JP2003124389A

JP2003124389A - 半導体パッケージ

Info

Publication number: JP2003124389A
Application number: JP2001313135A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Inoue; 俊明井上; Masatoshi Inaba; 正俊稲葉; Takanao Suzuki; 孝直鈴木; Toshihiko Ito; 俊彦伊藤; Nobuyuki Sadakata; 伸行定方
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2003-04-25
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP3866073B2

Abstract

(57)【要約】【課題】配線基板（インタポーザ）を使用しないウェ
ハレベルＣＳＰ（ChipSize/Scale Package）等の半導体
パッケージ、半導体装置にあっては、メタルポスト等の
端子に形成された半田バンプの接合強度が、回路基板等
に接続する際に作用する応力に対して不足すると、剥
離、抵抗増大等を生じる可能があるため、これを確実に
防止できる技術の開発が求められていた。【解決手段】樹脂製突部４に導電層６０を被覆形成す
ることで、樹脂製突部４の変形性能により応力を分散、
吸収できる構成のポスト７を採用し、さらに、ポスト７
の側面を含めてウェハ１上を封止する封止樹脂層８には
ポスト７近傍に溝１０等の凹部を形成してポスト７の変
形を拘束させないようにした半導体パッケージ２０を提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板（インタ
ポーザ）を使用しないウェハレベルＣＳＰ（ChipSize/S
cale Package）等の半導体パッケージおよび半導体パッ
ケージの製造方法に係り、特に、接続時にポストに働く
応力の影響を緩和して信頼性を向上できる半導体パッケ
ージに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の小型化が促進されて
おり、これに伴ってそのパッケージの小型化が注目され
ている。例えば、日経マイクロデバイス１９９８年８月
号及び１９９９年２月号等に種々の半導体パッケージが
提案されている。その中でも、特にＣＳＰと呼ばれる半
導体パッケージによるウェハレベルＣＳＰは、パッケー
ジの小型化及びコストの低減に高い効果を示す。このＣ
ＳＰは、ウェハごと樹脂封止されたパッケージである。
図１０は従来のＣＳＰの構成を示す断面図である。な
お、図１０は回路基板へ搭載される状態を示しており、
以下の説明では図１０とは上下関係が逆になっている。

【０００３】従来のＣＳＰにおいては、ウェハ５１上に
複数個のＡｌパッド５２が形成されている。また、ウェ
ハ５１の全面にＡｌパッド５２を覆うＳｉＮ層５３及び
ポリイミド層５４が形成されている。ＳｉＮ層５３及び
ポリイミド層５４には、その表面からＡｌパッド５２ま
で達するビアホールが形成されている。そして、ビアホ
ール内に導体層５５が埋め込まれている。更に、ポリイ
ミド層５４上には、導体層５５に接続された再配線層５
６が形成されている。再配線層５６は、例えばＣｕから
なる。そして、ポリイミド層５４の全面に再配線層５６
を覆う封止樹脂層５７が設けられている。封止樹脂層５
７の内部には、その表面から再配線層５６まで達するメ
タルポストとしてＣｕポスト５８が形成されている。Ｃ
ｕポスト５８上には、バリアメタル層５９が形成されて
おり、このバリアメタル層５９上に半田等のソルダボー
ル６０が形成されている。

【０００４】次に、上述のような従来のＣＳＰの製造方
法について説明する。図１１（ａ）〜（ｅ）は従来のＣ
ＳＰの製造方法を工程順に示す断面図である。なお、図
１１（ａ）〜（ｅ）においては、再配線層及びポリイミ
ド層等は省略している。まず、図１１（ａ）に示すよう
に、表面が平坦なウェハ６１を準備する。そして、図１
１（ｂ）に示すように、ウェハ６１上に複数個のＣｕポ
スト等のメタルポスト６２をめっきにより形成する。次
いで、図１１（ｃ）に示すように、全てのメタルポスト
６２を覆うように樹脂封止を行い、樹脂封止層６３を形
成する。その後、図１１（ｄ）に示すように、封止樹脂
層６３の表面を研磨することにより、各メタルポスト６
２を露出させる。そして、図１１（ｅ）に示すように、
メタルポスト６２上に半田等のソルダボール６４を搭載
する。このようにして、前述のようなＣＳＰが形成され
る。このＣＳＰは、その後、所定の大きさにダイジング
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、半
導体パッケージと回路基板等との熱膨張率は相違してい
るので、この熱膨張率の相違に基づく応力が半導体パッ
ケージの端子（Ｃｕポスト等のメタルポスト）に集中す
る。前述のようなＣＳＰにおいても半田接続を用いるか
ら、半導体パッケージと回路基板等との熱膨張率の相違
に基づく応力が半導体パッケージの端子に集中しやす
く、この端子に集中する応力による歪みが大きくなる
と、電極剥離、抵抗値の増大等の問題が生じてくる。ま
た、図１２に示すように、ウェハ６１上に形成した複数
のポスト６２を回路基板等に接続する場合、半田バンプ
の数等による差異があるものの、概ね、ウェハ６１の平
面視中央部から周辺部に向かって放射状の方向（図１２
中矢印の方向）に応力が作用する傾向があり、ウェハ６
１の周縁部付近では、ポスト６２に作用する応力の方向
性がより顕著になる。このため、前述の電極剥離、抵抗
値の増大等の問題も顕著になってくる。このような問題
を回避するには、例えば、半導体パッケージのウェハと
基板とを直接接続せず、間に入れた緩衝部材を介して接
続すること等により応力緩和を図っている。しかしなが
ら、前記緩衝部材を利用した応力緩和では、半導体パッ
ケージと回路基板とを接続した後の厚さ寸法が大きくな
るし、構造の複雑化、コストの上昇等を回避できない。
また、ポストを大型化（通常、回路基板等の接触部分の
接触面積の大型化には限界があるから、高さの大型化に
なる）して、応力を分散、吸収することも考えられる
が、これでは、目的の高さのメタルポストを形成するた
めのめっき時間が非常に長くなり、半導体パッケージの
製造能率を低下させてしまうため、問題を解決できな
い。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、封止樹脂層に形成された溝又は孔等である凹部に
よって、樹脂製突部を有するポスト（端子）の変形を容
易し、このポストの変形によって、回路基板等の接続に
伴う応力集中を効率良く緩和できる半導体パッケージを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体パ
ッケージは、電極が設けられたウェハ上に形成された絶
縁層と、この絶縁層の前記電極に整合する領域に形成さ
れた開口部を介して前記電極に接続された再配線層と、
前記絶縁層上に形成され頂部に半田バンプが形成された
ポストと、前記ウェハ、前記絶縁層、前記再配線層及び
前記ポストの側面を封止する封止樹脂層とを有し、前記
ポストは、前記絶縁層上に形成された樹脂製突部と、こ
の樹脂製突部の頂部を含む領域を被覆して前記再配線層
と前記半田バンプとに接続された導電層とを有し、前記
封止樹脂層には前記ポストの近傍に溝又は孔である凹部
が形成されていることを特徴とする。請求項２記載の発
明は、請求項１記載の半導体パッケージにおいて、ポス
ト近傍の封止樹脂層に形成された前記凹部によって、前
記ポストに変形容易な方向性が与えられていることを特
徴とする。請求項３記載の発明は、請求項２記載の半導
体パッケージにおいて、前記ウェハ上に、変形容易な方
向性が与えられた前記ポストが複数設けられ、これらポ
ストの変形容易な方向が、各ポストに予想される応力の
作用方向にほぼ一致されていることを特徴とする。請求
項４記載の発明は、請求項３記載の半導体パッケージに
おいて、前記ウェハ上に複数突設されたポストの変形容
易な方向が、これらポストが突設された領域の中央部か
ら放射状の向きにほぼ一致されていることを特徴とす
る。

【０００８】この発明では、回路基板等が接続されるポ
ストが樹脂製突部に導電層を形成したものであり、しか
も、ポストの側面をも含めてウェハ上を封止する封止樹
脂層のポストの周囲に形成した溝や孔によってポストが
変形容易になっているため、回路基板等の接続時にポス
トに発生した応力を樹脂製突部の変形（圧縮変形、曲
げ）によって効率良く分散、吸収できる。この構成によ
り、緩衝部材を設けたり、ポストを大型化すること無
く、回路基板等の接続時に発生する応力を効率良く分
散、吸収することができる。また、封止樹脂層のポスト
近傍に形成した溝や孔等の凹部によって、ポストに変形
容易な方向性を与えることで、ポストの変形による応力
の分散、吸収性能を一層有効に機能させることが可能で
ある（請求項２）。すなわち、この発明では、ポスト近
傍にて封止樹脂層に形成する溝や孔等の凹部の寸法、形
状、分布等によって、ポストに変形容易な方向性を簡単
に与えることができる。ポストの変形容易な方向性を、
ポストに作用する応力の方向（詳細には予想される応力
の作用方向）とほぼ一致させることで、応力を効果的に
分散、吸収できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る第１実施形態
の半導体パッケージ２０を示す断面図、図２は半導体パ
ッケージ２０のポスト７付近を拡大して示す平面図（但
し、半田バンプ１１を仮想線で示した）、図３は図１の
半導体パッケージ２０のポスト７を示す斜視図（封止樹
脂層８を省いて図示）である。

【００１０】図１〜図３において、半導体パッケージ２
０は、電極２が設けられたウェハ１上に形成された絶縁
層３と、この絶縁層３の前記電極２に整合する領域に形
成された開口部３ａと、この開口部３ａを介して前記電
極２に接続された導電層である再配線層６ａと、前記ウ
ェハ１、前記絶縁層３及び前記再配線層６ａを封止する
封止樹脂層８と、この封止樹脂層８を貫通し頂部７ａに
半田バンプ１１が形成されたポスト７とを有している。
ここでは、ウェハ１として、シリコンウェハを採用して
おり、以下「Ｓｉウェハ１」と称する場合がある。電極
２としては、各種導電性材料が採用可能であるが、ここ
ではアルミニウム製パッドを採用している。

【００１１】前記ポスト７は、前記絶縁層３上に形成さ
れた樹脂製突部４と、この樹脂製突部４を被覆して、前
記再配線層６ａ及び前記半田バンプ１１に接続された導
電層６０とを有している。樹脂製突部４に形成された前
記導電層６０は、再配線層６ａと半田バンプ１１との間
を電気的に接続する機能を果たす。このポスト７は、具
体的には、円錐台状の樹脂製突部４に導電層６０を被覆
形成したものであり、樹脂製突部４の外形に沿った円錐
台状の外形を有する。ポスト７の頂部７ａとは、樹脂製
突部４の頂部４ａの上面４ｂ上に導電層６０が形成され
た部分である。図３では、樹脂製突部４全体を導電層６
０で覆った形状のポスト７を例示したが、本発明に係る
ポストはこれに限定されず、例えば樹脂製突部４の部分
的に導電層が被覆形成されている構成も採用可能であ
る。但し、ポストに形成される導電層は、半田バンプ１
１と再配線層６ａとの間を電気的に接続するべく、樹脂
製突部の頂部４ａと側面４ｃの少なくとも一部とを含む
領域に形成される。

【００１２】封止樹脂層８はポスト７の頂部７ａ上面を
除くほぼ全体を埋没させるようにしてウェハ１上に形成
されている。この半導体パッケージ２０では、封止樹脂
層８がポスト７の側面をも含んでウェハ１上を封止する
ため、ウェハ１上の配線（再配線層６ａ、導電層６０
等）全体が確実に保護されるといった利点がある。ま
た、この封止樹脂層８にはポスト７を取り囲む円形の溝
が凹部１０（以下、「溝１０」と称する場合がある）と
して形成されており、封止樹脂層８の前記溝１０の内側
に仕切られた部分（以下、この部分に一体化されている
ポスト７も含む部分を「変形部１３」と称する場合があ
る）の変形が封止樹脂層８の他の部分に比べて容易にな
っている。ポスト７も樹脂製突部４を主体として変形可
能に形成されており、回路基板をポスト７に接続した際
にウェハ１の上面１ａに沿った方向に作用する応力に対
して、溝１０の内側にてポスト７を含む変形部１３が変
形して、この応力を分散、吸収できるようになってい
る。

【００１３】次に、半導体パッケージ２０の製造方法の
一例を図面を参照して具体的に説明する。図４（ａ）〜
（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る半導体パ
ッケージ２０の製造方法を工程順に示す断面図である。

【００１４】まず、図４（ａ）に示すように、集積回路
（図示せず）及びその電極、例えば、電極２が設けられ
たＳｉウェハ１の全面（上面１ａの全面。以下もウェハ
１の「全面」とは、上面１ａ全面のことを指す）にＳｉ
Ｎなどのパッシベーション膜９を直接形成したものを準
備し、このパッシベーション膜９の電極２に整合する位
置に開口部を形成し、電極２を露出させる。

【００１５】次に、図４（ｂ）に示すように、電極２に
整合する位置に開口部３ａを有する樹脂製の絶縁層３を
形成する。絶縁層３は、例えばポリイミド、エポキシ樹
脂又はシリコーン樹脂等からなり、その厚さは、例えば
５〜５０μｍ程度である。また、絶縁層３は、例えば回
転塗布法、印刷法、ラミネート法等により形成すること
ができる。開口部３ａは、例えば、樹脂層３を構成する
ポリイミド等の膜をウェハ１全面に成膜した後に、フォ
トリソグラフィ技術を利用してパターニングすることに
より形成できる。

【００１６】次に、図４（ｃ）に示すように、ウェハ１
上において電極とは離れた位置に、絶縁層３上に樹脂か
らなる樹脂製突部４を形成する。この樹脂製突部４は、
絶縁層３上に隆起した突起状であり、断面が台形状ある
いは半円状等の、絶縁層３からの突出寸法が最も大きい
部分である頂部４ａを中央部に有する形状に形成される
ものであり、ここでは円錐の頂部付近を除いて平坦な上
面４ｂを形成した形状（円錐台状）である。樹脂製突部
４は、例えばポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹
脂等からなり、その厚さは、例えば２５〜１００μｍ程
度である。また、樹脂製突部４は前述のポリイミド等の
樹脂を用いた、回転塗布法（スピンコート）、印刷法、
ラミネート法等により形成することができる。

【００１７】次に、図５（ａ）に示すように、電解めっ
き用の薄いシード層５をウェハ１の全面又は必要領域
（後述の導電層を形成する領域）に形成する。このシー
ド層５は、例えばスパッタ法により形成されたＣｕ層及
びＣｒ層の積層体又はＣｕ層及びＴｉ層の積層体等であ
る。また、無電解Ｃｕめっき層であっても良く、蒸着
法、塗布法又は化学気相成長（ＣＶＤ）法等により形成
された金属薄膜層であってもよく、これらを組み合わせ
ても良い。

【００１８】次に、前記シード層５上にレジスト膜（図
示略）を形成し、図５（ｂ）に示すように、このレジス
ト膜をマスクとして露出したシード層５上に、めっき
（電解めっき）、スパッタ、蒸着等により導電層６であ
る金属層を形成する。レジスト膜には、導電層６の形成
位置に整合する開口部が、フォトリソグラフィ技術によ
り形成される。また、レジスト膜は、例えばフィルムレ
ジストをラミネートする方法、液体レジストを回転塗布
する方法等により形成することができる。絶縁層３上に
形成される再配線層６ａ（図１等参照）や、樹脂製突部
４に被覆、形成される導電層６０（図１等参照）は、こ
の工程により形成された導電層６の一部分である。導電
層６である金属層としては、樹脂製突部４に対する被覆
膜厚の安定や、被着性、膜強度等の点では、めっきによ
り形成されたＣｕめっき層等が適切であるが、これに限
定されず、Ｃｕ以外の金属のめっきによリ形成した金属
めっき層、スパッタ、蒸着等により形成された各種金属
層であっても良い。この工程により、Ｓｉウェハ１上に
導電層６からなる回路パターンが形成される。導電層６
の厚さは、例えば５〜５０μｍ程度である。その後、導
電層６上に、例えばＮｉめっき層及びＡｕめっき層（い
ずれも図示略）を形成して、後の工程で形成する半田バ
ンプの濡れ性の向上を図ること等も可能である。導電層
６の形成後、レジスト膜を除去し、ウェハ１面上に露出
している不要なシード層５をエッチング等により除去し
て導電層６以外の部分に絶縁層３を露出させる。

【００１９】目的形状の導電層６０の形成が完了するこ
とで、目的形状のポスト７がウェハ１上に形成される。
形成されたポスト７は、図５（ｃ）等に示すように、例
えば、高さ（ウェハ上面１ａからの突出寸法）が３０μ
ｍ程度の円錐台状の樹脂製突部４の頂部４ａのほぼ全体
と、側面４ａの一部とを覆うようにして、シード層５と
厚さ２０μｍ程度の導電層が形成され、全体として高さ
が５０μｍ程度の突起状に形成される。シード層５及び
ウェハ１上に形成した導電層６は、半田バンプ１１と電
極２との間を接続する機能を果たす。

【００２０】次に、図１に示すように、厚さ１０〜１５
０μｍ程度の表面保護用の封止樹脂層８を、少なくとも
ポスト７の頂部７ａ上面を除いてポスト７のほぼ全体を
埋設するようにしてウェハ１上に形成する。ポスト７近
傍に溝を有する封止樹脂層８を形成する工程としては、
例えば以下の（ａ）〜（ｃ）などが採用可能である。（ａ）感光性ポリイミド樹脂等の感光性樹脂をスクリー
ン印刷によりウェハ１上に塗布、硬化して樹脂層を形成
した後、フォトリソグラフィ技術により溝のパターンを
形成する。（ｂ）封止樹脂をスピンコートによりウェハ１上に塗
布、硬化して樹脂層を形成した後、レーザ加工で溝を形
成する。（ｃ）封止樹脂をカーテンコートによりウェハ１上に塗
布、硬化して樹脂層を形成した後、レジストによって溝
の形成位置に開口部を有するパターンを樹脂層上に形成
し、前記レジストの開口部に露出する樹脂層をウェット
エッチングにより除去して、溝を形成する。なお、封止樹脂層８を形成する樹脂としては、感光性樹
脂としては前述の感光性ポリイミド等が採用され、感光
性を有していないものとしては、ポリイミド樹脂、エポ
キシ樹脂、シリコーン樹脂等が好適に用いられる。

【００２１】封止樹脂層を形成したら、次に、ポスト７
上に半田バンプ１１を形成する。この半田バンプ１１の
形成方法としては、めっき法、印刷法、メタルジェット
法、半田ボールの載置等が挙げられる。ここで、半田バ
ンプ１１と樹脂製突部４の中心同士が、平面視（ウェハ
１上から見た方向）で一致していることが、応力分散の
点で好ましい。具体的には、平面視で円形の半田バンプ
１１と、円形の樹脂製突部４の中心位置とが一致するこ
とが好ましい。

【００２２】なお、前述の半導体パッケージ２０の製造
方法は、封止樹脂層８に形成する溝の形状、数等に幅広
く対応して（例えば図６の溝１０ｂ、図７の溝１０ａ
等）適用可能である。（ａ）〜（ｃ）の封止樹脂層８の
形成工程において封止樹脂層８に形成する溝形状、形成
数等に対応するには、前述の（ａ）の工程ではフォトリ
ソグラフィ技術により形成される溝パターン、（ｂ）の
工程ではレーザ加工により形成する溝形状、形成数、
（ｃ）の工程ではウェットエッチング用のレジストのパ
ターンを、形成する目的の溝に適合させれば良い。ま
た、例えば図９に例示するように、封止樹脂層に形成す
る凹部としては溝以外に孔も採用可能であり、凹部とし
て孔を形成する場合は、（ａ）〜（ｃ）の封止樹脂層８
の形成工程において「溝」に代えて「孔」を形成すれば
良く、（ａ）の工程のフォトリソグラフィ技術により形
成される孔のパターン、（ｂ）の工程のレーザ加工によ
り形成する孔形状、形成数、（ｃ）の工程のウェットエ
ッチング用のレジストのパターンを、形成する目的の孔
に適合させれば良い。

【００２３】前記半導体パッケージ２０では、ポスト７
を取り囲むように封止樹脂層８に形成された溝１０の内
側の変形部１３が、ポスト７に回路基板を接続した際に
作用する応力によって変形でき、この変形部１３に一体
化されているポスト７の変形を拘束しないようになって
いる。このため、回路基板等に対する接続、実装時に生
じた応力を、ポスト７の変形により効果的に分散、吸収
でき、ウェハ１に与える歪みを緩和できる。また、ウェ
ハ上に形成した非常に厚い導電層によってポストを形成
して応力分散する場合に比べて、短時間でポスト７を形
成できることから、半導体パッケージの製造能率の向
上、低コスト化を実現できる。また、ポスト７の高さ
は、樹脂製突部４の高さによって簡単に調整できるとい
った利点もある。この半導体パッケージ２０では、変形
可能な変形部１３によってポスト７の変形が拘束されな
い反面、ウェハ１上に形成された封止樹脂層８によって
ポスト７の側面の導電層６０を含めてウェハ１上の配線
（導電層６）全体を確実に封止、保護できるため、これ
ら配線の断線等をより確実に防止でき、信頼性が向上す
るといった利点もある。

【００２４】（溝形状の別態様）封止樹脂層８に形成す
る溝としては、各種構成が採用可能である。図１、図２
に例示した溝１０は、深さ（封止樹脂層上面からのウェ
ハ１側への切り込み深さ）が一定でポスト７と同心円状
に形成されているが、例えば、ポスト７を取り囲む平面
視多角形状や楕円状等の形状であっても良い。また、例
えば図６に示す平面視円弧状や、直線状、「く」字状等
であっても良い。但し、溝は、ウェハ１やウェハ１上の
再配線層６ａを露出させない深さで形成する。図７に示
す凹部としての溝１０ａは、平面視形状が図２と同じで
あるが、深さが一定ではなく、再配線層６ａが存在する
位置では浅く、再配線層６ａが存在しない位置では深く
形成されており、ウェハ１や再配線層６ａを露出させな
い。溝１０ａの深い部分は絶縁層３に達しているが、ウ
ェハ１を露出させない深さになっている。

【００２５】（変形容易な方向性の付与）ポスト７の近
傍にて封止樹脂層８に形成する溝の形状や形成位置、本
数等によって、ポスト７に変形容易な方向性を与えるこ
とができる。この変形容易な方向は、回路基板の接続時
等にポスト７に作用することが予想される応力の方向に
ほぼ一致させる。これにより、ポスト７に作用する応力
を効果的に分散、吸収して、半田バンプの剥離、抵抗値
の増大等の不都合の防止、接続状態の安定等を実現でき
る。つまり、溝の形成によって封止樹脂層８によるポス
ト７の変形拘束力が弱められるため、溝が存在する方向
へのポスト７の変形が溝が存在しない方向に比べて容易
になり、ポスト７に変形容易な方向性が与えられる。ま
た、溝の形状、形成位置（ポスト７からの離間距離
等）、本数によっても、封止樹脂層８によるポスト７の
変形拘束力を調整できるから、これにより、ポスト７に
変形容易な方向性を与えることができる。

【００２６】図６は、封止樹脂層８に凹部としての複数
本の円弧状の溝１０ｂをポスト７を介して対向する平面
視両側の位置に形成した例を示す。この例では、ポスト
７の一方の側に溝１０ｂを１本形成し、ポスト７の他方
の側にポスト７からの距離を変えて２本の溝１０ｂを接
近させて形成している。各溝１０ｂは、いずれもポスト
７の側面に沿った平面視円弧状になっている。この例で
は、溝１０ｂが形成されている両側では封止樹脂層８に
よるポスト７の変形拘束力が溝１０ｂによって弱くなっ
ているため、溝１０ｂが形成されていない方向に比べて
溝１０ｂが形成されている側へのポスト７の変形が容易
であり、ポスト７に変形容易な方向性が与えられてい
る。また、溝１０ｂが２本形成されている側では、ポス
ト７を介した逆側に比べて封止樹脂層８によるポスト７
の変形拘束力が弱くなっているため、この方向（溝１０
ｂが２本形成されている側）へのポスト７の変形は逆側
に比べてさらに容易であり、この方向とほぼ一致する方
向の応力の分散、吸収性能を特に有効に発揮する。

【００２７】（ウェハ上の複数のポストによる応力吸
収）図８は、ウェハ（図示略）上にポスト７が複数設け
られた半導体パッケージ３０を示す平面図である。ウェ
ハ上のほぼ全体にわたって形成されている封止樹脂層８
によって、各ポスト７の頂部７ａ上面を除くほぼ全体を
埋設している構成は、図１等に例示した半導体パッケー
ジと同様である。図８において、平面視ウェハの中央部
に位置するポスト７（図８中、符号７１を付した）は、
該ポスト７１の周囲にほぼ均等になるようにしてその近
傍の封止樹脂層８に形成された凹部１０ｃ（ここでは
溝。以下、「溝１０ｃ」と称する場合がある）によっ
て、いずれの方向にもほぼ均等に変形容易になってい
る。中央部のポスト７１の周囲に存在する各ポスト７
（図８中、符号７２を付した）には、各ポスト７２の近
傍の封止樹脂層８に形成された凹部１０ｃ（ここでは
溝。以下「溝１０ｃ」）によって、中央部のポスト７１
へ向かう方向及びその逆方向へ変形容易な方向性が与え
られている。具体的には、各ポスト７２の周囲の封止樹
脂層８には、該ポスト７２と中央部のポスト７１とを通
る直線上にて該ポスト７２を介して対向する両側に溝１
０ｃが形成されているため、各ポスト７２は溝１０ｃの
存在する側、つまり、中央部のポスト７１へ向かう方向
とその逆方向とに変形容易になっている。したがって、
この半導体パッケージ３０では、ウェハ上に形成された
各ポスト７（７１、７２）に回路基板等を接続した際
に、各ポスト７（７１、７２）が形成された領域（ここ
では図８に示すウェハ上面全体）の中央部から周囲へ向
かって放射状に作用する応力を、中央部のポスト７１の
周囲の複数のポスト７２の変形によって効果的に分散、
吸収することができ、半田バンプの剥離、抵抗値の増大
等をより確実に防止でき、信頼性を向上できる。また、
ポスト７２が、変形容易な方向以外には変形しにくいこ
とで、ウェハ上の特定のポスト７に応力が集中するとい
った不都合も防止できるといった利点がある。

【００２８】本発明に係る半導体パッケージは、ウェハ
１上の導電層６（再配線層６ａ）に積層回路を形成する
ことで、これ自体で半導体装置を構成することができ
る。また、この半導体パッケージは、半田バンプを回路
基板に接続して、例えば電子装置に組み込まれる。電子
装置とは、前記回路基板と周辺機器を組み合わせたもの
であり、例えば、モービルホンやパーソナルコンピュー
タ等である。

【００２９】なお、本発明は、前記実施の形態に限定さ
れず、各種変更が可能である。ポスト近傍の封止樹脂層
に形成される凹部としては、前述の実施の形態に例示し
た溝１０、１０ａ〜１０ｃに限定されず、孔等であって
もよい。例えば、図９に示すように、図６の溝１０ｂの
形成位置に、溝１０ｂに代えて複数の孔１４を形成した
構成等が採用可能である。図９では、複数の孔１４を一
列に配列した円弧状の孔列を複数本形成した構成になっ
ているが、これに限定されず、例えば、ポスト近傍の封
止樹脂層に、凹部としての多数の小孔が高密度に分散配
置されている領域が平面視線状、リング状、円弧状等に
形成された構成等も採用可能である。

【００３０】変形容易な方向性を与えたポストのウェハ
上の配置は、ウェハ上での複数のポストが分散配置され
る領域（以下「ポスト配置領域」と称する場合がある）
の中央部から放射状の向きに作用する応力に対応して、
変形容易な方向を前記応力の方向にほぼ一致させたポス
トを前記ポスト配置領域の中央部の周囲に分散配置する
ことに限定されず、要は、予想される応力の作用方向に
対応して、ポストの変形による応力の吸収に有利になっ
ていれば良い。例えば、回路基板との接続時にポスト配
置領域全体に、ウェハ上面に沿った特定方向への応力
（外部からの押圧力等に対する応力等）の作用が予想さ
れる場合には、ウェハ上の全てのポストについて、その
変形容易な方向性を前記回路基板に作用する応力の方向
にほぼ一致させるようにしても良い。

【００３１】ウェハ上に形成するポストを形成する樹脂
製突部は、円錐台状のものに限定されず、円柱状、角錐
台状等、各種形状が採用可能である。前記実施の形態で
は、ポスト７上の半田バンプ１１と電極２とは、ウェハ
１上に形成された導電層６（樹脂製突部４上に被覆、形
成される導電層を含む）によって接続されているが、回
路基板に接続されるウェハ全体の応力分布をウェハ面上
にて均等とするために、樹脂製突部に被覆形成された導
電層がウェハ上の再配線層と接続されていないポストを
ウェハ上に１以上形成しても良い。この場合のポストも
封止樹脂層によって頂部上面を除く部分が封止される場
合には、その近傍の封止樹脂層に形成した溝や孔等の凹
部によって、変形による応力吸収性能が充分に得られる
ようにすることが好ましい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体パ
ッケージによれば、回路基板等が接続されるポストが、
樹脂製突部に導電層を形成したものであり、しかも、こ
のポストの側面を封止する封止樹脂層にはポスト近傍に
溝や孔等である凹部が形成されており、回路基板との接
続時にポストに発生した応力をポストの変形（圧縮変
形、曲げ）によって分散、吸収できるようになってい
る。これにより、ポストに係る半田バンプの剥離や抵抗
値の増大等の不都合を防止できるといった優れた効果を
奏する。そして、この半導体パッケージでは、前記凹部
の形状、ポストに対する形成位置等によって、前記ポス
トに変形容易な方向性を与えることができ（請求項
２）、このポストの変形容易な方向を、該ポストに対す
る回路基板等の接続時にポストに作用する（作用とする
と予想される）応力の方向とほぼ一致させておくこと
で、ポストの変形によって、前記応力の分散、吸収をよ
り効果的に行える。

【００３３】前記ウェハ上に、変形容易な方向性が与え
られた前記ポストを複数設け、これらポストの変形容易
な方向を、各ポストに予想される応力の作用方向にほぼ
一致させた（請求項３）ことで、ウェハ上の各ポストと
回路基板等との接続時にポストに作用する応力の吸収を
一層効率良く行うことができる。また、前記ウェハ上に
複数突設された前記ポスト変形が容易な方向が、これら
ポストが突設された領域の中央部から放射状の向きにほ
ぼ一致されていると（請求項４）、ウェハと回路基板と
の間の熱膨張率の違い等に起因して、ポストが複数突設
されている前記領域の中央部から放射状に作用する傾向
がある応力を、効率良く吸収できる。

【００３４】また、本発明によれば、回路基板等の接続
時に発生する応力の吸収用の緩衝部材を設けたり、ポス
トを大型化する必要が無くなるから、半導体パッケージ
の小型化、低コスト化が可能であり、この半導体パッケ
ージのウェハに積層回路が形成されている半導体装置、
この半導体パッケージの半田バンプに回路基板を接続し
た電子装置も、小型化、低コスト化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態の半導体パッケージを
示す断面図である。

【図２】図１の半導体パッケージのポスト付近を拡大
して示す平面図である（但し、半田バンプを仮想線で示
した）。

【図３】図１の半導体パッケージのポストを封止樹脂
層を省いて示した斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は図１の半導体パッケージの
製造方法を工程順に示す断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は図１の半導体パッケージの
製造方法の図４以降の工程を工程順に示す断面図であ
る。

【図６】本発明に係る半導体パッケージの封止樹脂層
に形成される凹部として円弧状の溝を複数本形成した例
を示す平面図である。

【図７】本発明に係る半導体パッケージの封止樹脂層
に形成される凹部としての溝の一例を示す断面図であっ
て、溝の深さが一定ではない場合を示す。

【図８】ウェハ上に複数のポストを形成した例を示す
平面図である。

【図９】本発明に係る半導体パッケージの封止樹脂層
に形成される凹部としての孔の一例を示す平面図であ
る。

【図１０】従来例のＣＳＰを示す断面図である。

【図１１】（ａ）〜（ｅ）は、図１２のＣＳＰの製造
方法を工程順に示す断面図である。

【図１２】発明が解決しようとする課題を示す図であ
って、ウェハ上に複数形成されたポストに対する回路基
板の接続時に作用する応力の方向を示す平面図である。

【符号の説明】

１…ウェハ（Ｓｉウェハ）、２…電極（Ａｌパッド）、
３…絶縁層、３ａ…開口部、４…樹脂製突部、４ａ…頂
部、６ａ…再配線層、７，７１，７２…ポスト、７ａ…
頂部、８…封止樹脂層、１０，１０ａ〜１０ｃ…凹部
（溝）、１１…半田バンプ、１４…凹部（孔）、２０，
３０…半導体パッケージ、６０…導電層。

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/88 Ｔ (72)発明者鈴木孝直千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉事業所内 (72)発明者伊藤俊彦千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉事業所内 (72)発明者定方伸行千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉事業所内Ｆターム(参考） 4M109 AA01 BA07 CA10 DA08 EA07 5F033 HH07 HH11 HH13 HH17 HH18 JJ01 JJ11 JJ17 KK08 MM05 NN06 PP06 PP15 PP19 PP27 PP28 QQ09 RR21 RR22 RR23 RR27 SS21 VV00 VV07 5F061 AA01 BA07 CA10 CB13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極（２）が設けられたウェハ（１）上
に形成された絶縁層（３）と、この絶縁層の前記電極に
整合する領域に形成された開口部（３ａ）を介して前記
電極に接続された再配線層（６ａ）と、前記絶縁層上に
形成され頂部（７ａ）に半田バンプ（１１）が形成され
たポスト（７、７１、７２）と、前記ウェハ、前記絶縁
層、前記再配線層及び前記ポストの側面を封止する封止
樹脂層（８）とを有し、前記ポストは、前記絶縁層上に形成された樹脂製突部
（４）と、この樹脂製突部の頂部（４ａ）を含む領域を
被覆して前記再配線層と前記半田バンプとに接続された
導電層（６０）とを有し、前記封止樹脂層には前記ポストの近傍に溝（１０、１０
ａ〜１０ｃ）又は孔（１４）である凹部が形成されてい
ることを特徴とする半導体パッケージ（２０、３０）。
【請求項２】ポスト近傍の封止樹脂層に形成された前
記凹部によって、前記ポストに変形容易な方向性が与え
られていることを特徴とする請求項１記載の半導体パッ
ケージ。
【請求項３】前記ウェハ上に、変形容易な方向性が与
えられた前記ポストが複数設けられ、これらポストの変
形容易な方向が、各ポストに予想される応力の作用方向
にほぼ一致されていることを特徴とする請求項２記載の
半導体パッケージ。
【請求項４】前記ウェハ上に複数突設されたポストの
変形容易な方向が、これらポストが突設された領域の中
央部から放射状の向きにほぼ一致されていることを特徴
とする請求項３記載の半導体パッケージ。