実施例８〕図２９（１）および（２）に、第３発明に
よる半導体装置の一例を断面図で示す。図２９（１）に
示した半導体装置１０４は、所定厚さの樹脂体１２４の
内部に半導体素子１２３が封止されており、半導体素子
１２３は背面１２３Ｂを樹脂体１２４の上面に露出し、
アクティブ面１２３Ａを下方に向けている。樹脂体１２
４の下面には金属配線１２５が形成されており、半導体
素子１２３のアクティブ面１２３Ａから下方に延びた接
続端子１２９が金属配線１２５の上面に接続している。
樹脂体１２４の上面と半導体素子１２３の背面１２３Ｂ
は同一平面を成している。接続端子１２９は、金のスタ
ッドバンプ、めっきバンプ等として形成できる。
【００８２】図２９（２）に示した半導体装置１０４’
は、図２９（１）の半導体装置１０４の構造において、
金属配線１２５を含めて樹脂体１２４の下面をソルダレ
ジスト層１２６が覆っており、金属配線１２５の下面に
形成された接続バンプ１２８がソルダレジスト層１２６
を貫通して下方に突き出ている。
【００８３】図３０を参照して、図２９に示した半導体
装置１０４および１０４’の製造方法を説明する。本実
施例は、実施例１〜４と同様に多数の半導体パッケージ
単位について一括して製造する場合に適用できるが、以
下においては、説明を簡潔にするために、単一の半導体
パッケージ単位について製造する形で説明する。先ず、
図３０（１）に示すように、半導体素子１２３のアクテ
ィブ面１２３Ａに形成された接続端子１２９の先端を、
超音波接合や、インジウム等の低融点金属を介した合金
接合などの方法により、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、金めっきで配
線を形成した銅箔、Ｃｕ張りＡｌ箔などの金属基板１２
５Ｍの上面に接合することにより、半導体素子１２３を
金属基板１２５Ｍ上に搭載する。
【００８４】次に、図３０（２）に示すように、金属基
板１２５Ｍの上面全体を樹脂で覆うことにより、樹脂体
１２４を形成する。樹脂体１２４は内部に半導体素子１
２３を封止しており、下面が金属基板１２５Ｍと接合し
ている。樹脂体１２４としては、エポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂、シアノエステル樹脂、多環芳香族系樹脂を用
いることができ、特にエポキシ樹脂が望ましい。樹脂体
１２４の熱膨張係数および熱伝導率を調整するために、
無機フィラーとして、シリカ、アルミナ、窒化アルミニ
ウム等のセラミック粒子を分散させることができる。分
散量は、所望の熱膨張係数および熱伝導率の値に応じて
設定する。粒径は２〜１０μm で粒子形状は球状に近い
ほど望ましい。
【００８５】次に、図３０（３）に示すように、金属基
板１２５Ｍをパターニングすることにより、樹脂体１２
４の下面に金属配線１２５を形成する。金属配線１２５
は上面が接続端子１２９に接続している。次に、樹脂体
１２４の上部および半導体素子１２３の背面側部分を研
削および研磨して所定厚さとする。以上の工程により、
図２９（１）に示した半導体装置１０４が完成する。
【００８６】更に、図３０（３）の工程の次に、図３０
（４）に示すように、金属配線１２５を含めて樹脂体１
２４の下面全体を覆うソルダレジスト層１２６を形成
し、ソルダレジスト層１２６に貫通孔１２７を形成す
る。貫通孔１２７は下端が開口し、上端が金属配線１２
５の下面により塞がれて画定されている。
【００８７】次に、図３０（５）に示したように、樹脂
体１２４の上部および半導体素子１２３の背面側部分を
研削および研磨して所定厚さとする。
【００８８】次に、図３０（６）に示すように、貫通孔
１２７を充填して下方に突き出た外部接続端子１２８を
形成する。これは、図２５（３）に示した導体柱１３２
と同様に、はんだボールの搭載か、はんだペースト印刷
後リフローすることにより行う。なお、図３０（５）の
研削・研磨工程と図３０（６）の外部接続端子形成工程
とは逆順に行ってもよい。これにより、図２９（２）に
示した半導体装置１０４’が完成する。
【００８９】ここでは単一の半導体パッケージ単位につ
いて説明したが、実際には複数の半導体素子パッケージ
単位を含み得る面積の金属基板１２５Ｍを用いて、上記
の工程を行うことにより、多数の半導体パッケージ単位
を一括して製造することができる。その場合、最後に金
属基板１２５Ｍを半導体パッケージ単位に切り分けて個
々の半導体装置１０４あるいは１０４’（図２９）を得
ることができる。
【００９０】次に図３１を参照して、図２９に示した半
導体装置１０４および１０４’の、他の製造方法を説明
する。先ず、図３１（１）に示すように、金属基板１２
５Ｍの上面に異種金属の配線パターン１２５を設けた複
合金属板１２５Ａを作製する。これは、Ｃｕ箔から成る
Ｃｕ基板１２５Ｍ上にＡｕめっきによりＡｕ配線パター
ン１２５を設けるか、または、Ｃｕ張りＡｌ箔のＣｕを
エッチングしてパターニングすることによりＡｌ基板１
２５Ｍ上にＣｕ配線パターン１２５を設けることにより
行う。
【００９１】次に、図３１（２）に示すように、半導体
素子１２３のアクティブ面１２３Ａに形成された接続端
子１２９の先端を、超音波接合やインジウム等の低融点
金属を介した合金接合などの方法により、配線パターン
１２５の上面に接合することにより、半導体素子１２３
を複合金属板１２５Ａ上に搭載する。
【００９２】次に、図３１（３）に示すように、配線パ
ターン１２５を含めて複合金属板１２５Ａの上面全体を
樹脂で覆うことにより、樹脂体１２４を形成する。樹脂
体１２４は内部に半導体素子１２３を封止しており、下
面が配線パターン１２５および金属基板１２５Ｍと接合
している。樹脂体１２４は、図３０（２）について説明
したものと同様の材質である。
【００９３】次に、図３１（４）に示すように、エッチ
ングにより金属基板１２５Ｍを除去する。具体的には、
Ａｕ配線パターン１２５／Ｃｕ箔基板１２５Ｍの組み合
わせの場合には、Ｃｕは溶解するがＡｕは溶解しないエ
ッチャントを用いたエッチングによりＣｕ箔基板１２５
Ｍを除去する。あるいは、Ｃｕ配線パターン１２５／Ａ
ｌ基板１２５Ｍの組み合わせの場合には、Ａｌは溶解す
るがＣｕは溶解しないエッチャントを用いたエッチング
によりＡｌ基板１２５Ｍを除去する。これにより、樹脂
体１２４の下面にＡｕまたはＣｕから成る金属配線１２
５が接合された構造が得られる。次に、樹脂体１２４の
上部および半導体素子１２３の背面側部分を研削および
研磨して所定厚さとする。以上の工程により、図２９
（１）に示した半導体装置１０４が完成する。ただし樹
脂体１２４とソルダレジスト層１２６との接合面の位置
は、図２９（１）の構造では金属配線１２５の上面と同
一面となるが、上記工程で得られた得られた構造では金
属配線１２５の下面と同一面となる点で異なる。
【００９４】更に、図３１（４）の工程の次に、図３１
（５）、（６）、（７）に示す順序で、ソルダレジスト
層１２６の形成、研削・研磨、外部接続端子１２８の形
成を、それぞれ図３０（４）、（５）、（６）に示した
工程と同様の手順で行う。この場合にも、図３１（６）
の研削・研磨工程と図３１（７）の外部接続端子形成工
程とは逆順に行ってもよい。これにより図２９（２）に
示した半導体装置１０４’が完成する。ただし樹脂体１
２４とソルダレジスト層１２６との接合面の位置は、図
２９（２）の構造では金属配線１２５の上面と同一面と
なるが、上記工程で得られた得られた構造では金属配線
１２５の下面と同一面となる点で異なる。
【００９５】〔実施例９〕図３２に、第３発明による半
導体装置の他の例を断面図で示す。図３２（１）、
（２）、（３）にそれぞれ示した半導体装置１０５、１
０５’、１０５”はいずれも、図２９（１）に示した半
導体装置１０４の構造に加えて、複数の導体柱１３２を
更に備えている。導体柱１３２は、金属配線１２５の上
面から樹脂体１２４を貫通して上方に延びており、上端
が樹脂体１２４の上面に露出している。ここで、図３２
（１）の半導体装置１０５は導体柱１３２の上端のみが
樹脂体１２４から露出しており、図３２（２）の半導体
装置１０５’は導体柱１３２の上端および側面が樹脂体
１２４から露出している。
【００９６】図３２（３）の半導体装置１０５”は、上
端のみが樹脂体１２４から露出している導体柱１３２Ａ
と、上端および側面が樹脂体１２４から露出している導
体柱１３２Ｂとを備えており、金属配線１２５を含めて
樹脂体１２４の下面を覆うソルダレジスト層１２６が形
成されている。ただし、ソルダレジスト層１２６は、側
面が露出した導体柱１３２Ｂと接続している金属配線１
２５の部分は覆っておらず、この部分で金属配線１２５
の下面は露出している。導体柱１３２、１３２Ａ、１３
２Ｂは、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバール（商
品名）等の金属または合金、あるいは錫−銀（Ｓｎ−Ａ
ｇ）合金、錫−鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）合金等の低融点合金で
形成することができる。
【００９７】図３２に示した半導体装置１０５、１０
５’、１０５”を製造するには、実施例８において図３
０により説明した製造工程に用いる金属基板１２５Ｍの
上面に、予めスタッドバンプ形成、金属柱の接合等によ
り導体柱１３２を形成しておき、実施例８と同様に図３
０の工程を適宜行えばよい。
【００９８】〔実施例１０〕図３３に、図３２（１）に
示した半導体装置１０５を複数層積層した素子積層型半
導体装置の例を示す。図示した半導体装置１０６は、半
導体装置１０５を３層積層したものであり、図３２
（１）の構造に加えて図２９（２）と同様にソルダレジ
スト層１２６と接続バンプ１２８とを形成した後、積層
して一体としたものである。下層の導体柱１３２の上端
と、上層の金属配線１２５の下面とが、接続バンプ１２
８を介して相互に電気的に接続している。
【００９９】〔実施例１１〕図３４（１）に、図３２
（２）に示した半導体装置１０５’を側面で相互に接続
した素子並列型半導体装置の例を示す。図示した半導体
装置１０７は、２個の半導体装置１０５’を並列に接続
したものであり、側端部を除き金属配線１２５を含めて
樹脂体１２４の下面をソルダレジスト層１２６で覆い、
樹脂体１２４の側面に露出した導体柱１３２の側面同士
ではんだ等の低融点金属１３８を介して相互に電気的に
接続されている。この接続は下記のように行うことがで
きる。低融点金属ボールを搭載した後、または低融点金
属ペーストの印刷またはドッティングにより低融点金属
を供給した後、リフローすることにより、低融点金属１
３８が金属配線１２５および導体柱１３２の露出面に広
がり、接合が行われる。接合部の間隔が広い場合は導体
ペーストのドッティングによって接合することもでき
る。
【０１００】図３４（２）に、図３２（２）に示した半
導体装置１０５’を積層し且つ並列接続した素子積層並
列型半導体装置の例を示す。図示した半導体装置１０８
は、２個の半導体装置１０５’を並列に接続した層が２
層積層されて成る。各半導体装置１０５’同士の接続関
係は、図３３の素子積層型半導体装置１０６と図３４
（１）の素子並列型半導体装置１０７とを組み合わせた
関係である。
【０１０１】〔実施例１２〕図３５（１）に、キャパシ
タを含む第３発明の半導体装置の例を示す。図示した半
導体装置１０９は、図２９（２）の半導体装置１０４’
の構造に加えて、樹脂体１２４中に封止されたキャパシ
タ１４３を備えている。キャパシタ１４３は両極の電極
端子１４５が金属配線１２５の上面に直接接続されてい
る。図３５（２）に示したように、望ましくはキャパシ
タ１４３は対向平板型であり、各導体パターン１４７の
パターン面が樹脂体１２４の厚さ方向に平行である。キ
ャパシタ１４３は例えば通常のセラミック積層型コンデ
ンサであり、導体パターン１４７間はチタン酸ストロン
チウムのような誘電体１４９で充填されている。静電容
量すなわち有効面積が、研削・研磨後の厚さによって決
まるため、最終厚さを見込んで設計する必要がある。
【０１０２】キャパシタ１４３としては、市販のチップ
キャパシタ（チップコンデンサ）が好適に用いられる。
なお、キャパシタ１４３を含む構造は、図３５（１）に
示す半導体装置に限らず、図２４、図２９（１）、図３
２に示す半導体装置にも適用できる。
【０１０３】
【発明の効果】本発明によれば、取り付け高さを低減す
ると同時に均一化し、個々のチップ取り付けのための煩
雑な工程を必要とせず、製造歩留りを向上し、チップの
厚さばらつきに影響されずに半導体装置の高さを均一化
し、電気試験の一括実行が可能な薄型半導体パッケージ
としての半導体装置およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、半導体チップとＴＣＰのリードを接続
した後の従来の半導体装置を示す斜視図であり、個々の
ＴＣＰをテープから切断する前の状態を示す。
【図２】図２は、従来の半導体チップとパッケージのリ
ードの接続の状態を、図１の半導体装置の中心部を拡大
して示す断面図である。
【図３】図３（１）および（２）は、第１発明による半
導体装置の一例を示すそれぞれ（１）断面図および
（２）上面図である。
【図４】図４は、図３に示した第１発明の半導体装置を
製造するために最初に準備する初期構造を示す断面図で
ある。
【図５】図５は、図４に示した初期構造に絶縁性コーテ
ィングを形成した状態を示す断面図である。
【図６】図６は、硬化前のコーティングの上に半導体素
子を配置して接合する工程を示す断面図である。
【図７】図７は、半導体素子が搭載された領域以外のテ
ープ基材の上面を覆い且つ少なくとも半導体素子の側面
周囲を封止する封止樹脂層を形成した状態を示す断面図
である。
【図８】図８は、図７とは別の態様により、半導体素子
が搭載された領域以外のテープ基材の上面を覆い且つ少
なくとも半導体素子の側面周囲を封止する封止樹脂層を
形成した状態を示す断面図である。
【図９】図９は、封止樹脂層の上部および半導体素子の
背面側部分を研削および研磨して所定の厚さとし、外部
接続端子を形成した状態を示す断面図である。
【図１０】図１０（１）および（２）は、第１発明によ
る半導体装置の他の例を示すそれぞれ（１）断面図およ
び（２）上面図である。
【図１１】図１１は、図１０の半導体装置を複数層積層
して形成した薄型の積層型半導体装置を示す断面図であ
る。
【図１２】図１２は、図１０に示した第１発明の半導体
装置を製造するために最初に準備する初期構造を示す断
面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した初期構造に低融点
金属の導体および絶縁性コーティングを形成した状態を
示す断面図である。
【図１４】図１４は、硬化前のコーティングの上に半導
体素子を配置して接合する工程を示す断面図である。
【図１５】図１５は、半導体素子が搭載された領域以外
のテープ基材の上面を覆い且つ少なくとも半導体素子の
側面周囲を封止する封止樹脂層を形成した状態を示す断
面図である。
【図１６】図１６は、封止樹脂層の上部および半導体素
子の背面側部分を研削および研磨して所定の厚さとし、
外部接続端子を形成した状態を示す断面図である。
【図１７】図１７（１）および（２）は、第１発明によ
る半導体装置のもう一つの例をそれぞれ示す（１）断面
図および（２）上面図である。
【図１８】図１８は、図１７の半導体装置を複数層積層
して形成した薄型の積層型半導体装置を示す断面図であ
る。
【図１９】図１９は、図１７に示した第１発明の半導体
装置を製造するために最初に準備する初期構造を示す断
面図である。
【図２０】図２０は、図１９に示した初期構造に絶縁性
コーティングを形成し、硬化前のコーティングの上に半
導体素子を配置して接合する工程を示す断面図である。
【図２１】図２１は、半導体素子と絶縁性基材の開口と
の間隙を封止樹脂層で封止した状態を示す断面図であ
る。
【図２２】図２２は、図２１に示す状態から、絶縁性基
材の上部、封止樹脂層の上部および半導体素子の背面側
部分を研削および研磨して所定の厚さとし、外部接続端
子を形成した状態を示す断面図である。
【図２３】図２３は、テープ基材を含む初期構造とし
て、ディスク状のものを用いて製造した切り分けまえの
構造を一部断面で示す斜視図である。
【図２４】図２４（１）、（２）および（３）は、第２
発明による半導体装置の一例を示す（１）断面図、
（２）断面図および（３）上面図である。
【図２５】図２５は、図２４（１）の半導体装置を製造
するための工程を示す断面図である。
【図２６】図２６（１）および（２）は、第２発明によ
る半導体装置の他の例を示す（１）断面図および（２）
上面図である。
【図２７】図２７は、図２６の半導体装置を製造するた
めの工程を示す断面図である。
【図２８】図２８（１）および（２）は、第２発明によ
る半導体装置のもう一つの例を示す（１）断面図および
（２）上面図である。
【図２９】図２９（１）および（２）は、第３発明によ
る半導体装置の一例を示す断面図である。
【図３０】図３０は、図２９の半導体装置を製造するた
めの工程の一例を示す断面図である。
【図３１】図３１は、図２９の半導体装置を製造するた
めの工程の他の例を示す断面図である。
【図３２】図３２（１）、（２）および（３）は、第３
発明による半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図３３】図３３は、図３２の半導体装置を複数層積層
して形成した薄型の積層型半導体装置を示す断面図であ
る。
【図３４】図３４（１）および（２）は、図３２の半導
体装置を（１）並列接続した素子並列型半導体装置およ
び（２）積層かつ並列接続した素子積層並列型半導体装
置をそれぞれ示す断面図である。
【図３５】図３５は、キャパシタを含む第３発明の半導
体装置の例を示す（１）断面図および（２）部分拡大断
面図である。
【符号の説明】
１…樹脂フィルム（基材） ２…リード ３…スプロケットホール ４…半導体チップ（半導体素子） ５…開口（デバイスホール） ６…バンプ（金等） ７…封止樹脂 １０…従来のＴＣＰ ２０…第１発明による半導体装置 ２１…絶縁性テープ基材 ２２…テープ基材２１の厚さ方向の貫通孔 ２３…半導体素子 ２３Ａ…半導体素子のアクティブ面 ２３Ｂ…半導体素子の背面 ２４…封止樹脂層 ２５…金属配線 ２６…ソルダレジスト層 ２７…ソルダレジスト層の厚さ方向の貫通孔 ２８…外部接続端子 ２９…半導体素子の接続端子 ３０…低融点金属の充填材 ３１…絶縁性のコーティング ３２…低融点金属の導体（柱状導体） ３６…絶縁性基材 ３７…絶縁性基材３６の厚さ方向の貫通孔 ４０…第１発明による半導体装置 ４４…第１発明による素子積層型半導体装置 ６０…第１発明による半導体装置 ６６…第１発明による素子積層型半導体装置 １０１…第２発明による半導体装置 １０２…第２発明による半導体装置 １０３…第２発明による半導体装置 １０４…第３発明による半導体装置 １０４’…第３発明による半導体装置 １０５…第３発明による半導体装置 １０５’…第３発明による半導体装置 １０５”…第３発明による半導体装置 １０６…第３発明による素子積層型半導体装置 １０７…第３発明による素子並列型半導体装置 １０８…第３発明による素子積層並列型半導体装置 １０９…第３発明によるキャパシタを備えた半導体装置 １２１…絶縁性テープ基材 １２１Ｈ…絶縁性テープ基材の貫通孔 １２３…半導体素子 １２３Ａ…半導体素子のアクティブ面 １２３Ｂ…半導体素子の背面 １２４…封止樹脂層 １２５…金属配線（配線パターン） １２５Ａ…複合金属板 １２５Ｍ…金属基板 １２６…ソルダレジスト層 １２７…ソルダレジスト層の貫通孔 １２８…外部接続端子または接続バンプ １２９…半導体素子の接続端子 １３２…導体柱 １３２Ａ…導体柱 １３２Ｂ…導体柱 １４３…キャパシタ １４５…キャパシタの電極端子 １４７…キャパシタの対向する平板 １４９…キャパシタの平板間を満たす誘電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 25/18 (72)発明者 永岡 富夫 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 (72)発明者 青木 正夫 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 (72)発明者 水野 茂 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記の部材：厚さ方向の貫通孔を有する
    絶縁性のテープ基材、 該テープ基材の上面に、背面を上方に露出し且つアクテ
    ィブ面を下方に向けて搭載された半導体素子、 該半導体素子が搭載された領域以外の前記テープ基材上
    面に形成され、該半導体素子の側面周囲を封止する封止
    樹脂層、 前記テープ基材の下面に形成され且つ該テープ基材の貫
    通孔の下端を塞いで底部を画定する金属配線、 該金属配線および前記テープ基材の下面を覆い且つ厚さ
    方向の貫通孔を有するソルダレジスト層、 前記金属配線の下面から隆起し、前記ソルダレジスト層
    の貫通孔を充填して貫通し下方に突出した外部接続端
    子、 前記半導体素子のアクティブ面から下方に延びて、前記
    テープ基材の貫通孔内に挿入された接続端子、および該
    接続端子と前記テープ基材の貫通孔の内壁との間隙を充
    填し、該接続端子と前記金属配線とを電気的に接続する
    導電性材料から成る充填材、を含むことを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項２】 前記充填材が、低融点金属または導電性
    ペーストを用いて形成されていることを特徴とする請求
    項１記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記封止樹脂層および該封止樹脂層が形
    成されている領域の前記テープ基材を貫通し、上端が該
    封止樹脂層の上面に露出し、下端が前記金属配線層に電
    気的に接続している導体柱を更に含むことを特徴とする
    請求項１または２記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記封止樹脂層に代えて、前記半導体素
    子が搭載された領域以外の前記テープ基材上面に接合さ
    れ該半導体素子の側面を間隙を介して取り囲む絶縁性の
    枠体と、該間隙内を充填して該半導体素子の側面周囲を
    封止する封止樹脂層とを含み、該枠体および該枠体が接
    合されている領域の前記テープ基材を貫通し、上端が該
    枠体の上面に露出し、下端が前記金属配線層に電気的に
    接続している導体柱を更に含むことを特徴とする請求項
    １記載の半導体装置。
  5. 【請求項５】 前記半導体素子のアクティブ面から下方
    に延びた接続端子が、金または銅から成るバンプである
    ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記
    載の半導体装置。
  6. 【請求項６】 前記ソルダレジスト層の開口を充填して
    貫通する外部接続端子が、ペリフェラルまたはエリアア
    レイの形態で配置されていることを特徴とする請求項１
    から５までのいずれか１項記載の半導体装置。
  7. 【請求項７】 前記接続端子と前記テープ基材の貫通孔
    の内壁との間隙に、該貫通孔のほぼ上端の位置まで前記
    充填材が充填されていることを特徴とする請求項１から
    ６までのいずれか１項記載の半導体装置。
  8. 【請求項８】 前記封止樹脂層の上面と前記半導体素子
    の背面とが同一平面を成していることを特徴とする請求
    項１から７までのいずれか１項記載の半導体装置。
  9. 【請求項９】 請求項３または４記載の半導体装置が複
    数層に積層され、各層の半導体装置同士が、前記導体柱
    の上端と前記外部接続端子の下端とで相互に電気的に接
    続されていることを特徴とする素子積層型半導体装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１から８までのいずれか１項記
    載の半導体装置の製造方法であって、 複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有し、下
    面に前記金属配線層および前記ソルダレジスト層を備え
    た前記テープ基材および該ソルダレジスト層に各々厚さ
    方向の前記貫通孔を形成し、 該テープ基材の貫通孔に前記導電性材料を、該貫通孔を
    不完全に充填する量で充填し、 複数の半導体パッケージ単位を構成する必要個数の前記
    半導体素子の前記接続端子を上記テープ基材の対応する
    貫通孔に各々挿入して、該接続端子と該貫通孔の内壁と
    の間隙を該貫通孔のほぼ上端まで該導電性材料により充
    填させると共に、該半導体素子を該テープ基材の上面に
    接合して搭載し、 該半導体素子が搭載された領域以外の該テープ基材の上
    面を覆い且つ少なくとも該半導体素子の側面周囲を封止
    する封止樹脂層を形成し、 その後、該封止樹脂層の上部および該半導体素子の背面
    側部分を研削および研磨して所定の厚さとし、 次いで、該テープ基材を前記半導体パッケージ単位に切
    り分けて個々の半導体装置とすることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  11. 【請求項１１】 請求項３記載の半導体装置を製造する
    ための請求項１０記載の方法であって、前記テープ基材
    に貫通孔を形成する際に請求項３記載の導体柱に対応す
    る位置で該テープ基材を貫通する別の貫通孔を形成し、
    前記封止樹脂層を形成する前に該別の貫通孔を充填し且
    つ該テープ基材の上面から突き出た該導体柱を形成する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項４記載の半導体装置を製造する
    ための請求項１０記載の方法であって、請求項４記載の
    枠体の内壁を規定する開口を設けた絶縁性基材を前記テ
    ープ基材の上面に接合し、該テープ基材に前記貫通孔を
    形成する際に請求項４記載の導体柱に対応する位置で該
    絶縁性基材と該テープ基材とを貫通する別の貫通孔を形
    成し、前記半導体素子を搭載する前に該別の貫通孔を充
    填し且つ該絶縁性基材の上面に露出する該導体柱を形成
    し、該半導体素子を搭載した後に請求項４記載の間隙に
    前記封止樹脂層を形成することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記封止樹脂層を形成した後、前記研
    削および研磨の前または後に、電気的試験を行うことを
    特徴とする請求項１０から１２までのいずれか１項記載
    の半導体装置の製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記複数の半導体パッケージ単位を含
    み得るテープ基材が、直径２インチ以上１２インチ以下
    のディスク状であることを特徴とする請求項１０から１
    ３までのいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
  15. 【請求項１５】 下記の部材〜： 上面に金属配線を有する絶縁性テープ基材、 該テープ基材の上面に、背面を上方に露出し且つアク
    ティブ面を下方に向けて搭載された半導体素子であっ
    て、該アクティブ面から下方へ突起した接続端子の下端
    が該金属配線の上面に接続している半導体素子、 該テープ基材の上面に形成され、該半導体素子の側面
    周囲を封止し且つ該半導体素子の該アクティブ面と該テ
    ープ基材の上面との間隙を充填する封止樹脂層、および 下記（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方： （Ａ）該金属配線の上面から上方に延びて該半導体素子
    の側面周囲の封止樹脂層を貫通し上端が上方に露出した
    導体柱、および （Ｂ）該金属配線の下面から下方に延びて該テープ基材
    を貫通し下方に突出した外部接続端子、を含むことを特
    徴とする半導体装置。
  16. 【請求項１６】 前記封止樹脂層の上面と前記半導体素
    子の背面が同一平面を成していることを特徴とする請求
    項１５記載の半導体装置。
  17. 【請求項１７】 前記部材として（Ａ）導体柱を備え
    た請求項１５記載の半導体装置の製造方法であって、 複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有し、上
    面に前記金属配線を備えたテープ基材を準備し、 複数の半導体パッケージ単位を構成する必要個数の前記
    半導体素子の前記アクティブ面の前記接続端子を、上記
    テープ基材の上記金属配線の上面に接合することによ
    り、該半導体素子を該テープ基材の上面に搭載し、 該金属配線の上面に下端が接合した導体柱を形成し、 該金属配線および該導体柱を含めて該半導体素子の側面
    周囲を封止し且つ該半導体素子の該アクティブ面と該テ
    ープ基材の上面との間隙を充填する封止樹脂層を形成
    し、 その後、該封止樹脂層の上部および該半導体素子の背面
    側部分を研削および研磨して所定の厚さとすると共に該
    導体柱の上端を上方に露出させ、 次いで、該テープ基材を前記半導体パッケージ単位に切
    り分けて個々の半導体装置とすることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  18. 【請求項１８】 前記部材として（Ｂ）外部接続端子
    を備えた請求項１５記載の半導体装置の製造方法であっ
    て、 複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有し、上
    面に前記金属配線を備え、前記外部接続端子に対応する
    位置に厚さ方向の貫通孔を有し、該金属配線の下面が該
    貫通孔の上端を画定しているテープ基材を準備し、 複数の半導体パッケージ単位を構成する必要個数の前記
    半導体素子の前記アクティブ面の前記接続端子を、上記
    テープ基材の上記金属配線の上面に接合することによ
    り、該半導体素子を該テープ基材の上面に搭載し、 該金属配線を含めて該半導体素子の側面周囲を封止し且
    つ該半導体素子の該アクティブ面と該テープ基材の上面
    との間隙を充填する封止樹脂層を形成し、 その後、下記工程（Ｓ１）および（Ｓ２）をこの順また
    は逆順に行い： （Ｓ１）該封止樹脂層の上部および該半導体素子の背面
    側部分を研削および研磨して所定の厚さとする工程、お
    よび （Ｓ２）上記貫通孔の上端を画定する上記金属配線の下
    面から下方に延びて該貫通孔を充填して下方に突出した
    外部接続端子を形成する工程、 次いで、該テープ基材を前記半導体パッケージ単位に切
    り分けて個々の半導体装置とすることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  19. 【請求項１９】 前記部材として（Ａ）導体柱および
    （Ｂ）外部接続端子を備えた請求項１５記載の半導体装
    置の製造方法であって、 複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有し、上
    面に前記金属配線を備え、前記外部接続端子に対応する
    位置に厚さ方向の貫通孔を有し、該金属配線の下面が該
    貫通孔の上端を画定しているテープ基材を準備し、 複数の半導体パッケージ単位を構成する必要個数の前記
    半導体素子の前記アクティブ面の前記接続端子を、上記
    テープ基材の上記金属配線の上面に接合することによ
    り、該半導体素子を該テープ基材の上面に搭載し、 該金属配線の上面に下端が接合した導体柱を形成し、 該金属配線および該導体柱を含めて該半導体素子の側面
    周囲を封止し且つ該半導体素子の該アクティブ面と該テ
    ープ基材の上面との間隙を充填する封止樹脂層を形成
    し、 その後、下記工程（Ｓ１）および（Ｓ２）をこの順また
    は逆順に行い： （Ｓ１）該封止樹脂層の上部および該半導体素子の背面
    側部分を研削および研磨して所定の厚さとすると共に、
    前記導体柱の上端を上方に露出させる工程、および （Ｓ２）上記貫通孔の上端を画定する上記金属配線の下
    面から下方に延びて該貫通孔を充填して下方に突出した
    外部接続端子を形成する工程、 次いで、該テープ基材を前記半導体パッケージ単位に切
    り分けて個々の半導体装置とすることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  20. 【請求項２０】 下記の部材：所定厚さの樹脂体、 該樹脂体の内部に封止され、該樹脂体の上面に背面を露
    出し、アクティブ面を下方に向けた半導体素子、 該樹脂体の下面に形成された金属配線、および該半導体
    素子のアクティブ面から下方に延びて下端が該金属配線
    の上面に接続している接続端子、を含むことを特徴とす
    る半導体装置。
  21. 【請求項２１】 前記樹脂体の上面と前記半導体素子の
    背面が同一平面を成していることを特徴とする請求項２
    ０記載の半導体装置。
  22. 【請求項２２】 前記金属配線を含めて前記樹脂体の下
    面全体を覆うソルダレジスト層と、該金属配線の下面に
    形成され上記ソルダレジスト層を貫通して下方に突き出
    ている接続バンプとを更に含むことを特徴とする請求項
    ２０または２１記載の半導体装置。
  23. 【請求項２３】 前記金属配線の上面から前記樹脂体を
    貫通して上方に延び、上端が該樹脂体の上面に露出して
    いる複数の導体柱を更に含むことを特徴とする請求項２
    ０から２２までのいずれか１項記載の半導体装置。
  24. 【請求項２４】 前記導体柱の側面が前記樹脂体の側面
    に露出していることを特徴とする請求項２３記載の半導
    体装置。
  25. 【請求項２５】 前記樹脂体の内部に封止され、該金属
    配線と直接接続しているキャパシタを更に含むことを特
    徴とする請求項２０から２４までのいずれか１項記載の
    半導体装置。
  26. 【請求項２６】 前記キャパシタが対向平板型であり、
    各平板の板面が前記樹脂体の厚さ方向に対して平行であ
    ることを特徴とする請求項２５記載の半導体装置。
  27. 【請求項２７】 前記樹脂体中に無機フィラーが分散し
    ていることを特徴とする請求項２０から２６までのいず
    れか１項記載の半導体装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２３記載の半導体装置が複数層
    に積層され、各層の半導体装置同士が、前記導体柱の上
    端と前記金属配線の下面とで接続バンプを介して相互に
    電気的に接続されていることを特徴とする素子積層型半
    導体装置。
  29. 【請求項２９】 請求項２４記載の半導体装置が側面で
    相互に接続されており、側方に隣接する半導体装置同士
    が、前記樹脂体の側面に露出した導体柱の側面同士で相
    互に電気的に接続されていることを特徴とする素子並列
    型半導体装置。
  30. 【請求項３０】 請求項２４記載の半導体装置が複数層
    に積層され且つ側面で相互に接続されており、各層の半
    導体装置同士が、前記導体柱の上端と前記金属配線の下
    面とで接続バンプを介して相互に電気的に接続されてお
    り、且つ側方に隣接する半導体装置同士が、前記樹脂体
    の側面に露出した導体柱の側面同士で相互に電気的に接
    続されていることを特徴とする素子積層並列型半導体装
    置。
  31. 【請求項３１】 請求項２０から２５までのいずれか１
    項記載の半導体装置の製造方法であって、 複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有する金
    属基板の上面に、前記半導体素子のアクティブ面を下方
    に向けて前記接続端子の先端を接合することにより、該
    半導体素子を該金属基板に搭載し、 該金属基板の上面全体を樹脂で覆うことにより、内部に
    該半導体素子が封止され且つ下面に該金属基板が接合さ
    れた樹脂体を形成し、 その後、下記工程（Ｓ１）および（Ｓ２）をこの順また
    は逆順に行い： （Ｓ１）該樹脂体の上部および該半導体素子の背面側部
    分を研削および研磨して所定の厚さとする工程、および （Ｓ２）該金属基板をパターニングすることにより、上
    面が該接続端子の下端に接続された金属配線を、上記樹
    脂体の下面に形成する工程、 次いで、該樹脂体を前記半導体パッケージ単位に切り分
    けて個々の半導体装置とすることを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  32. 【請求項３２】 前記半導体素子を前記金属基板に搭載
    した後、前記樹脂体を形成する前に、該金属基板の上面
    に導体柱を形成する工程を更に含むことを特徴とする請
    求項３１記載の半導体装置の製造方法。
  33. 【請求項３３】 前記導体柱は、上端および／または側
    面が前記樹脂体から露出するように形成することを特徴
    とする請求項３２記載の半導体装置の製造方法。
  34. 【請求項３４】 請求項２０から２５までのいずれか１
    項記載の半導体装置を製造する方法であって、 複数の半導体パッケージ単位を含み得る面積を有する金
    属基板の上面に、該金属基板とは異種の金属から成る配
    線パターンを設けた複合金属板を作製する工程、 上記複合金属板の上記配線パターンの上面に、前記半導
    体素子のアクティブ面を下方に向けて前記接続端子の先
    端を接合することにより、該半導体素子を該複合金属板
    に搭載し、 該複合金属板の上面全体を樹脂で覆うことにより、内部
    に該半導体素子が封止され且つ下面に該複合金属板が接
    合された樹脂体を形成し、 その後、下記工程（Ｓ１）および（Ｓ２）をこの順また
    は逆順で行い： （Ｓ１）該樹脂体の上部および該半導体素子の背面側部
    分を研削および研磨して所定の厚さとする工程、および （Ｓ２）該複合金属板の該金属基板をエッチングにより
    除去し、該配線パターンを残すことにより、上面が該接
    続端子の下端に接続された該配線パターンから成る金属
    配線を、上記樹脂体の下面に形成する工程、 次いで、該樹脂体を前記半導体パッケージ単位に切り分
    けて個々の半導体装置とすることを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  35. 【請求項３５】 前記半導体素子を前記複合金属板に搭
    載した後、前記樹脂体を形成する前に、該金属基板の上
    面に導体柱を形成する工程を更に含むことを特徴とする
    請求項３４記載の半導体装置の製造方法。
  36. 【請求項３６】 前記導体柱は、上端および／または側
    面が前記樹脂体から露出するように形成することを特徴
    とする請求項３５記載の半導体装置の製造方法。
  37. 【請求項３７】 前記樹脂体の下面に前記金属配線を形
    成した後に、該金属配線を含めて該樹脂体の下面全体を
    覆うソルダレジスト層と、該金属配線の下面に形成され
    上記ソルダレジスト層を貫通して下方に突き出ている接
    続バンプとを形成する工程を更に含むことを特徴とする
    請求項３１または３４記載の半導体装置の製造方法。
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