JP2005064228A - Electronic component and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置や、LSIチップを裏返して回路基板に接合する実装方法であるフリップチップに代表される、半田バンプを介して基板間の電気的接続が図られる電子部品およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, an electronic component that can be electrically connected between substrates through solder bumps, represented by a flip chip, which is a mounting method in which an LSI chip is turned over and bonded to a circuit board, and a manufacturing method thereof. Is.
従来、電子部品で用いられる半導体装置構造として、例えば半導体チップを樹脂により封止したパッケージ(いわゆるDual Inlaine PackageやQuad Flat Package)では、樹脂パッケージ周辺の側面に金属リード線を配置する周辺端子配置型が主流であった。 Conventionally, as a semiconductor device structure used in an electronic component, for example, in a package in which a semiconductor chip is sealed with a resin (so-called Dual Inline Package or Quad Flat Package), a peripheral terminal arrangement type in which metal lead wires are arranged on the side surface around the resin package Was the mainstream.
これに対し、近年、急速に普及している半導体装置構造として、例えばCSP(Chip Size/Scale Package)と呼ばれ、パッケージの平坦な表面に電極を平面状に配置した、いわゆるボールグリッドアレイ(Ball Grid Array、以下、「BGA」と略す。)技術の採用により、同一電極端子数を有する同一投影面積の半導体チップを、従来よりも小さい面積で電子回路基板に高密度実装することを可能にしたパッケージ構造がある。 On the other hand, as a semiconductor device structure that has been rapidly widespread in recent years, for example, a CSP (Chip Size / Scale Package) is called a so-called ball grid array (Ball) in which electrodes are arranged in a plane on a flat surface of a package. The Grid Array (hereinafter abbreviated as “BGA”) has made it possible to mount a semiconductor chip having the same number of electrode terminals and having the same projected area on an electronic circuit board with a smaller area than the conventional one. There is a package structure.
BGAタイプの半導体装置においては、パッケージの面積が半導体チップの面積にほぼ等しい、いわゆるチップスケールパッケージ(CSP)と呼ばれる構造が、前述のBGAの電極配置構造とともに開発され、電子機器の小型軽量化に大きく貢献している。
チップスケールパッケージは、回路を形成したシリコンウエハを切断し、個々の半導体チップに対して個別にパッケージ工程を施し、パッケージを完成するものである。
In a BGA type semiconductor device, a so-called chip scale package (CSP), in which the area of the package is almost equal to the area of the semiconductor chip, was developed together with the above-described BGA electrode arrangement structure to reduce the size and weight of electronic devices. It contributes greatly.
In the chip scale package, a silicon wafer on which a circuit is formed is cut, a package process is individually performed on each semiconductor chip, and a package is completed.
これに対し、一般的に「ウエハレベルCSP」と呼ばれる製造方法においては、このシリコンウエハ上に、絶縁層、再配線層、封止層などを形成し、はんだバンプを形成する。そして、最終工程においてウエハを所定のチップ寸法に切断することで、パッケージ構造を具備した半導体チップを得ることができる。ウエハ全面にこれらの回路を積層し、最終工程においてウエハをダイシングすることから、切断したチップそのものの大きさが、パッケージの施された半導体チップとなり、実装基板に対して最小投影面積を有する半導体チップを得ることが可能となる。 On the other hand, in a manufacturing method generally called “wafer level CSP”, an insulating layer, a rewiring layer, a sealing layer, and the like are formed on this silicon wafer, and solder bumps are formed. Then, by cutting the wafer into a predetermined chip size in the final process, a semiconductor chip having a package structure can be obtained. Since these circuits are stacked on the entire surface of the wafer and the wafer is diced in the final process, the size of the cut chip itself becomes a packaged semiconductor chip, which has a minimum projected area with respect to the mounting substrate. Can be obtained.
図8は、従来の半導体装置の構造を示す概略断面図である。
この半導体装置100は、半導体基板101と、その表面に形成された電極102と、半導体基板101の表面に設けられた絶縁層103と、電極102と接続されて絶縁層103上に配線された導電層104と、導電層104を覆う封止層105と、封止層105に導電層104が露出されてなる電極パッド106と、この電極パッド106上に載置された半田バンプ107とから概略構成されている(例えば、特許文献1参照。)。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device.
The
半導体装置100では、プリント基板などとの接続に直接関与しない部位、すなわち、半導体基板101上の半田バンプ107が設けられていない部分も、半田バンプ106の側面も露出している。このため、半導体装置100は耐候性に劣るという問題がある。
In the
また、半田バンプを有する半導体装置とプリント基板などとの熱膨張率は相違しているので、熱膨張率の相違に基づく応力が半導体装置の端子に集中し、接続不良などの不良品を生じるため、半導体装置の信頼性を低下させていた。
そこで、ここで使用される半田バンプは、熱膨張率の相違に基づく応力を分散させるために、半田バンプ107の高さをできるだけ高くすることが要求されている。
In addition, since the thermal expansion coefficient of a semiconductor device having solder bumps is different from that of a printed circuit board, stress based on the difference in thermal expansion coefficient is concentrated on the terminals of the semiconductor device, resulting in defective products such as defective connections. The reliability of the semiconductor device was lowered.
Therefore, the solder bump used here is required to make the height of the
しかしながら、半田バンプ107の高さが、例えば100μm以上ある場合、その分、半導体装置100の表面の凹凸が大きくなってしまう。このため、半導体基板101のバックグラインド加工を行うために、図9に示すように、半導体装置100の表面に表面保護シート110を貼ると、保護シート110の表面が平らでなくなるため、真空吸着できない。
However, when the height of the
その結果、半導体基板101のバックグラインド加工ができなくなるという問題がある。
As a result, there is a problem that the back grinding process of the
また、この種の半導体装置は、携帯電話に代表されるモバイル機器に対する小型化の要求が依然として高く、さらにはICカードの普及開始などにより、半導体装置のさらなる薄形化が要求されている。これらの要求に応えるために、半導体チップのバックグラインド加工が実施されている。 Further, this type of semiconductor device is still highly demanded for miniaturization of mobile devices typified by mobile phones, and further reduction in thickness of the semiconductor device is required due to the spread of IC cards. In order to meet these requirements, back-grinding of semiconductor chips has been implemented.
半導体装置を薄形化するために、ウエハレベルCSPの加工を行う前に、予め半導体基板101のバックグラインド加工を行うことが検討されている。このようなバックグラインド加工を行うと、半導体基板101が反ってしまい、CSP加工ができなくなる場合がある。また、半導体基板101が割れ易くなり、CSP加工中に半導体基板101が割れる可能性が高くなる。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、耐候性に優れるとともに、薄形化も図れる電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electronic component that is excellent in weather resistance and can be thinned and a method for manufacturing the same.
本発明は、上記課題を解決するために、半導体基板の一面に絶縁層、導電層、封止層を順に積層し、該封止層に前記導電層を露出させた電極パッドを設けた構造体と、前記電極パッド上に載置された半田バンプとを備えた電子部品において、前記半田バンプにおける前記電極パッドと反対側の頂部が平坦面を有し、該平坦面が露出するように、前記構造体のうち前記半田バンプが載置された面上の全域にわたって保護層が設けられている電子部品を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a structure in which an insulating layer, a conductive layer, and a sealing layer are sequentially stacked on one surface of a semiconductor substrate, and an electrode pad that exposes the conductive layer is provided on the sealing layer. And an electronic component including a solder bump placed on the electrode pad, the top of the solder bump opposite to the electrode pad has a flat surface, and the flat surface is exposed. Provided is an electronic component in which a protective layer is provided over the entire surface of the structure on which the solder bumps are placed.
本発明は、半導体基板の一面に絶縁層、導電層、封止層を順に積層し、該封止層に前記導電層を露出させた電極パッドを設けた構造体と、前記電極パッド上に載置された半田バンプとを備えた半導体装置において、前記半田バンプにおける前記電極パッドと反対側の頂部が露出するように、前記構造体のうち前記半田バンプが載置された面上の全域にわたって保護層が設けられている電子部品を提供する。 The present invention includes a structure in which an insulating layer, a conductive layer, and a sealing layer are sequentially stacked on one surface of a semiconductor substrate, and an electrode pad that exposes the conductive layer is provided on the sealing layer. In a semiconductor device including a solder bump placed thereon, the entire structure on the surface of the structure on which the solder bump is placed is protected so that the top of the solder bump opposite to the electrode pad is exposed. Provided is an electronic component provided with a layer.
上記構成の電子部品において、前記半田バンプの高さをd1、前記半導体基板の厚みをd2とした場合、d1≧d2であることが好ましい。 In the electronic component having the above configuration, it is preferable that d 1 ≧ d 2 , where d 1 is the height of the solder bump and d 2 is the thickness of the semiconductor substrate.
本発明は、半導体基板の一面に絶縁層、導電層、封止層を順に積層し、該封止層に前記導電層を露出させた電極パッドを設けた構造体を用いて、少なくとも前記電極パッド上に半田バンプを形成する半田バンプ形成工程A、前記構造体のうち前記半田バンプが載置された面上の全域にわたって前記半田バンプの高さと略同一またはそれ以上の厚さの保護層を形成する工程B、前記半田バンプにおける前記電極パッドと反対側の頂部を露出させて、前記半田バンプが平坦面を有するように前記保護層の表面を研削する工程C、および、前記半導体基板の他面をバックグラインド加工する工程Dを行う電子部品の製造方法を提供する。 According to the present invention, at least the electrode pad is formed using a structure in which an insulating layer, a conductive layer, and a sealing layer are sequentially stacked on one surface of a semiconductor substrate, and an electrode pad that exposes the conductive layer is provided on the sealing layer. A solder bump forming step A for forming a solder bump thereon, and a protective layer having a thickness substantially equal to or greater than the height of the solder bump is formed over the entire surface of the structure on which the solder bump is placed. Step B, exposing a top portion of the solder bump opposite to the electrode pad, grinding the surface of the protective layer so that the solder bump has a flat surface, and the other surface of the semiconductor substrate The manufacturing method of the electronic component which performs the process D which back-grind-processes is provided.
本発明は、半導体基板の一面に絶縁層、導電層、封止層を順に積層し、該封止層に前記導電層を露出させた電極パッドを設けた構造体を用いて、少なくとも前記電極パッド上に半田バンプを形成する工程F、前記構造体のうち前記半田バンプが載置された面上の全域にわたって前記半田バンプの高さと略同一またはそれ以上の厚さの保護層を形成する工程G、および、前記半導体基板の他面をバックグラインド加工する工程Hを順次行う電子部品の製造方法を提供する。 According to the present invention, at least the electrode pad is formed using a structure in which an insulating layer, a conductive layer, and a sealing layer are sequentially stacked on one surface of a semiconductor substrate, and an electrode pad that exposes the conductive layer is provided on the sealing layer. Step F for forming solder bumps thereon, Step G for forming a protective layer having a thickness substantially equal to or greater than the height of the solder bumps over the entire surface of the structure on which the solder bumps are placed. And the manufacturing method of the electronic component which performs the process H which back-grind-processes the other surface of the said semiconductor substrate sequentially.
本発明に係る第一の電子部品は、保護層が封止層上の全域わたって半田バンプの高さと同一の厚みのとなるように設けられており、かつ、半田バンプの頂部が僅かに露出した構成からなるので、半田バンプの耐候性が向上し、電子部品は長期信頼性に優れたものとなる。 The first electronic component according to the present invention is provided so that the protective layer has the same thickness as the height of the solder bump over the entire area of the sealing layer, and the top of the solder bump is slightly exposed. Thus, the weather resistance of the solder bump is improved, and the electronic component is excellent in long-term reliability.
また、本発明に係る第二の電子部品は、半田バンプの頂部が僅かに露出するように、封止層上の全域わたって保護層が設けられた構成からなるので、半田バンプの耐候性が向上し、電子部品は長期信頼性に優れたものとなる。 In addition, the second electronic component according to the present invention has a configuration in which a protective layer is provided over the entire sealing layer so that the top of the solder bump is slightly exposed. As a result, the electronic components have excellent long-term reliability.
本発明に係る第一の電子部品の製造方法によれば、半田バンプの高さとほぼ同一またはそれ以上の厚みのとなるように保護層を設け、その表面を研削して平坦にすることにより、耐候性に優れた電子部品を得ることができる。また、半田バンプおよび保護層が設けられた構造体を、半田バンプの形状に影響されることなく安定に固定することができるから、半導体基板のバックグラインド加工を行うことができる。その結果、従来よりも半導体基板の厚みを大幅に薄くした電子部品を作製することができる。 According to the first method for manufacturing an electronic component according to the present invention, by providing a protective layer so as to have a thickness substantially equal to or higher than the height of the solder bump, and grinding and flattening the surface thereof, An electronic component having excellent weather resistance can be obtained. Further, the structure provided with the solder bumps and the protective layer can be stably fixed without being affected by the shape of the solder bumps, so that the back grinding process of the semiconductor substrate can be performed. As a result, it is possible to manufacture an electronic component in which the thickness of the semiconductor substrate is significantly reduced as compared with the conventional case.
また、本発明に係る第二の電子部品の製造方法によれば、半田バンプの頂部が僅かに露出するように保護層を設けるため、耐候性に優れた電子部品を得ることができる。また、頂部と保護層の表面との段差が僅かであるから、保護層の表面を真空吸着することにより、電子部品を安定に固定することができるから、半導体基板のバックグラインド加工を行うことができる。 In addition, according to the second method for manufacturing an electronic component according to the present invention, since the protective layer is provided so that the top of the solder bump is slightly exposed, an electronic component having excellent weather resistance can be obtained. In addition, since the step between the top and the surface of the protective layer is slight, the electronic component can be stably fixed by vacuum-sucking the surface of the protective layer, so that the back grinding process of the semiconductor substrate can be performed. it can.
以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明の電子部品で用いられる半導体装置の第一の実施形態を示す概略断面図である。
この半導体装置10は、半導体基板1と、その表面に形成された電極2と、半導体基板1の表面に設けられた絶縁層3と、電極2と接続されて絶縁層3上に配線された導電層4と、導電層4を覆う封止層5と、封止層5に導電層4が露出されてなる電極パッド6と、この電極パッド6上に載置された半田バンプ7と、封止層5上に設けられた保護層8とから概略構成されている。
この半導体装置10では、保護層8が封止層5上の全域わたって半田バンプ7の高さとほぼ同一の厚みのとなるように設けられており、半田バンプ7における電極パッド6と反対側の頂部7aが平坦面を有している。
The present invention will be described in detail below.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device used in an electronic component of the present invention.
The
In this
また、この半導体装置10では、半田バンプ7の高さをd1、半導体基板1の厚みをd2とした場合、d1≧d2となっている。この構成から、半導体装置10は、後述する製造方法によって初めて得ることが可能となった。これにより、半田バンプ7の高さを十分に確保しながらも、半導体基板1を半田バンプ7の高さよりも薄くすることができるので、その結果、薄形化の図れた半導体装置10が得られる。
In the
また、半田バンプ7の高さd1は、具体的には100μm以上であることが好ましい。半田バンプ7の高さd1が100μm以上であれば、半導体装置10とプリント基板などとの接続において、両者の熱膨張率の相違に基づく応力が発生しても、その応力を半田バンプ7において分散させることができる。加えて、半導体装置10とプリント基板などとの接続において、十分な接続強度を確保することができる。
Further, specifically, the height d 1 of the
半導体基板1としては、特に制限されないが、例えば配線基板(インタボーザ)を使用しないウエハレベルCSPなどの半導体装置、各種半導体装置、各種電子装置などに用いられる基板が用いられる。
Although it does not restrict | limit especially as the
導電層4(電極パッド6)をなす材料としては、銅(Cu)などの導電性の良好な金属が用いられる。
絶縁層3をなす材料としては、例えば感光性ポリイミド、感光性エポキシ、感光性ベンゾシクロブテン(BCB)などの合成樹脂が用いられる。
As a material forming the conductive layer 4 (electrode pad 6), a metal having good conductivity such as copper (Cu) is used.
As a material forming the insulating
封止層5をなす材料としては、例えば感光性アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などの合成樹脂材料が用いられる。
半田バンプ7をなす材料としては、半田バンプ形成用、あるいは回路内または回路間の半田接続などに用いられる半田が用いられる。
保護層8をなす材料としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂などからなる感光性樹脂、フェノール系樹脂が用いられる。
As a material for forming the
As a material for forming the
As a material for forming the
なお、電極パッド6に半田バンプ7が押し付けられた際に生じる力を緩和する目的で、電極パッド6と絶縁層3との間に緩衝部を設けてもよい。
A buffer portion may be provided between the
この半導体装置10では、保護層8が封止層5上の全域わたって半田バンプ7の高さと同一の厚みのとなるように設けられており、かつ、半田バンプ7における電極パッド6と反対側に位置する頂部7aが僅かに露出しているだけであるから、半田バンプ7の耐候性が向上し、半導体装置10は長期信頼性に優れたものとなる。
In this
また、保護層8の最表面と半田バンプ7の頂部7aの平坦面が同一平面上に存在しているから、半導体装置10は、保護層8の表面を真空吸着することにより、半田バンプ7の形状に影響されることなく安定に固定することができるから、半導体基板1のバックグラインド加工を行うことができる。
Further, since the outermost surface of the
図2は、本発明の電子部品で用いられる半導体装置の第二の実施形態を示す概略断面図である。
この半導体装置20は、半導体基板11と、その表面に形成された電極12と、半導体基板11の表面に設けられた絶縁層13と、電極12と接続されて絶縁層13上に配線された導電層14と、導電層14を覆う封止層15と、封止層15に導電層14が露出されてなる電極パッド16と、この電極パッド16上に載置された半田バンプ17と、封止層15上に設けられた保護層18とから概略構成されている。
この半導体装置20では、半田バンプ17における電極パッド16と反対側の頂部17aが僅かに露出するように、封止層15上の全域わたって保護層18が設けられている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of a semiconductor device used in the electronic component of the present invention.
The
In the
また、この半導体装置20では、半田バンプ17の高さをd1、半導体基板11の厚みをd2とした場合、d1≧d2となっている。この構成から、半導体装置20は、後述する製造方法によって初めて得ることが可能となった。これにより、半田バンプ17の高さを十分に確保しながらも、半導体基板11を半田バンプ17の高さよりも薄くすることができるので、その結果、薄形化の図れた半導体装置20が得られる。
In the
また、半田バンプ17の高さd1は、具体的には100μm以上であることが好ましい。半田バンプ17の高さd1が100μm以上であれば、半導体装置20とプリント基板などとの接続において、両者の熱膨張率の相違に基づく応力が発生しても、その応力を半田バンプ17において分散させることができる。加えて、半導体装置20とプリント基板などとの接続において、十分な接続強度を確保することができる。
Further, specifically, the height d 1 of the
半導体基板11としては、特に制限されないが、例えば配線基板(インタボーザ)を使用しないウエハレベルCSPなどの半導体装置、各種半導体装置、各種電子装置などに用いられる基板が用いられる。
The
導電層14(電極パッド16)をなす材料としては、銅(Cu)などの導電性の良好な金属が用いられる。
絶縁層13をなす材料としては、例えば感光性ポリイミド、感光性エポキシ、感光性ベンゾシクロブテン(BCB)などの合成樹脂が用いられる。
As a material forming the conductive layer 14 (electrode pad 16), a metal having good conductivity such as copper (Cu) is used.
As a material forming the insulating
封止層15をなす材料としては、例えば感光性アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などの合成樹脂材料が用いられる。
半田バンプ17をなす材料としては、半田バンプ形成用、あるいは回路内または回路間の半田接続などに用いられる半田が用いられる。
保護層18をなす材料としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂などからなる感光性樹脂、フェノール系樹脂が用いられる。
As a material for forming the
As a material for forming the
As a material for forming the
なお、電極パッド16に半田バンプ17が押し付けられた際に生じる力を緩和する目的で、電極パッド16と絶縁層13との間に緩衝部を設けてもよい。
Note that a buffer portion may be provided between the
この半導体装置20では、半田バンプ17における電極パッド16と反対側の頂部17aが僅かに露出するように、封止層15上の全域わたって保護層18が設けられているから、半田バンプ17の耐候性が向上し、半導体装置20は長期信頼性に優れたものとなる。
In this
また、この半導体装置20は、頂部17aと保護層18の表面との段差が僅かであるため、保護層18の表面を真空吸着することにより、半導体装置20を安定に固定することができるから、加工中に反ることなく、半導体基板11のバックグラインド加工を行うことができる。
In addition, since the
次に、図3〜図5を用いて本発明に係る電子部品で用いられる半導体装置の製造方法の第一の実施形態について説明する。第一の実施形態は、以下の工程A〜工程Dからなる。
この実施形態では、保護層の形成、保護層の表面の研削および半導体基板のバックグラインドに関する工程以外は、従来公知の方法を用いることができる。
Next, a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device used in an electronic component according to the present invention will be described with reference to FIGS. The first embodiment includes the following steps A to D.
In this embodiment, conventionally known methods can be used except for the steps relating to the formation of the protective layer, the grinding of the surface of the protective layer, and the back grinding of the semiconductor substrate.
例えば、まず、電極2を形成した半導体基板1を用意し、この半導体基板1の一方の面1a上に、合成樹脂からなる絶縁層3を形成する。次いで、フォトリソグラフィにより電極2の上を開口し、開口部を形成する。次いで、この開口部内および絶縁層3の上に、RF(Radio Frequency)スパッタ法により銅あるいはチタニウムからなる電解めっき用シード層を形成する。次いで、このシード層上に液状レジストをスピンコート法によって塗布し、フォトリソグラフィによって所定のパターンの電解めっき用レジスト膜を形成する。次いで、電極2および絶縁層3の上に電解銅めっきにより導電層4を形成する。次いで、導電層4の形成後、レジスト膜を剥離し、続いてシード層をエッチングにより除去する。次いで、絶縁層3および導電層4の上に、合成樹脂からなる封止層5を形成する。次いで、封止層5の形成後、この封止層5を穿孔して導電層4の銅表面を露出して電極パッド6を形成し、図3(a)に示すような構造体を作製する。
For example, first, a
次いで、図3(b)に示すように、電極パッド6の上に、ボール搭載法または印刷法により半田ペーストを載置した後、リフロー工程を行い、半田バンプ7を形成する(工程A)。
Next, as shown in FIG. 3B, a solder paste is placed on the
次いで、図4(a)に示すように、上記構造体のうち半田バンプ7が載置された面上(封止層5の上)の全域にわたって、合成樹脂からなる半田バンプ7の高さ以上の厚みの保護層8を形成する(工程B)。
工程Bの保護層8は、例えば、以下の(1)、(2)の方法で形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, the height of the solder bumps 7 made of synthetic resin over the entire area of the structure on the surface on which the solder bumps 7 are placed (on the sealing layer 5). A
The
(1)液状の樹脂を、スピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、スクリーン印刷法などの方法で、上記構造体のうち半田バンプ7が載置された面上(封止層5の上)の全域にわたって、半田バンプ7の高さ以上の厚みに塗布して、保護層8を形成する。
液状の樹脂としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂などが用いられる。
(1) A liquid resin is applied to the surface of the above structure on which the solder bumps 7 are placed (on the sealing layer 5) by a method such as spin coating, roll coating, curtain coating, or screen printing. The
As the liquid resin, an acrylic resin, a silicone resin, or the like is used.
(2)金型を用いて、上記構造体のうち半田バンプ7が載置された面上(封止層5の上)の全域にわたって、半田バンプ7の高さ以上の厚みに合成樹脂をモールド成形して、保護層8を形成する。
合成樹脂としては、フェノール樹脂などが用いられる。
(2) Using a mold, a synthetic resin is molded to a thickness equal to or greater than the height of the solder bumps 7 on the entire surface of the structure on which the solder bumps 7 are placed (on the sealing layer 5). The
A phenol resin or the like is used as the synthetic resin.
次いで、図4(b)に示すように、保護層8の表面を研削し、保護層8の表面を平坦にすると同時に、半田バンプ7における電極パッド6と反対側に位置する頂部7aを僅かに露出する(工程C)。この工程により、半田バンプ7の高さと保護層8の厚みがほぼ同一となる。
Next, as shown in FIG. 4B, the surface of the
次いで、保護層8の表面を真空吸着することにより、半田バンプ7および保護層8が設けられた構造体を固定し、半導体基板1の他方の面1bをバックグラインド加工して(工程D)、図5に示すように、半導体基板1を薄形化し、半導体装置10を得る。
バックグラインド加工では、例えば、バックグラインダーなどを用いて、上記他方の面1bを研削する。
Next, the structure provided with the solder bumps 7 and the
In the back grinding process, for example, the
この実施形態では、上記構造体のうち半田バンプ7が載置された封止層5上の全域にわたって、合成樹脂からなる半田バンプ7の高さ以上の厚みの保護層8を設け、その表面を研削して平坦にすることにより、耐候性に優れた半導体装置10を得ることができる。また、半田バンプ7および保護層8が設けられた構造体を、半田バンプ7の形状に影響されることなく安定に固定することができるから、半導体基板1のバックグラインド加工を行うことができる。その結果、従来よりも半導体基板1の厚みを大幅に薄くした半導体装置10を作製することができる。
In this embodiment, a
次に、図6、図7を用いて本発明に係る電子部品で用いられる半導体装置の製造方法の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、以下の工程F〜工程Hからなる。
この実施形態では、保護層の形成および半導体基板のバックグラインドに関する工程以外は、従来公知の方法を用いることができる。
例えば、上述の第一の実施形態と同様に、図6(a)に示すような構造体を作製する。
Next, a second embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device used in an electronic component according to the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment includes the following steps F to H.
In this embodiment, conventionally known methods can be used except for the steps relating to the formation of the protective layer and the back grinding of the semiconductor substrate.
For example, as in the first embodiment described above, a structure as shown in FIG.
次いで、図6(b)に示すように、電極パッド16の上に、ボール搭載法または印刷法により半田ペーストを載置した後、リフロー工程を行い、半田バンプ17を形成する(工程F)。
Next, as shown in FIG. 6B, after a solder paste is placed on the
次いで、図7(a)に示すように、半田バンプ17における電極パッド16と反対側の頂部17aが僅かに露出するように、半田バンプ17が載置された面上(封止層15の上)の全域わたって保護層18を形成する(工程G)。
工程Gの保護層30は、例えば、以下の方法で形成する。
Next, as shown in FIG. 7A, on the surface on which the solder bumps 17 are placed (on the
The
(1)液状の樹脂を、スピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、スクリーン印刷法などの方法で、半田バンプ17における電極パッド16と反対側の頂部17aが僅かに露出するように、半田バンプ17が載置された面上(封止層15の上)の全域にわたって、半田バンプ17の高さよりも僅かに薄い厚みに塗布して、保護層18を形成する。
液状の樹脂としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂などが用いられる。
(1) Solder the liquid resin by spin coating, roll coating, curtain coating, screen printing, or the like so that the top 17a of the
As the liquid resin, an acrylic resin, a silicone resin, or the like is used.
次いで、表面保護シート30を貼り、その表面を真空吸着することにより、半田バンプ17および保護層18が設けられた構造体を固定し、半導体基板11の他方の面11bをバックグラインド加工して(工程H)、図7(b)に示すように、半導体基板11を薄形化し、半導体装置10を得る。
バックグラインド加工では、例えば、バックグラインダーなどを用いて、上記他方の面11bを研削する。
バックグラインド加工後に、表面の保護シートを剥がす。
Next, the surface
In the back grinding process, for example, the
After back grinding, peel off the protective sheet on the surface.
この実施形態では、半田バンプ17の頂部17aが僅かに露出するように保護層18を設けるため、耐候性および均熱性に優れた半導体装置20を得ることができる。また、頂部17aと保護層18の表面との段差が僅かであるから、保護層18の表面を真空吸着することにより、半導体装置20を安定に固定することができるから、加工中に反ることなく、半導体基板11のバックグラインド加工を行うことができる。その結果、従来よりも半導体基板11の厚みを大幅に薄くした半導体装置20を作製することができる。
In this embodiment, since the
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
(実施例1)
この実施例では、上述の本発明に係る半導体装置の製造方法の第一の実施形態によって、半導体装置を作製した。
上述の第一の実施形態において、直径8インチ、厚み725μmの半導体基板1を用い、絶縁層3の厚み5μm、導電層4の厚み5μmの構造体を作製した。
(Example 1)
In this example, a semiconductor device was manufactured by the first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above.
In the first embodiment described above, a structure having a thickness of 5 μm of the insulating
次いで、電極パッド6の上に、印刷法によりスズ(Sn)−鉛(Pb)共晶からなる高さ320μmの半田バンプ7を形成した。
次いで、封止層5の全域にわたって、金型を用いてフェノール系樹脂をモールド成形して、厚み330μmの保護層8を形成した。
次いで、半田バンプ7の高さが270μmとなるまで保護層8の表面を研磨し、保護層8の表面を平坦にすると同時に、半田バンプ7の頂部7aを僅かに露出した。
Next, a
Next, a phenolic resin was molded using a mold over the
Next, the surface of the
次いで、保護層8の表面を真空吸着することにより、半田バンプ7および保護層8が設けられた構造体を固定し、半導体基板1の他方の面1bをバックグラインド加工して、半導体基板1の厚みを300μmとし、半導体装置10を得た。
得られた半導体装置10は、耐候性に優れたものであった。
Next, the structure provided with the solder bumps 7 and the
The obtained
(比較例1)
半導体基板の他方の面をバックグラインド加工しない以外は実施例1と同様にして、半導体装置を作製した。
(Comparative Example 1)
A semiconductor device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the other surface of the semiconductor substrate was not back-grinded.
実施例1で得られた半導体装置10と、比較例1で得られた半導体装置との比較を表1に示す。
Table 1 shows a comparison between the
表1から、実施例1の半導体装置の厚みは、比較例1の半導体装置の厚みの約60%にすることができた。 From Table 1, the thickness of the semiconductor device of Example 1 could be about 60% of the thickness of the semiconductor device of Comparative Example 1.
(実施例2)
この実施例では、上述の本発明に係る半導体装置の製造方法の第二の実施形態によって、半導体装置を作製した。
上述の第二の実施形態において、直径8インチ、厚み725μmの半導体基板11を用い、絶縁層13の厚み20μm、導電層14の厚み16μmの構造体を作製した。
(Example 2)
In this example, a semiconductor device was manufactured by the second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above.
In the second embodiment described above, a structure having a thickness of 20 μm of the insulating
次いで、電極パッド16の上に、印刷法によりスズ(Sn)−鉛(Pb)共晶からなる高さ200μmの半田バンプ17を形成した。
次いで、半田バンプ17における電極パッド16と反対側の頂部17aが僅かに露出するように、半田バンプ17が載置された面上(封止層15の上)の全域わたって、粘度5000cPの液状の超高粘度シリコーン系樹脂をカーテンコート法により塗布して、厚み180μmの保護層18を形成した。
次いで、反応ガスとしてアルゴンと窒素の混合ガスを用いたドライエッチングにより、半田バンプ17の頂部17aに僅かに付着したシリコーン系樹脂を除去した。
Next, a
Next, a liquid having a viscosity of 5000 cP is formed over the entire area on the surface on which the
Next, the silicone resin slightly adhered to the tops 17a of the solder bumps 17 was removed by dry etching using a mixed gas of argon and nitrogen as a reaction gas.
次いで、保護層18の表面を真空吸着することにより、半田バンプ17および保護層18が設けられた構造体を固定し、半導体基板11の他方の面11bをバックグラインド加工して、半導体基板11の厚みを350μmとし、半導体装置20を得た。
得られた半導体装置20は、耐候性に優れたものであった。
Next, the surface of the
The obtained
(比較例2)
半導体基板の他方の面をバックグラインド加工しない以外は実施例2と同様にして、半導体装置を作製した。
(Comparative Example 2)
A semiconductor device was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the other surface of the semiconductor substrate was not back-grinded.
実施例2で得られた半導体装置20と、比較例2で得られた半導体装置との比較を表2に示す。
Table 2 shows a comparison between the
表2から、実施例2の半導体装置の厚みは、比較例2の半導体装置の厚みの約60%にすることができた。 From Table 2, the thickness of the semiconductor device of Example 2 could be about 60% of the thickness of the semiconductor device of Comparative Example 2.
本発明の電子部品およびその製造方法は、CSP以外の半導体装置にも適用可能である。 The electronic component and the manufacturing method thereof according to the present invention can be applied to semiconductor devices other than the CSP.
1,11・・・半導体基板、2,12・・・電極、3,13・・・絶縁層、4,14・・・導電層、5,15・・・封止層、6,16・・・電極パッド、7,17・・・半田バンプ、7a,17a・・・頂部、8,18・・・保護層、10,20・・・半導体装置、30・・・表面保護シート。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記半田バンプにおける前記電極パッドと反対側の頂部が平坦面を有し、該平坦面が露出するように、前記構造体のうち前記半田バンプが載置された面上の全域にわたって保護層が設けられていることを特徴とする電子部品。 A structure in which an insulating layer, a conductive layer, and a sealing layer are sequentially stacked on one surface of a semiconductor substrate, and an electrode pad in which the conductive layer is exposed is provided on the sealing layer, and a solder placed on the electrode pad In electronic parts with bumps,
The top of the solder bump opposite to the electrode pad has a flat surface, and a protective layer is provided over the entire surface of the structure on which the solder bump is placed so that the flat surface is exposed. Electronic parts characterized by being.
前記半田バンプにおける前記電極パッドと反対側の頂部が露出するように、前記構造体のうち前記半田バンプが載置された面上の全域にわたって保護層が設けられていることを特徴とする電子部品。 A structure in which an insulating layer, a conductive layer, and a sealing layer are sequentially stacked on one surface of a semiconductor substrate, and an electrode pad in which the conductive layer is exposed is provided on the sealing layer, and a solder placed on the electrode pad In electronic parts with bumps,
An electronic component, wherein a protective layer is provided over the entire surface of the structure on which the solder bump is placed so that a top portion of the solder bump opposite to the electrode pad is exposed. .
Using a structure in which an insulating layer, a conductive layer, and a sealing layer are sequentially stacked on one surface of a semiconductor substrate, and an electrode pad that exposes the conductive layer is provided on the sealing layer, solder bumps are provided on at least the electrode pad. Forming a protective layer having a thickness substantially equal to or greater than the height of the solder bumps over the entire surface of the structure on which the solder bumps are placed; and A method for manufacturing an electronic component, comprising sequentially performing a step H of backgrinding the other surface of the semiconductor substrate.
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