JP2007109746A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体素子3の回路形成領域4の外周部にある複数の入出力セル上に外周部電極パッド5が形成され、各外周部電極パッド5に外周部バンプ10が形成され、回路形成領域4の範囲内に設けられた入出力セル上に内部電極パッド14が形成され、内部電極パッド14は半導体素子3の回路に設けられた電源18に電気的に接続され、内部電極パッド14に2個の内部バンプ16が形成され、フリップチップ実装により、半導体素子3と半導体基板との間にエポキシ系樹脂材を介在させて、各外周部および内部バンプ10,16と半導体基板の各配線電極部とが接続される。
【選択図】図2
Description
接続が確保される。これにより、接続が維持され、接続の信頼性が向上する。
本第3発明は、半導体素子の内部電極パッドに、検査用のプローブ針を接触させる検査領域が形成されているものである。
本第5発明は、回路形成領域の範囲内には、回路コア部を駆動させる電力を供給する電源が設けられており、内部電極パッドの個数は、少なくとも前記電源の個数に対応しており、上記各電源毎にそれぞれ内部電極パッドが電気的に接続されているものである。
(実施の形態1)
図1に示すように、1は、半導体基板2上に半導体素子3を搭載した半導体装置である。また、図2は回路形成面を上面にした四角形状の半導体素子3の平面図である。この半導体素子3の回路形成領域4の外周部にある複数の入出力(I/O)セル上にはそれぞれ、長方形状の外周部電極パッド5が形成されている。各外周部電極パッド5には、検査用のプローブ針7を接触させてプローブ痕8を付ける検査領域9と、Au等の材質からなる外周部バンプ10を形成したバンプ形成領域11とが設けられている。
(1)検査工程
先ず、図4(a)(b)に示すように、ウェハ28上に形成された複数の半導体素子3の外周部および内部電極パッド5,14の検査領域9,15にそれぞれプローブ針7を接触させ、各検査領域9,15にプローブ痕8を形成して電気的な検査を行なう。
(2)切断工程
次に、ウェハ28を切断して複数の半導体素子3に分割する。
(3)バンプ形成工程
次に、図4(c)に示すように、半導体素子3の外周部電極パッド5に外周部バンプ10を形成するとともに内部電極パッド14に内部バンプ16を形成する。
(4)樹脂材貼り付け工程
次に、図4(d)に示すように、半導体基板2の上面にシート形状のエポキシ系樹脂材26を貼り付ける。
(5)実装工程
その後、図4(e)に示すように、半導体素子3を反転させ、半導体基板2上に半導体素子3をアライメントし、エポキシ系樹脂材26を介して高温高荷重を負荷する熱圧着方式(例えば230℃/10秒程度:50〜60gf/B)によりフリップチップ実装し、各外周部および内部バンプ10,16と各配線電極部23とを電気的に接続する。
以下、上記構成における作用を説明する。
図2(a)に示すように、外周部電極パッド5とは別に、回路形成領域4の範囲内に内部電極パッド14を形成し、各内部電極パッド14に内部バンプ16を形成しているため、半導体素子3の全ての電極パッド数は内部電極パッド14の数だけ増加し、したがって、外周部電極パッド14間の距離(ピッチ)を縮小したり或いは半導体素子3の外辺寸法L(サイズ)を拡大することなく、半導体素子3を多ピン化することができ、半導体素子3のコストダウンを図ることができる。
(実施の形態2)
図5に示すように、半導体素子3の各外周部および内部バンプ10,16と半導体基板2の各配線電極部23とが導電性接着材35を介して電気的に接続されている。
先述した実施の形態1と同様に、図6(a)(b)で示す(1)検査工程と、(2)切断工程と、図6(c)で示す(3)バンプ形成工程とを行う。
(4)実装工程
次に、図6(d)に示すように、半導体素子3の各外周部および内部バンプ10,16に導電性接着材35を塗布し、半導体素子3を反転させ、半導体基板2上に半導体素子3をアライメントして、高温高荷重を負荷する熱圧着方式によりフリップチップ実装し、導電性接着材35を介して各外周部および内部バンプ10,16と各配線電極部23とを電気的に接続する。
(5)樹脂注入工程
その後、図6(e)に示すように、半導体素子3と半導体基板2との隙間に、絶縁性を有する液状のエポキシ系樹脂材26を注入塗布し、120℃程度の高温状態でエポキシ系樹脂材26を硬化させる。
前記各実施の形態では、図1(b),図5(b)に示すように、1個の内部電極パッド14に2個の内部バンプ16を形成しているが、3個以上の複数個形成してもよく、例えば、図7(a)(b)に示すように、内部バンプ16を4個或いは8個形成してもよい。
前記各実施の形態では、図2(a)に示すように、内部電極パッド14を電源18の真上に配置しているが、電源18の近傍に配置してもよい。また、内部電極パッド14の個数を電源18の個数と同数にしているが、内部電極パッド14の個数を電源18の個数よりも多くしてもよい。この場合、電源18に接続された特定の内部電極パッド14に、別の内部電極パッド14が内部配線を介して接続される。これによると、半導体基板2に反りやうねりが発生しても、特定の内部電極パッド14の内部バンプ16と別の内部電極パッド14の内部バンプ16とが一度に配線電極部23から外れる可能性は非常に低く、ほとんどの場合、前記特定又は別のいずれかの内部電極パッド14の内部バンプ16が配線電極部23から外れたとしても、残りの内部電極パッド14の内部バンプ16と配線電極部23との接続が確保される。これにより、接続が維持され、接続の信頼性が向上する。また、1つの電源18に対して、前記特定の内部電極パッド14と別の内部電極パッド14とを選択して用いることも可能である。
2 半導体基板
3 半導体素子
4 回路形成領域
5 外周部電極パッド
7 プローブ針
10 外周部バンプ
14 内部電極パッド
15 検査領域
16 内部バンプ
18 電源
19a〜19d 区画領域
20a〜20d 外縁辺
23 配線電極部
26 エポキシ系樹脂材
28 ウェハ
35 導電性接着剤
A 対角線
Claims (8)
- 半導体素子の回路形成領域の外周部にある複数の入出力セル上にそれぞれ外周部電極パッドが形成され、各外周部電極パッドに外周部バンプが形成された半導体装置であって、
上記半導体素子の回路形成領域の範囲内に設けられた入出力セル上に内部電極パッドが形成され、
上記内部電極パッドに複数の内部バンプが形成され、
フリップチップ実装により、上記半導体素子と半導体基板との間に絶縁性を有する樹脂材を介在させて、半導体素子の各外周部および内部バンプと半導体基板の各配線電極部とを電気的に接続していることを特徴とする半導体装置。 - 半導体素子の各外周部および内部バンプと半導体基板の各配線電極部とが導電性接着材を介して電気的に接続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。
- 半導体素子の内部電極パッドに、検査用のプローブ針を接触させる検査領域が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導体装置。
- 検査領域を挟んだ両側にそれぞれ内部バンプが形成されていることを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
- 内部電極パッドの個数は、少なくとも半導体素子の回路に設けられた電源の個数に対応しており、
上記各電源毎にそれぞれ内部電極パッドが電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 半導体素子は四角形状であり、
外周部および内部電極パッドは長方形状に形成され、
半導体素子を対角線によって4つの三角形の区画領域に区切り、
上記各区画領域に含まれる外周部および内部電極パッドは、半導体素子の外縁辺に対して、短辺側が平行になるように配置されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 上記請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
ウェハ上に形成された半導体素子の外周部および内部電極パッドにそれぞれプローブ針を接触させて電気的な検査を行なう工程と、
ウェハを切断して複数の半導体素子に分割する工程と、
半導体素子の外周部電極パッドに外周部バンプを形成するとともに内部電極パッドに内部バンプを形成する工程と、
半導体基板の上面にシート形状の樹脂材を貼り付ける工程と、
半導体基板上に半導体素子をアライメントし、上記樹脂材を介して熱圧着方式でフリップチップ実装して、各外周部および内部バンプと各配線電極部とを電気的に接続する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 上記請求項2に記載の半導体装置の製造方法であって、
ウェハ上に形成された半導体素子の外周部および内部電極パッドにそれぞれプローブ針を接触させて電気的な検査を行なう工程と、
ウェハを切断して複数の半導体素子に分割する工程と、
半導体素子の外周部電極パッドに外周部バンプを形成するとともに内部電極パッドに内部バンプを形成する工程と、
半導体基板上に半導体素子をアライメントし、フリップチップ実装して、導電性接着材を介して各外周部および内部バンプと各配線電極部とを電気的に接続する工程と、
半導体素子と半導体基板との隙間に液状の樹脂材を注入塗布して硬化させる工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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