JP2003197674A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置及び実装基板が熱膨張率の相違に
よって異なる伸びをもっても、その伸びを吸収すること
ができる、半導体装置及びその製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 金属配線14の外部端子の近辺では、残
存するレジスト16に対応する形の凹陥部28が形成さ
れる。凹陥部28において、金属配線14の外部端子5
0は、凹陥部28の側面から突出している。このように
外部端子50を構成することにより、ランド54に接続
される半田ボール30がXYZのいずれの方向に変位し
ようとも、ランド54は拘束されることなく、半田ボー
ル30の変位に追従して変位できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、実装基
板に対して半田ボールで電気的に接続する半導体装置に
おいて、半導体装置と実装基板との間の熱膨張率の相違
によって半田ボールに作用する力を配線金属の変位によ
って吸収することができる半導体装置及びその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】図9には、従来の半導体装置の製造方法
が示されている。図9(a)及び図9(b)に示される
ように、ベース金属610上に金属配線を形成する際、
配線パターンと逆パターンでレジスト612が塗布され
る。その後、図9(c)に示されるように、レジストに
よって形成された溝に、配線金属614のめっきが施さ
れる。めっきの後、図9(d)に示されるように、レジ
スト612が溶剤により除去される。この状態におい
て、ベース金属上には配線が残存する。その後、金属バ
ンブ620を介して半導体素子622の電極パッドと配
線614とを電気的に導通するようにして、ベース金属
の表面と半導体素子の裏面との間に絶縁用樹脂624が
注入される。絶縁用樹脂624が固化した後、ベース金
属610の表面側で半導体装置が覆われるように、半導
体装置が樹脂封止される。その後、化学エッチング等で
ベース金属610が除去される。その後、実装基板との
外部端子を残して、ソルダーレジストを印刷することに
より、そのソルダーレジストによって配線が覆われる。
上記方法で製造された半導体装置は、裏面において、配
線の外部端子が露出している。外部端子と実装基板との
間は半田ボール626によって電気的に接続される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体装置
と実装基板は、それぞれ材質が異なる。したがって、そ
れぞれの材質の物性のうち、熱膨張率も異なる。半導体
装置が実装基板に装着された状態において、半導体装置
及び実装基板が熱に曝されると、半導体装置及び実装基
板の伸びも異なる。半導体装置と実装基板が電気的に接
続されているのは半田ボール626である。半導体装置
及び実装基板は固定された位置にあり、したがって、配
線614も半導体装置に拘束されている。同様に実装基
板の配線も拘束されている。そのため、伸びの相違は半
田ボール626と半導体装置及び実装基板との接続位置
に剪断力やモーメント等を生じさせる。この剪断力等が
原因になって、半田ボール626と半導体装置の間や、
半田ボールと実装基板との間の接続がクラックや剥離に
よって破壊されやすくなる。接続が破壊されると、半導
体装置と実装基板との間で導通不良が生じる。以上のよ
うに、従来の半導体装置の製造方法及び構造では、製品
の信頼性を失うことがあった。
【0004】本発明の目的は、半導体装置及び実装基板
が熱膨張率の相違によって異なる伸びをもっても、その
伸びを吸収することができる、半導体装置及びその製造
方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、半導
体素子と、該半導体素子の裏面の電極に金属バンプを介
して配設された金属配線と、前記半導体素子と前記金属
配線との間の絶縁用樹脂とを備えた半導体装置におい
て、前記絶縁用樹脂の裏面に凹陥部を設け、前記金属配
線の外部端子の自由端を前記凹陥部の内面から突出させ
た半導体装置により前記課題を解決した。
【0006】上記半導体装置は、その後、半田ボールを
介して実装基板に電気的に接続される。この状態におい
て、半導体装置及び実装基板が熱に曝されると、半導体
装置及び実装基板は全体が膨張し、それぞれが水平方向
及び垂直方向に伸びる。なお、垂直方向の伸びは、半導
体装置と実装基板との間の相対位置に変化を生じるさせ
ることは殆どない。水平方向の伸びは、半導体装置と実
装基板を電気的に接続する半田ボールに剪断力等を生じ
させる。本発明の金属配線の外部端子は、その自由端が
絶縁用樹脂の凹陥部に突出している。外部端子の自由端
は、絶縁用樹脂に拘束されることがなく凹陥部内での自
由度が大きい。従来の半導体装置と比較すると、外部端
子の自由端は撓みやすい。したがって、半田ボールが実
装基板に拘束された状態で半導体装置に対して相対的に
変位しても、その変位は外部端子の自由端が変形するこ
とにより吸収することができる。熱膨張率の相違によっ
て、半導体装置と実装基板との間で相対的な変位が生じ
ても、配線の外部端子は変位への追従性が高いので、金
属配線と半田ボールとの間の接続が破壊されることも少
なくなる。したがって、半導体装置及び実装基板に熱が
繰り返して作用しても、接続の破壊による導通不良も少
なくなり、半導体装置の信頼性が向上する。
【0007】上記半導体装置では、外部端子が凹陥部内
に突出していることが好ましい。金属配線は、専らめっ
きで形成されるために強度は決して高くない。製品とし
ての半導体装置において、外部端子が凹陥部の外に出て
いると、その半導体装置を取り扱う際に外部端子を損傷
する恐れがある。外部端子が半導体装置の外郭から飛び
出すことなく凹陥部内に突出するように半導体装置を構
成することにより、外部端子は接触等によって損傷した
り変形したりすることがない。したがって、外部端子は
適正な姿勢や形状を保証される。これにより、半田ボー
ルを用いて半導体装置を実装基板に電気的に接続する工
程において、信頼性が高い接続を行うことができる。
【0008】上記半導体装置では、外部端子が半田ボー
ル接続用ランドを備えており、外部端子が、凹陥部の内
面から突出する基端部と、基端部に引き続きこの基端部
と異方向でランドに延びる湾曲部より構成されているこ
とが好ましい。前述のように、半導体装置及び実装基板
が熱に曝されると、半導体装置及び実装基板は全体が膨
張し、それぞれが水平方向及び垂直方向に伸びる。これ
により、半導体装置と実装基板との間の相対位置に変化
が生じる。凹陥部の内面に隣接する基端部と半田ボール
接続用ランドは、湾曲部で接続されている。したがっ
て、基端部は半導体装置とともに伸び、ランドは半田ボ
ールを介して実装基板とともに伸びる。半田ボールを介
して半導体装置が実装基板に接続された状態で熱膨張率
の相違により相対的な変位が生じると、ランドが実装基
板に随伴される。基端部とランドとの相対的な変位は湾
曲部が変形することにより吸収される。これにより、半
導体装置と半田ボールとの間の接続位置や、実装基板と
半田ボールとの間の接続位置に剪断力等の好ましくない
力が作用することを避けることができる。したがって、
半導体装置及び実装基板に熱が繰り返して作用しても、
接続の破壊による導通不良も少なくなり、半導体装置の
信頼性が向上する。
【0009】外部端子の湾曲部は、その機能が、半導体
装置の実装基板との間の相対的な変位を吸収することに
ある。この機能を満足させるためには、湾曲部を平面的
に湾曲させたり、立体的に湾曲させたりすることができ
る。湾曲部が半導体装置の平面方向で湾曲するように、
外部端子を構成することにより、半導体装置と実装基板
との間で相対的な変位が生じた場合、外部端子が凹陥部
から延びる方向と異なる方向への変位を吸収しやすい。
もっとも、平面方向の湾曲する湾曲部であっても、湾曲
部の形状によっては、外部端子が凹陥部の内面から延び
る方向への変位を吸収することができる。一方、湾曲部
が半導体装置の立体方向で湾曲するように、外部端子を
構成することにより、半導体装置と実装基板との間で相
対的な変位が生じた場合、外部端子が凹陥部の内面から
延びる方向への変位を吸収しやすい。
【0010】半導体装置では、凹陥部を残して半導体装
置の裏面に、金属配線を保護するソルダーレジストが形
成されていることが好ましい。絶縁用樹脂に金属配線が
露出していると、その金属配線が損傷する恐れがある。
ソルダーレジストは露出する金属配線を保護するが、こ
れに加えて、金属配線が絶縁用樹脂から剥離することを
防止する。凹陥部を残して半導体装置の裏面にソルダー
レジストが形成されることで、外部端子の自由度を維持
しながら、金属配線を保護し、剥離を防止することがで
きる。また、絶縁用樹脂の裏面すれすれに金属配線が形
成されている場合、半導体装置の裏面にソルダーレジス
トが形成されると、金属配線の外部端子がソルダーレジ
ストの露出面から没入することになる。これにより、外
部端子は接触等により損傷したり変形したりすることが
なく、外部端子は適正な姿勢や形状を保証される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
る半導体装置及びその製造方法の実施形態を詳細に説明
する。図1は、本発明による半導体装置を製造するため
方法の第1実施形態を示す工程図である。図2は、本発
明による半導体装置を製造するため方法の第2実施形態
を示す工程図である。図3は、本発明による半導体装置
を製造するため方法の第3実施形態を示す工程図であ
る。
【0012】図1(a)に示されるように、ベース金属
10が準備される。ベース金属10は例えば銅板であ
る。次いで、図1(b)に示されるように、金属配線の
パターンとは逆になるようにパターン形成用レジスト1
2が塗布される。次いで、図1(c)に示されるよう
に、パターン形成用レジスト12によって形成された溝
に金属によるめっきが施される。この金属は、ベース金
属10の材質である銅よりもエッチング速度が遅い金
属、すなわち、エッチング比が大きい金属が用いられ
る。このような金属として、ニッケル(Ni)が一般的
であるが、金のような金属であってもよい。その後、パ
ターン形成用レジスト12が除去されると、図1(d)
示されるように、ベース金属10上に、例えば、ニッケ
ルからなる金属配線14のパターンが形成される。
【0013】次いで、図1(e)に示されるように、ベ
ース金属10の表面、及び、金属配線14の表面を覆う
レジスト16が形成される。レジスト16は、金属配線
14を完全に覆う厚みで形成される。次いで、図1
(f)に示されるように、フォトマスク18を用いてレ
ジスト16に紫外線が照射される。フォトマスク18に
おいて、紫外線が遮光される部位はマスクされている。
紫外線が遮光される部位は、金属配線の外部端子に対応
する位置において、外部端子を囲繞する部位である。図
1(g)では、紫外線が照射された部位が示されてい
る。次いで、図1(h)に示されるように、レジスト1
6が現像により除去される。紫外線が照射されない部位
ではレジスト16が残存している。レジスト16は、ベ
ース金属10の表面において金属配線14の外部端子を
覆っている。
【0014】次いで、図1(i)に示されるように、金
属バンプ20を介して半導体素子22の電極と金属配線
14が電気的に接続される。さらに、ベース金属10の
表面と半導体素子22の裏面との間に絶縁用樹脂が注入
され、金属配線14及びレジスト16を含んで、半導体
素子22の裏面が絶縁用樹脂24で封止される。絶縁用
樹脂24は、レジスト16より厚く形成される。したが
って、レジスト16の表面にも絶縁用樹脂24が形成さ
れる。次いで、図1(j)に示されるように、ベース金
属10上で半導体素子22が封止用樹脂26で封止さ
れ、図1(k)に示されるように、ベース金属10が溶
剤等で除去される。以上の工程後、絶縁用樹脂24の裏
面には金属配線14が露出している。また、金属配線1
4の外部端子を囲繞するレジスト16が露出している。
【0015】次いで、レジスト16が除去されると、図
1(l)に示されるように、絶縁用樹脂24の裏面にお
いて凹陥部28が形成され、金属配線14の外部端子が
絶縁用樹脂24と離間する。その後、図1(m)に示さ
れるように、絶縁用樹脂24及び封止用樹脂26の裏面
において、凹陥部28を除いてソルダーレジスト29が
印刷等により形成される。次いで、図1(n)に示され
るように、実装基板(図示せず)に対して、半田ボール
30を介して金属配線14の外部端子が電気的に接続さ
れる。
【0016】図2及び図3は、上記方法で製造された半
導体装置の裏面を部分的に拡大した断面図及び斜視図で
ある。金属配線14の外部端子の近辺では、残存するレ
ジスト16に対応する形の凹陥部28が形成される。本
実施形態では、レジスト16を円筒状としたことによ
り、凹陥部28も底面32及び側面34からなる内面を
有する円筒状である。絶縁用樹脂24は、前記工程にお
いてレジスト16より厚く形成されたので、凹陥部28
の底面28に半導体素子が露出することはない。なお、
凹陥部28は、円筒状である必要はなく、金属配線14
の外部端子を絶縁用樹脂24と離反させる中空部分であ
ってよい。この凹陥部28において、金属配線14の外
部端子50は、凹陥部28の側面から突出している。外
部端子50は、凹陥部28の側面から突出直後の基端部
52と、半田ボール30と電気的に接続される円板状の
ランド54と、基端部52とランド54の外縁を接続す
る湾曲部56より構成されている。したがって、ランド
54は、湾曲部56を介して片持ち支持された状態にあ
る。このように外部端子50を構成することにより、ラ
ンド54に接続される半田ボール30がXYZのいずれ
の方向に変位しようとも、ランド54は拘束されること
なく、半田ボール30の変位に追従して変位できる。
【0017】また、本実施形態では、絶縁用樹脂24及
びソルダーレジスト29と平行に外部端子50が形成さ
れている。したがって、外部端子50は、凹陥部28の
底面32に接触することもなく、ソルダーレジスト29
の露出面から外に飛び出すこともなく、凹陥部28内に
配置される。なお、外部端子50は、底面32に接した
状態であってもよいが、周辺部材に拘束されていなけれ
ばよい。本実施形態では、外部端子50が凹陥部28内
に配置されているので、半導体装置そのもののを取り扱
う際、外部端子50が損傷したり変形したすることが少
なくなっている。もっとも、半田ボール30の追従性だ
けを考慮すれば、外部端子50は凹陥部28から外に飛
び出していてもよい。
【0018】次に、図4を参照して、半導体装置の製造
方法の第2実施形態を説明する。図4(a)乃至図4
(d)に示されるように、ベース金属110上に金属配
線のパターンとは逆になるようにパターン形成用レジス
ト112が塗布され、溝に金属によるめっきが施され
る。その後、パターン形成用レジスト112が除去され
ると、ベース金属110上に金属配線114のパターン
が形成される。
【0019】次いで、図4(e)に示されるように、ベ
ース金属110の表面、及び、金属配線114の表面を
覆うレジスト116が形成される。レジスト116は、
金属配線114を完全に覆う厚みで形成される。次い
で、図4(f)に示されるように、フォトマスク118
を用いてレジスト116に紫外線が照射される。フォト
マスク118において、紫外線が遮光される部位はマス
クされている。紫外線が照射される部位は、金属配線の
外部端子に対応する位置において、外部端子を囲繞する
部位である。図4(g)では、紫外線が照射された部位
が示されている。次いで、図4(h)に示されるよう
に、露光したレジスト116が現像により除去される。
紫外線が遮光された部位ではレジスト116が残存して
いる。レジスト116は、ベース金属10の表面におい
て金属配線14の外部端子を残して残存している。
【0020】次いで、図4(i)に示されるように、外
部端子上に除去用樹脂117が充填される。除去用樹脂
117が充填される部位は、レジスト116が現像によ
り除去された部位である。除去用樹脂117が充填され
たところに、将来的に凹陥部が形成される。その後、図
4(j)に示されるように、ベース金属110からレジ
スト116が完全に除去される。この状態において、除
去用樹脂117はベース金属110上で金属配線114
の外部端子を覆っている。
【0021】次いで、図4(k)に示されるように、金
属バンプ120を介して半導体素子122の電極と金属
配線114が電気的に接続される。さらに、ベース金属
110の表面と半導体素子122の裏面との間に絶縁用
樹脂124が注入され、金属配線114及び除去用樹脂
117を含んで、半導体素子122の裏面が絶縁用樹脂
124で封止される。絶縁用樹脂124は、除去用樹脂
117より厚く形成される。したがって、除去用樹脂1
17の表面にも絶縁用樹脂124が形成される。次い
で、図4(l)に示されるように、ベース金属110上
で半導体素子122が封止用樹脂126で封止され、図
4(m)に示されるように、ベース金属110が溶剤等
で除去される。以上の工程後、絶縁用樹脂124の裏面
には金属配線114が露出している。また、金属配線1
14の外部端子を囲繞する除去用樹脂117が露出して
いる。
【0022】次いで、除去用樹脂117が除去される
と、図4(n)に示されるように、絶縁用樹脂124の
裏面において凹陥部128が形成され、金属配線114
の外部端子が絶縁用樹脂124と離間する。その後、図
4(o)に示されるように、絶縁用樹脂124及び封止
用樹脂126の裏面において、凹陥部128を除いてソ
ルダーレジスト129が印刷等により形成される。次い
で、図4(p)に示されるように、実装基板(図示せ
ず)に対して、半田ボール130を介して金属配線11
4の外部端子が電気的に接続される。
【0023】上記第2実施形態の方法においても、金属
配線114の外部端子は、凹陥部128内に自由端を備
えている。また、外部端子の形状も、半導体装置と実装
基板の相対的な変位を吸収する形状になっている。
【0024】次に、図5を参照して、半導体装置の製造
方法の第3実施形態を説明する。図5(a)に示される
ように、ベース金属210が準備される。ベース金属2
10は銅板である。次いで、図5(b)に示されるよう
に、金属配線のパターンとは逆になるようにパターン形
成用レジスト212が塗布される。次いで、図5(c)
に示されるように、パターン形成用レジスト212によ
って形成された溝に金属によるめっきが施される。めっ
きは銅以外の金属、例えば、ニッケルにより行なわれ
る。その後、パターン形成用レジスト212が除去され
ると、図5(d)示されるように、ベース金属210上
に金属配線214のパターンが形成される。
【0025】次いで、図5(e)に示されるように、ベ
ース金属210の表面、及び、金属配線214の表面を
覆うレジスト216が形成される。レジスト216は、
金属配線214を完全に覆う厚みで形成される。次い
で、図5(f)に示されるように、フォトマスク218
を用いてレジスト216に紫外線が照射される。フォト
マスク218において、紫外線が遮光される部位はマス
クされている。紫外線が照射される部位は、金属配線の
外部端子に対応する位置において、外部端子を囲繞する
部位である。図5(g)では、紫外線が照射された部位
が示されている。次いで、図5(h)に示されるよう
に、レジスト216が現像により除去される。紫外線が
遮光された部位ではレジスト216が残存している。レ
ジスト216は、ベース金属210の表面において金属
配線214の外部端子を残して残存している。
【0026】次いで、図5(i)に示されるように、外
部端子上にベース金属210とおなじ金属である銅めっ
き217が施される。銅めっき217が充填される部位
は、レジスト216が現像により除去された部位であ
る。銅めっき217が充填されたところに、将来的に凹
陥部が形成される。その後、図5(j)に示されるよう
に、ベース金属210からレジスト216が完全に除去
される。この状態において、銅めっき217はベース金
属210上で金属配線214の外部端子を覆っている。
【0027】次いで、図5(k)に示されるように、金
属バンプ220を介して半導体素子222の電極と金属
配線214が電気的に接続される。さらに、ベース金属
210の表面と半導体素子222の裏面との間に絶縁用
樹脂224が注入され、金属配線214及び銅めっき2
17を含んで、半導体素子222の裏面が絶縁用樹脂2
24で封止される。絶縁用樹脂224は、銅めっき21
7より厚く形成される。したがって、銅めっき217の
表面にも絶縁用樹脂224が形成される。次いで、図5
(l)に示されるように、ベース金属210上で半導体
素子222が封止用樹脂226で封止される。その後、
硫酸第二銅液や塩化第二銅液等により、エッチングが行
なわれる。このエッチング工程によって、銅からなるベ
ース金属210及び銅めっき217が同時に除去され
る。
【0028】ベース金属210及び銅めっき217が除
去されると、図5(m)に示されるように、絶縁用樹脂
224の裏面において凹陥部228が形成され、金属配
線214の外部端子が絶縁用樹脂224と離間する。そ
の後、図5(n)に示されるように、絶縁用樹脂224
及び封止用樹脂226の裏面において、凹陥部228を
除いてソルダーレジスト229が印刷等により形成され
る。次いで、図5(お)に示されるように、実装基板
(図示せず)に対して、半田ボール230を介して金属
配線214の外部端子が電気的に接続される。
【0029】上記第3実施形態の方法においても、金属
配線214の外部端子は、凹陥部228内に自由端を備
えている。また、外部端子の形状も、半導体装置と実装
基板の相対的な変位を吸収する形状になっている。
【0030】次に、図6を参照して、半導体装置の製造
方法の第4実施形態を説明する。図6(a)に示される
ように、ベース金属310が準備される。ベース金属3
10は銅板である。次いで、図6(b)に示されるよう
に、ベース金属310上に、製品時に外部端子の自由端
となる基端部近傍に凸部311を形成する。本実施形態
では、凸部311は、ベース金属310と同じ銅である
が、第2実施形態と同じように、除去用樹脂から形成し
てもよい。ただし、除去用樹脂を用いた場合には、その
樹脂を溶解する工程が増えるので、ベース金属310と
同じ金属で凸部311を形成することが好ましい。ま
た、金属ベース310が準備される工程で、所定部位に
予め凹凸部311を形成してもよい。次いで、図6
(c)に示されるように、金属配線のパターンとは逆に
なるようにパターン形成用レジスト312が塗布され
る。次いで、図6(d)に示されるように、パターン形
成用レジスト312によって形成された溝に金属による
めっきが施される。めっきは銅以外の金属、例えば、ニ
ッケルにより行なわれる。その後、パターン形成用レジ
スト312が除去されると、図6(e)示されるよう
に、ベース金属310上に金属配線314のパターンが
形成される。この工程後において、金属配線314は、
製品時に外部端子の自由端となる基端部近傍で凸部31
1を跨いでいる。
【0031】次いで、図6(f)に示されるように、ベ
ース金属310の表面、及び、金属配線314の表面を
覆うレジスト316が形成される。レジスト316は、
金属配線314を完全に覆う厚みで形成される。次い
で、図6(g)に示されるように、フォトマスク318
を用いてレジスト316に紫外線が照射される。フォト
マスク318において、紫外線が遮光される部位はマス
クされている。紫外線が照射される部位は、金属配線の
外部端子に対応する位置において、外部端子を囲繞する
部位である。図6(h)では、紫外線が照射された部位
が示されている。次いで、図6(i)に示されるよう
に、レジスト316が現像により除去される。紫外線が
遮光された部位ではレジスト316が残存している。レ
ジスト316は、ベース金属310の表面において金属
配線314の外部端子を残して残存している。
【0032】次いで、図6(j)に示されるように、外
部端子上にベース金属310及び凸部311と同じ金属
である銅めっき317が施される。銅めっき317が充
填される部位は、レジスト316が現像により除去され
た部位である。銅めっき317が充填されたところに、
将来的に凹陥部が形成される。その後、図6(k)に示
されるように、ベース金属310からレジスト316が
完全に除去される。この状態において、銅めっき317
はベース金属310上で金属配線314の外部端子を覆
っている。
【0033】次いで、図6(l)に示されるように、金
属バンプ320を介して半導体素子322の電極と金属
配線314が電気的に接続される。さらに、ベース金属
310の表面と半導体素子322の裏面との間に絶縁用
樹脂324が注入され、金属配線314及び銅めっき3
17を含んで、半導体素子322の裏面が絶縁用樹脂3
24で封止される。絶縁用樹脂324は、銅めっき31
7より厚く形成される。したがって、銅めっき317の
表面にも絶縁用樹脂324が形成される。次いで、図6
(m)に示されるように、ベース金属310上で半導体
素子322が封止用樹脂326で封止される。その後、
硫酸第二銅液や塩化第二銅液等により、エッチングが行
なわれる。このエッチング工程によって、銅からなるベ
ース金属310及び銅からなる凸部311並びに銅めっ
き317が同時に除去される。
【0034】ベース金属310及び凸部311並びに銅
めっき317が除去されると、図6(n)に示されるよ
うに、絶縁用樹脂324の裏面において凹陥部328が
形成され、金属配線314の外部端子が絶縁用樹脂32
4と離間する。本実施形態では、凸部311も同時に除
去される。その結果、外部端子の自由端は、立体方向で
屈曲した形状となる。その後、図6(o)に示されるよ
うに、絶縁用樹脂324及び封止用樹脂326の裏面に
おいて、凹陥部328を除いてソルダーレジスト329
が印刷等により形成される。次いで、図6(p)に示さ
れるように、実装基板(図示せず)に対して、半田ボー
ル330を介して金属配線314の外部端子が電気的に
接続される。
【0035】上記第4実施形態の方法においても、金属
配線314の外部端子は、凹陥部328内に自由端を備
えている。また、外部端子の形状も、半導体装置と実装
基板の相対的な変位を吸収する形状になっている。前述
の第1実施形態乃至第3実施形態の方法では、専ら、外
部端子の自由端が平面方向に屈曲する半導体装置の製造
方法に用いられる。本実施形態で説明した製造方法は、
平面方向に屈曲する自由端を形成することにも用いられ
るが、さらに、立体方向に屈曲する自由端を形成するこ
とに適している。
【0036】図7には、金属配線の外部端子のさらに他
の形態が示されている。図7に示された外部端子は、そ
れぞれ、平面方向に湾曲する湾曲部を備えている。図7
(a)に示された外部端子410は、基端部411から
約180°の円弧状の湾曲部412を備え、湾曲部41
2の端部でブリッジ413を介してランド414が支持
されている。この形態の外部端子410は、基端部41
1が延びる方向の変位、すなわち、ブリッジが延びる方
向と直交する方向の変位を吸収することに適している。
図7(b)に示された外部端子420は、基端部421
から鋭角L形の湾曲部422を備え、湾曲部422の端
部でランド424が支持されている。この形態の外部端
子420は、基端部421が延びる方向の変位を吸収す
ることに適している。図7(c)に示された外部端子4
30は、基端部431から約90°の一対の円弧状の湾
曲部432,432を備え、湾曲部432,432の端
部でブリッジ433を介してランド434が支持されて
いる。この形態の外部端子430は、基端部431が延
びる方向の変位、すなわち、ブリッジ433が延びる方
向と直交する方向の変位を吸収することに適している。
図7(d)に示された外部端子440は、基端部441
から約180°の一対の円弧状の湾曲部442,442
を備え、一対の湾曲部442,442がサークルをなし
ている。湾曲部442は、基端部441と反対側におい
て内向するブリッジ433でランド444が支持されて
いる。この形態の外部端子440は、基端部441が延
びる方向及びブリッジ443が延びる方向と直交する方
向の変位を吸収することに適している。図7(e)に示
された外部端子450は、基端部451から一対の鋭角
L形の湾曲部452,452を備え、一対の湾曲部45
2,452のそれぞれの先端にランド454が支持され
ている。この形態の外部端子450は、基端部451が
延びる方向の変位を吸収することに適している。図7
(f)に示された外部端子460は、基端部461から
約45°の円弧状の湾曲部462を備え、湾曲部462
の端部から円弧の中心に向ってブリッジ463を備え
て、そのブリッジ463の先端にランド464が支持さ
れている。この形態の外部端子410は、ブリッジ46
3が延びる方向と直交する方向の変位を吸収することに
適している。
【0037】図8には、金属配線の外部端子の他の形態
が示されている。本実施形態の金属配線の外部端子55
0は、半導体装置の立体方向、すなわち、厚み方向に湾
曲部を備えている。図8に示される半導体装置は、専
ら、図6を参照して説明した第4実施形態の方法を用い
て製造される。図示されるように、外部端子550は、
凹陥部528の側面から凹陥部528内に突出してい
る。外部端子550は、凹陥部528の側面から突出直
後の基端部552と、半田ボール530と電気的に接続
されるランド554と、基端部552とランド554を
接続する湾曲部556より構成されている。半導体装置
と実装基板との間で矢印方向の相対的な変位が生じる
と、立体的な湾曲部556が変形して、前記変位を吸収
する。したがって、ランド554は外部端子550に拘
束されることなく、半田ボール550の変位に追従して
変位できる。本実施形態の外部端子は、外部端子が突出
する方向及び垂直方向の変位に対して、その変位を吸収
する能力が大きい。
【0038】1つの半導体装置は複数の外部端子を備え
ている。それぞれの外部端子において、変位の方向が異
なることが予想される。好ましくは、半導体装置を中心
にして放射方向に外部端子が変位できるように、それぞ
れの外部端子の形状を選択することにより、半導体装置
と実装基板の間の相対的な変位をより効果的に吸収する
ことができる。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、絶縁
用樹脂の裏面に凹陥部を設け、その凹陥部に外部端子の
自由端を突出させている。半導体装置と実装基板との間
において熱膨張率の相違によって生じる相対的な変位が
あっても、外部端子の自由端が凹陥部内で変形すること
によって変位を吸収するので、半田ボールは実装基板に
随伴されて、半田ボールの外部端子の接続部分には剪断
力等の余分な力が作用しにくい。したがって、繰り返
し、半導体装置が熱に曝されても、半導体装置の実装基
板との間の接続部分に劣化が生じにくく、半導体装置の
寿命が延び、製品の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による半導体装置の製造方法の一実施
形態を説明する工程図である。
【図2】 本発明による半導体装置の部分拡大断面図で
ある。
【図3】 図2の半導体装置を裏面から見た斜視図であ
る。
【図4】 本発明による半導体装置の製造方法の他の実
施形態を説明する工程図である。
【図5】 本発明による半導体装置の製造方法のさらに
他の実施形態を説明する工程図である。
【図6】 本発明による半導体装置の製造方法のさらに
他の実施形態を説明する工程図である。
【図7】 本発明の半導体装置の外部端子の他の実施形
態を示す平面図である。
【図8】 本発明による他の半導体装置の部分拡大断面
図である。
【図9】 従来の半導体装置製造方法の工程図である。
【符号の説明】
10 ベース金属 12 パターン形成用レジスト 14 金属配線 16 レジスト 20 金属バンプ 22 半導体素子 24 絶縁用樹脂 26 封止用樹脂 28 凹陥部 29 ソルダーレジスト 30 半田ボール
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/92 603D 604Q (72)発明者 前田 武彦 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5F044 QQ02 QQ04 QQ05 QQ06

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子と、該半導体素子の裏面の電
    極に金属バンプを介して配設された金属配線と、前記半
    導体素子と前記金属配線との間の絶縁用樹脂とを備えた
    半導体装置において、 前記絶縁用樹脂の裏面に凹陥部を設け、前記金属配線の
    外部端子の自由端を前記凹陥部の内面から突出させたこ
    とを特徴とする、 半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記外部端子が前記凹陥部内に突出して
    いる、請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記外部端子が半田ボール接続用ランド
    を備えており、前記外部端子が、前記凹陥部の内面から
    突出する基端部と、前記基端部に引き続き前記基端部と
    異方向で前記ランドに延びる湾曲部より構成されてい
    る、請求項2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記湾曲部が半導体装置の平面方向で湾
    曲している、請求項3記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記湾曲部が半導体装置の立体方向で湾
    曲している、請求項3記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記凹陥部を残して半導体装置の裏面
    に、金属配線を保護するソルダーレジストが形成されて
    いる、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の半導体
    装置。
  7. 【請求項7】 ベース金属の表面に金属配線のパターン
    を形成する工程;前記ベース金属上及び前記金属配線上
    にレジストを形成する工程;前記金属配線の外部端子を
    残して前記レジストを除去する工程;金属バンプを介し
    て半導体素子の電極と前記配線を電気的に接続する工
    程;前記ベース金属の表面と前記半導体素子の裏面との
    間で前記配線及び前記レジストを絶縁用樹脂で封止する
    工程;前記ベース金属上で前記半導体素子を封止用樹脂
    で封止する工程;前記ベース金属を除去する工程;及び
    前記レジストを除去する工程;を有する、半導体装置の
    製造方法。
  8. 【請求項8】 ベース金属の表面に金属配線のパターン
    を形成する工程;前記ベース金属上及び前記金属配線上
    にレジストを形成する工程;前記金属配線の外部端子上
    の前記レジストを除去する工程;前記金属配線の外部端
    子上に除去用樹脂を充填する工程;前記レジストを除去
    する工程;金属バンプを介して半導体素子の電極と前記
    配線を電気的に接続する工程;前記ベース金属の表面と
    前記半導体素子の裏面との間で前記配線及び前記レジス
    トを絶縁用樹脂で封止する工程;前記ベース金属上で前
    記半導体素子を封止用樹脂で封止する工程;前記ベース
    金属を除去する工程;及び前記除去用樹脂を除去する工
    程;を有する、半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 銅からなるベース金属の表面に銅以外の
    金属の金属配線のパターンを形成する工程;前記ベース
    金属上及び前記金属配線上にレジストを形成する工程;
    前記金属配線の外部端子上の前記レジストを除去する工
    程;前記金属配線の外部端子上に銅をめっきする工程;
    前記レジストを除去する工程;金属バンプを介して半導
    体素子の電極と前記配線を電気的に接続する工程;前記
    ベース金属の表面と前記半導体素子の裏面との間で前記
    配線及び前記レジストを絶縁用樹脂で封止する工程;前
    記ベース金属上で前記半導体素子を封止用樹脂で封止す
    る工程;及び前記ベース金属及び銅めっきを同時に除去
    する工程;を有する、半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記銅以外の金属が、銅よりエッチン
    グ速度が遅い金属である、請求項9記載の半導体装置の
    製造方法。
  11. 【請求項11】 金属配線のパターンを形成する工程の
    前に、ベース金属の表面上で前記外部端子が位置する部
    位に凹凸部を形成する工程を有し、金属配線のパターン
    を形成する工程において、前記凹凸部を跨いで金属配線
    のパターンを形成する、請求項7乃至10のいずれかに
    記載の半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記封止用樹脂、絶縁用樹脂及び金属
    配線のそれぞれの裏面において、前記外部端子を残して
    ソルダーレジストを形成する工程を含む、請求項7乃至
    11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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