JP2007299832A - 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 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007299832A JP2007299832A JP2006124876A JP2006124876A JP2007299832A JP 2007299832 A JP2007299832 A JP 2007299832A JP 2006124876 A JP2006124876 A JP 2006124876A JP 2006124876 A JP2006124876 A JP 2006124876A JP 2007299832 A JP2007299832 A JP 2007299832A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- wiring board
- main surface
- layer
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/93—Batch processes
- H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/0555—Shape
- H01L2224/05552—Shape in top view
- H01L2224/05554—Shape in top view being square
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector 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
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector 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 stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector 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 stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—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
- H01L2224/45138—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 greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—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
- H01L2224/48221—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 stacked
- H01L2224/48225—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 stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—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 stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—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
- H01L2224/48221—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 stacked
- H01L2224/48225—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 stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—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 stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
- H01L2224/48228—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 stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item the bond pad being disposed in a recess of the surface of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49171—Fan-out arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【課題】半導体装置の実装信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体装置1は、配線基板3と、配線基板3上に搭載された半導体チップ2と、半導体チップ2の電極2aと配線基板3の端子21を接続するボンディングワイヤ4と、これらを封止する封止樹脂5を有している。配線基板の下面3bの周縁部に長方形状の平面形状を有する複数のランド部22が形成され、ランド部22の側面22bが配線基板3の側面3dで露出している。半導体装置1を実装基板30に実装する際には、半導体装置1のランド部22が半田34を介して実装基板30の端子33と接合される。ランド部22の側面22b上に半田34が吸い上がって付着しているかどうかを確認することで、半導体装置1の実装状態を確認できる。
【選択図】図22
【解決手段】半導体装置1は、配線基板3と、配線基板3上に搭載された半導体チップ2と、半導体チップ2の電極2aと配線基板3の端子21を接続するボンディングワイヤ4と、これらを封止する封止樹脂5を有している。配線基板の下面3bの周縁部に長方形状の平面形状を有する複数のランド部22が形成され、ランド部22の側面22bが配線基板3の側面3dで露出している。半導体装置1を実装基板30に実装する際には、半導体装置1のランド部22が半田34を介して実装基板30の端子33と接合される。ランド部22の側面22b上に半田34が吸い上がって付着しているかどうかを確認することで、半導体装置1の実装状態を確認できる。
【選択図】図22
Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージ形態の半導体装置およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。
半導体パッケージには、種々の形態があり、例えばQFN(Quad Flat Nonleaded Package)型の半導体装置、SON(Small Outline Nonleaded package)型の半導体装置、BGA(Ball Grid Array)型の半導体装置などがある。
国際公開第01/003186号パンフレット(特許文献1)には、QFN型の半導体装置に関する技術が記載されている。
特開2001−68799号公報(特許文献2)には、半導体素子や水晶振動子などの電子部品を搭載するための配線基板に関する技術が記載されている。
国際公開第01/003186号パンフレット
特開2001−68799号公報
本発明者の検討によれば、次のことが分かった。
QFN型やSON型の半導体パッケージでは、電極がパッケージ側面で露出しているため、半導体パッケージを実装基板上に半田で実装した際に、パッケージの電極の露出側面に半田が吸い上がり、この半田の吸い上がり状態を目視で観察することで、半導体パッケージの半田実装状態を確認することができる。これにより、半導体パッケージの実装信頼性を向上することができる。
しかしながら、リードフレームを用いてQFN型やSON型の半導体パッケージを製造すると、金属材料からなるリードフレームを切断する必要があるため、切断に用いるダイシングブレードが劣化しやすく、ダイシングブレードの寿命が低下しやすい。これは、半導体装置の製造コストを増大させる。また、リードフレームを用いたQFN型やSON型の半導体パッケージの場合、パッケージ外部からパッケージ内の半導体チップまでのリークパスが、リードフレームの板厚分となり、かつ封止樹脂とリードフレームの密着力も配線基板を用いた半導体パッケージに比べて低いため、吸湿しやすく、リフロー時にクラックが発生しやすくなる。これは、半導体装置の製造歩留まりや信頼性を低下させる可能性がある。また、1つのリードフレームから取得できる半導体パッケージの数を増やすために、MAP(Mold Array Package)方式でQFN型やSON型の半導体パッケージを製造する場合、リードフレームをテープ材に貼り付けた状態で一括モールドにより封止樹脂を形成する必要があるが、この場合、テープ材の接着材に付着していた異物が封止樹脂で封止したリードフレーム側に転写される可能性がある。これは、半導体装置の製造歩留まりや信頼性を低下させる可能性がある。
これに対し、配線基板を用いたBGA型の半導体パッケージにおいて、MAP方式により封止樹脂を形成する場合、配線基板の裏面側に封止樹脂が回り込むことなく、主面(半導体チップ搭載面)側のみ封止樹脂で封止することができるため、上記のような接着材を有するテープ材を必要としない。そのため、異物の転写の問題が抑制できるだけでなく、テープ材を使用しない分、製造コストを低減することができる。しかしながら、配線基板を用いたBGA型の半導体パッケージでは、配線基板の裏面に端子が格子状に配置されるため、半導体パッケージを実装基板上に半田で実装した際に、半導体パッケージの半田実装状態を目視で観察することができない。これは、半導体装置の実装信頼性を低下させ、半導体装置を実装した電子装置の製造歩留まりを低下させる可能性がある。また、配線基板を用いた半導体パッケージでは、パッケージ内部へ水分が進入しやすいため、吸湿対策を行って、半導体装置の信頼性を高めることが要求される。
本発明の目的は、半導体装置の実装信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。
また、本発明の目的は、半導体装置の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明は、第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面と、前記第1主面に形成された複数の第1電極と、前記第2主面に形成された複数のランド部と、前記複数の第1電極とこれらにそれぞれ対応する複数のランド部をそれぞれ電気的に接続する複数の第1ビア部とを有する配線基板と、前記配線基板の前記第1主面上に搭載された半導体チップであって、前記半導体チップは複数の第2電極を有し、前記複数の第2電極が前記複数の第1電極とそれぞれ電気的に接続された前記半導体チップと、前記配線基板の前記第1主面上に形成され、前記半導体チップを封止する封止樹脂とを有し、前記配線基板の側面で前記複数のランド部の側面が露出したものである。
また、本発明は、(a)そこからそれぞれ半導体装置が製造される半導体装置領域を複数有する配線基板であって、第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを有し、各半導体装置領域の前記第1主面に複数の第1電極を、各半導体装置領域の前記第2主面に複数のランド部を有する配線基板を準備する工程、(b)前記配線基板の第1主面の前記各半導体装置領域上に半導体チップを搭載し、前記半導体チップの複数の第2電極を前記配線基板の前記複数の第1電極に電気的に接続する工程、(c)前記(b)工程後、前記配線基板の前記第1主面上に前記半導体チップを覆うように封止樹脂を形成する工程、(d)前記(c)工程後、前記配線基板および前記封止樹脂を、前記半導体装置領域間のダイシング領域で切断して、複数の半導体装置に分割する工程を有し、前記(a)工程で準備された前記配線基板の前記第2主面では、前記各ランド部が、前記各半導体装置領域から、前記各半導体装置領域と前記ダイシング領域との境界を越えて前記ダイシング領域側に延在するように形成されているものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
半導体装置の実装信頼性を向上させることができる。
また、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
(実施の形態1)
本実施の形態の半導体装置およびその製造工程を図面を参照して説明する。
本実施の形態の半導体装置およびその製造工程を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施の形態である半導体装置1の上面透視図、図2は、半導体装置1の下面図、図3は、半導体装置1の断面図(全体断面図)、図4は、半導体装置1の要部断面図(部分拡大断面図)、図5は、半導体装置1の側面図である。図1および図2のA−A線の断面が図3にほぼ対応し、図3の端部近傍領域の拡大図が図4にほぼ対応する。また、図1は、封止樹脂5を透視したときの半導体装置1の平面透視図(上面図)である。また、図6は、半導体装置1を構成する配線基板3の上面図、図7は、ソルダレジスト層14を透視したときの配線基板3の上面透視図、図8は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20a,20b)を透視したときの配線基板3の下面透視図である。また、理解を簡単にするために、図7では、端子21(端子表面膜20a、開口部17)が形成されるべき位置を点線で示し、図8では、ランド部22(端子表面膜20b、開口部18)が形成されるべき位置を点線で示してある。
図1〜図5に示される本実施の形態の半導体装置1は、半導体チップ2が配線基板3に搭載(接合、接続、実装)された半導体装置(半導体パッケージ)である。
本実施の形態の半導体装置1は、半導体チップ2と、半導体チップ2を支持または搭載する配線基板3と、半導体チップ2の表面の複数の電極2aとこれに対応する配線基板3の複数の端子21とを電気的に接続する複数のボンディングワイヤ4と、半導体チップ2およびボンディングワイヤ4を含む配線基板3の上面3aを覆う封止樹脂(封止樹脂部、封止部、封止体)5とを有している。
半導体チップ2は、例えば、単結晶シリコンなどからなる半導体基板(半導体ウエハ)の主面に種々の半導体素子または半導体集積回路を形成した後、必要に応じて半導体基板の裏面研削を行ってから、ダイシングなどにより半導体基板を各半導体チップ2に分離したものである。半導体チップ2は、互いに反対側に位置する主面である表面(半導体素子形成側の主面、上面)2bと裏面(半導体素子形成側の主面とは逆側の主面、下面)2cを有し、その表面2bが上方を向くように配線基板3上面(チップ支持面)3a上に配置され、半導体チップ2の裏面2cが配線基板3の上面3aに接着材(ダイボンド材、接合材、接着剤)6を介して接着され固定されている。接着材6は、例えば絶縁性または導電性のペースト材や接着フィルムなどを用いることができる。半導体チップ2の表面2bには、複数の電極(ボンディングパッド、パッド電極)2aが形成されており、電極2aは、半導体チップ2内部または表層部分に形成された半導体素子または半導体集積回路に電気的に接続されている。
配線基板3は、図1〜図8に示されるように、絶縁性の基材層11と、基材層11の上面11aおよび下面11bに形成された複数の導体パターン(すなわち導体パターン12a,12bおよびダミーの導体パターン13a,13b)と、それら導体パターンの一部以外を覆うように基材層11の上面11aおよび下面11b上に形成された絶縁層(絶縁体層、絶縁膜)としてのソルダレジスト層14とを有している。基材層(絶縁基板、コア材)11は、例えばガラスエポキシ樹脂などからなる。
配線基板3の基材層11の上面11aにおいては、ボンディングワイヤ4接続用の端子(後述する端子21に対応)を形成するための導体パターン12aが、基材層11の上面11aの周辺領域(半導体チップ2搭載領域よりも外周側の領域)に複数形成され、ダミーの導体パターン13aが、基材層11の上面11aの中央付近(半導体チップ2を搭載する領域)に複数形成されている。また、基材層11の下面11bにおいては、半導体装置1の外部端子(後述するランド部22に対応)を形成するための導体パターン12bが、基材層11の下面11bの周辺領域(周縁部)に複数形成され、ダミーの導体パターン13bが、基材層11の下面11bの中央付近に複数形成されている。
また、基材層11には複数の開口部(スルーホール、ビア、貫通孔)15が形成されており、各開口部15内(側壁上)には導体層16が形成されている。
ソルダレジスト層(絶縁膜、半田レジスト層)14は、導体パターン12a,12b,13a,13bを保護する絶縁層(絶縁膜)としての機能や、導体パターン12a,12b,13c,13bの半田形成が不要な領域に半田が付着しないようにする機能を有しており、例えば有機系樹脂材料などの絶縁体材料からなる。また、ソルダレジスト層14は、基材層11の上面11aおよび下面11b上に導体パターン12a,12b,13a,13bを覆うように形成されており、基材層11の開口部15の内部のうち、導体層16で埋まっていない部分(基材層11の上面11a側の部分)もソルダレジスト層14で埋められている。
導体パターン12a,12bおよびダミー導体パターン13a,13bは、同種の導電体(金属)材料で形成されていれば、配線基板3の製造が容易となるので好ましく、例えば銅(Cu)膜からなる。また、基材層11の開口部15内(側壁上)の導体層16も、導体パターン12a,12bおよびダミー導体パターン13a,13bと同種の導電体(金属)材料、例えば銅(Cu)膜により構成することができる。
基材層11の上面11aに形成された各導体パターン12aは、一部(中央部および基材層11の上面11aの端部に接する端部)がソルダレジスト層14の開口部(ソルダレジスト層14を形成していない領域)17から露出され、他の部分(周辺部)がソルダレジスト層14で覆われた状態となっている。
導体パターン12aのうち、ソルダレジスト層14の開口部17から露出した領域上には、端子表面膜(端子表面層)20aが形成されている。端子表面膜20aは、めっき法などで形成された導体膜(めっき層)からなり、例えば、導体パターン12aに近い側から順にニッケル(Ni)めっき層と金(Au)めっき層とが積層された積層膜により構成されている。端子表面膜20aを構成するめっき層は、電解めっきなどにより形成することができる。また、端子表面膜20aが無電解めっき層により形成されている場合は、ニッケル(Ni)めっき層と金(Au)めっき層の間に、更にパラジウム(Pd)めっき層を形成することもできる。ソルダレジスト層14の開口部17から露出した導体パターン12aおよびその上の端子表面膜20aにより、ボンディングワイヤ4を接続するための端子(電極、ワイヤ接続用電極、ワイヤ接続部、接続端子、ボンディングパッド、パッド電極)21が、配線基板3の上面3aの周辺部(周縁部、半導体チップ2搭載領域よりも外周側の領域)に複数形成されている。また、端子表面膜20aの最上層のめっき層(Auめっき層)を端子21とみなすこともできる。
基材層11の下面11bに形成された各導体パターン12bは、一部(中央部)がソルダレジスト層14の開口部(ソルダレジスト層14を形成していない領域)18から露出され、他の一部(周辺部)がソルダレジスト層14で覆われた状態となっている。
導体パターン12bのうち、ソルダレジスト層14の開口部18から露出した領域上には、端子表面膜(端子表面層)20bが形成されている。端子表面膜20bは、めっき法などで形成された導体膜(めっき層)からなり、例えば、導体パターン12bに近い側から順にニッケル(Ni)めっき層と金(Au)めっき層とが積層された積層膜により構成されている。端子表面膜20bを構成するめっき層は、電解めっきなどにより形成することができる。また、端子表面膜20bが無電解めっき層により形成されている場合は、ニッケル(Ni)めっき層と金(Au)めっき層の間に、更にパラジウム(Pd)めっき層を形成することもできる。ソルダレジスト層14の開口部18から露出した導体パターン12bおよびその上の端子表面膜20bにより、半導体装置1の外部端子(外部接続用端子、外部接続用電極、半田接続用端子)として機能する導電性のランド部(ランド、導電性ランド部、端子、接続端子、外部端子、電極)22が、配線基板3の下面(上面3aとは反対側の主面)3bの周辺部(周縁部)に複数形成されている。後述するように、半導体装置1を実装基板30などに実装する際には、半導体装置1の複数のランド部22は、半田接続用の端子として機能することができる。複数のランド部22は、配線基板3の下面3bにおいて、周辺部(周縁部)に並んで配置されている。また、端子表面膜20bの最上層のめっき層(Auめっき層)をランド部22とみなすこともできる。詳細は後述するが、各ランド部22は、好ましくは、配線基板3の下面3bにおいて、長方形状の平面形状を有して下面3bの周縁部に設けられ、その1辺(端辺)が配線基板3の下面3bの端部3c(配線基板3の側面3d)に到達し、ランド部22の側面22bが配線基板3の側面3dで露出している。
また、端子21を構成する端子表面膜20aとランド部22を構成する端子表面膜20bとは、同種の導体(金属)材料で構成されていれば好ましく、同種のめっき膜で構成されていれば更に好ましい。これにより、端子21を構成する端子表面膜20aとランド部22を構成する端子表面膜20bとを、同じ工程(同じめっき工程)で形成できるので、半導体装置1の製造工程数を低減でき、半導体装置1の製造コストを低減できる。
また、端子表面膜20a,20bの最上層(導体パターン12a,12bから最も遠い層)は、上記のように金めっき層であることがより好ましい。これにより、端子21へのボンディングワイヤ4の接続が容易となる。
また、端子21およびランド部22を構成する端子表面膜20a,20bにおいて、最上層の金めっき層と下地の導体パターン12a,12b(銅層)との間に、上記のようにニッケルめっき層を形成すればより好ましい。これにより、半導体装置1のランド部22を実装基板(後述する実装基板30に対応)に半田で実装した際に、ニッケルめっき層が半田に対するバリア層として機能でき、半田により導体パターン12a,12b(銅層)が侵食されるのを防止できる。このため、半導体装置1の実装信頼性を向上することができる。
従って、端子21およびランド部22は、銅層(導体パターン12a,12b)と、その上のニッケル層と、更にその上の金層とを有していることがより好ましい。
基材層11の上面11aに形成されたダミーの導体パターン13aと基材層11の下面11bに形成されたダミーの導体パターン13bは、全部がソルダレジスト層14で覆われた状態となっている。また、配線基板3の上面3aにおいて、半導体チップ2はソルダレジスト層14上に接着材6を介して接着されている。
基材層11の上面11aの各導体パターン12aは、基材層11の開口部15内の導体層16(ビア部15a)を介して、基材層11の下面11bの各導体パターン12bに電気的に接続されている。このため、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)の端子21は、導体パターン12a,12bや配線基板3(基材層11)の開口部15内の導体層16(ビア部15a)を介して、配線基板3の下面3b(基材層11の下面11b)のランド部22に電気的に接続されている。
このように、配線基板3は、上面3a(第1主面)と、上面3aの反対側の主面である下面3b(第2主面)と、上面3aに形成された複数の端子21(第1電極)と、下面3bに形成された複数のランド部22と、複数の端子21(第1電極)とこれらにそれぞれ対応する複数のランド部22をそれぞれ電気的に接続する複数のビア部(第1ビア部)15aとを有している。複数の端子21(第1電極)とこれらにそれぞれ対応する複数のランド部22をそれぞれ電気的に接続する複数のビア部(第1ビア部)15aは、それぞれ配線基板3の絶縁性の基材層11に形成された開口部15および開口部15内の導体層16により形成されている。
配線基板3の上面3aに搭載された半導体チップ2の複数の電極2aは、配線基板3の上面3aの複数の端子21に、複数のボンディングワイヤ4を介してそれぞれ電気的に接続されている。このため、半導体チップ2の複数の電極2aは、複数のボンディングワイヤ4を介して配線基板3の上面3aの複数の端子21に電気的に接続され、更に配線基板3のビア部15aを介して配線基板3の下面3bの複数のランド22に電気的に接続されている。ボンディングワイヤ4は、例えば金線などの金属細線からなる。
封止樹脂5は、例えば熱硬化性樹脂材料などの樹脂材料などからなり、フィラーなどを含むこともできる。例えば、フィラーを含むエポキシ樹脂などを用いて封止樹脂5を形成することもできる。封止樹脂5は、配線基板3の上面3a上に半導体チップ2および複数のボンディングワイヤ4を覆うように形成されている。すなわち、封止樹脂5は、配線基板3の上面3a上に形成され、半導体チップ2およびボンディングワイヤ4を封止する。封止樹脂5により、半導体チップ2およびボンディングワイヤ4が封止され、保護される。
次に、本実施の形態の半導体装置1の製造工程(製造方法)について説明する。
まず、本実施の形態の半導体装置1の製造に用いられる配線基板51の製造工程の一例について説明する。図9〜図14は、本実施の形態の半導体装置1の製造に用いられる配線基板51の製造工程中の上面図または下面図である。図9〜図14のうち、図9,図11および図13が上面図であり、図10,図12および図14が下面図である。また、図9と図10とは同じ工程段階に対応し、図11と図12とは同じ工程段階に対応し、図13と図14とは同じ工程段階に対応する。
なお、本実施の形態では、複数の配線基板3がアレイ状に繋がって形成された多数個取りの配線基板(配線基板母体)51を用いて個々の半導体装置1を製造する場合について説明する。この配線基板51は、上記配線基板3の母体であり、配線基板51を後述する切断工程で切断し、各半導体装置領域(基板領域、単位基板領域)52に分離したものが半導体装置1の配線基板3に対応する。配線基板51は、そこから1つの半導体装置1が形成される領域である半導体装置領域(基板領域、単位基板領域)52がマトリクス状に複数配列した構成を有している。なお、図9〜図14では、2行×2列の合計4つの半導体層地領域52に相当する領域が示されている。
配線基板51は例えば次のようにして製造することができる。
図9および図10に示されるように、コア材としての絶縁性の基材層11を準備し、この基材層11に上記開口部15を形成する。基材層11の開口部15は、基材層11の上面11a側からレーザを照射することにより形成することが好ましく、これにより、基材層11の開口部15の直径(寸法)は、基材層11の上面11a側で大きく、基材層11の下面11b側で小さくなり、基材層11の開口部15をテーパ形状とすることができる。例えば、基材層11の開口部15の直径は、基材層11の上面11aで100μm程度、基材層11の下面11bで20μm程度とすることができる。レーザによる開口部15の形成後、必要に応じて、基材層11の開口部15内の清浄化処理(残渣除去処理、デスミア処理)を行うこともできる。
次に、基材層11の全面(すなわち基材層11の上面11aおよび下面11bと基材層11の開口部15の側壁上)に無電解めっき法で無電解銅(Cu)めっき層を形成する。
次に、基材層11の上面11aおよび下面11b上にめっきレジスト層(図示せず)を形成する。このめっきレジスト層は、基材層11の上面11aおよび下面11bにおいて、導体パターン12a,12b,13a,13cとめっき配線(給電線)54とを形成すべき領域の無電解銅めっき層を露出し、それ以外の領域の無電解銅めっき層を覆うように形成される。
次に、電解めっき法により、基材層11の上下両面に形成された上記めっきレジスト層から露出する無電解銅めっき層上に電解銅めっき層を形成する。その後、めっきレジスト層を除去し、更に、電解銅めっき層で覆われていない領域の無電解銅めっき層をエッチングなどにより除去する。これにより、図11および図12に示されるように、基材層11の上面11aの導体パターン12a,13aを形成すべき領域と、基材層11の下面11bの導体パターン12b,13bおよびめっき配線(給電線)54を形成すべき領域と、基材層11の開口部15の側壁上とに、無電解銅めっき層とその上の電解銅めっき層の積層膜が形成される。この無電解銅めっき層および電解銅めっき層の積層膜により、基材層11の上面11aに導体パターン12a,13aが形成され、基材層11の下面11bに導体パターン12b,13bおよびめっき配線(給電線)54が形成され、基材層11の開口部15内(側壁上)に導体層16(図11および図12では図示せず)が形成される。
なお、上記のように基材層11の開口部15をテーパ形状としているので、上記無電解銅めっき工程と電解銅めっき工程により、開口部15の直径が小さな基材層11の下面11b側では、基材層11の開口部15が銅めっき層(無電解銅めっき層および/または電解銅めっき層)、すなわち導体層16、で埋まった(満たされた)状態となる。
このようにして、基材層11の上面11aの導体パターン12a,13aと、基材層11の下面11bの導体パターン12b,13bおよびめっき配線(給電線)54と、基材層11の開口部15内の導体層16とが形成される。基材層11の上面11aの導体パターン12a,13aと、基材層11の下面11bの導体パターン12b,13bと、基材層11の開口部15内の導体層16とは、同種の導電体(金属)材料、ここでは銅(Cu)により形成され、具体的には、無電解銅めっき層と電解銅めっき層の積層膜により形成される。基材層11の上面11aの導体パターン12aと、基材層11の下面11bの導体パターン12bとは、基材層11の開口部15内の導体層16を介して、電気的に接続されている。
次に、図13および図14に示されるように、印刷法などを用いてソルダレジスト層14を基材層11の上面11aおよび下面11b上に形成する。基材層11の上面11aでは、導体パターン12aの上記端子21形成予定領域がソルダレジスト層14の開口部17から露出され、基材層11の下面11bでは、導体パターン12bのランド部22形成予定領域がソルダレジスト層14の開口部18から露出され、他の領域はソルダレジスト層14で覆われる。また、基材層11の開口部15の内部のうち、基材層11の上面11a側の導体層16で埋まっていない部分もソルダレジスト層14で埋められる。
次に、基材層11の上面11aおよび下面11b上の導体パターン12a,12bの露出部(すなわち端子21形成予定領域およびランド部22形成予定領域)上に、ニッケル(Ni)めっき層および金(Au)めっき層を電解めっき法により順に形成する。この際、基材層11の下面11bのめっき配線(給電線)54を介して所定の電位(電力)を供給して、基材層11の上面11aおよび下面11b上の導体パターン12a,12bのソルダレジスト層14から露出した部分上に、電解ニッケルめっき層および電解金めっき層を順に形成する。この電解ニッケルめっき層および電解金めっき層の積層膜により、上記端子表面膜20a,20bが形成される。
これにより、基材層11の上面11aでソルダレジスト層14の開口部17から露出された導体パターン12aおよびその上のめっき層(上記端子表面膜20a)により、端子21が形成され、基材層11の下面11bでソルダレジスト層14の開口部18から露出された導体パターン12bおよびその上のめっき層(上記端子表面膜20b)により、ランド部22が形成される。その後、必要に応じて基材層11を外形加工(切断)して配線基板51を形成することができる。
このようにして製造された配線基板51は、図13および図14に示されるように、後述する配線基板51の切断工程で分割されて配線基板3となる半導体装置領域52を複数有しており、配線基板51の上面(主面)51aの各半導体装置領域52に形成された複数の端子21と、配線基板51の下面(上面51aとは反対側の主面)51bの各半導体装置領域52に形成された複数のランド部22とを有している。
配線基板51の上面51aにおいて、各端子21は、隣り合う半導体装置領域52間のダイシング領域(ダイシングライン、切断領域)57に達しないように形成されており、孤立した個別のパターンとして形成されている。
一方、配線基板51の下面51bにおいて、各ランド部22のパターンは、半導体装置領域52上の領域から、半導体装置領域52間のダイシング領域(ダイシングライン、切断領域)57上まで延在するように形成されている。すなわち、配線基板51の下面51bでは、各ランド部22(のパターン)が、各半導体装置領域52から、各半導体装置領域52とダイシング領域57との境界を越えてダイシング領域57側にも延在するように形成されている。例えば、図14に示されるように、隣り合う半導体装置領域52に形成されたランド部22同士がダイシング領域57を越えて連続的に一体化したパターンとして形成されている。
次に、配線基板51を用いて本実施の形態の半導体装置1を製造する(組み立てる)工程について説明する。図15〜図19は、本実施の形態の半導体装置1の製造(組立)工程中の断面図である。
図15は、上記図9〜図14のようにして準備(製造)された配線基板51の図13および図14のB−B線の断面に対応する領域が示されている。このような配線基板51の上面51aの各半導体装置領域52上に、図16に示されるように、半導体チップ2を上記接着材6を介して搭載(接合、ダイボンディング、チップマウント)する。
次に、図17に示されるように、ワイヤボンディング工程を行って、半導体チップ2の各電極2aと、これに対応する配線基板51に形成された端子21とをボンディングワイヤ4を介して電気的に接続する。すなわち、配線基板51の上面51aの各半導体装置領域52上の複数の接続端子21とその半導体装置領域52上に接合された半導体チップ2の複数の電極2aとを複数のボンディングワイヤ4を介して電気的に接続する。
次に、モールド工程(例えばトランスファモールド工程)による樹脂封止を行って封止樹脂5a(封止部)を形成し、半導体チップ2およびボンディングワイヤ4を封止樹脂5aによって封止する。このモールド工程では、配線基板51の上面51aの複数の半導体装置領域52を封止樹脂5aで一括して封止する一括封止を行う。すなわち、配線基板51の上面51aの複数の半導体装置領域52上に半導体チップ2およびボンディングワイヤ4を覆うように封止樹脂5aを形成する。このため、封止樹脂5aは、配線基板51の上面51aの複数の半導体装置領域52を覆うように形成される。封止樹脂5aは、例えば熱硬化性樹脂材料などの樹脂材料などからなり、フィラーなどを含むこともできる。例えば、フィラーを含むエポキシ樹脂などを用いて封止樹脂5aを形成することができる。
次に、必要に応じて、マーキングを行って、封止樹脂5aの表面に製品番号などのマークを付す。
次に、図18に示されるように、封止樹脂5aの上面をパッケージ固定テープ56に貼り付け、配線基板51およびその上に形成された封止樹脂5aを、半導体装置領域52間のダイシング領域(ダイシングライン、切断領域)57に沿ってダイシングブレード58などにより切断(ダイシング)して、図19に示されるように、それぞれの半導体装置領域52を個々の(個片化された)半導体装置1に切断分離(分割)する。すなわち、配線基板51および封止樹脂5aを各半導体装置領域52に切断して分割する。このように、切断・個片化を行って、図1〜図5に示されるような半導体装置1を製造することができる。1つの半導体装置領域52から1つの半導体装置1が製造されるので、半導体基板51を用いて複数の半導体装置1を製造することができる。各半導体装置領域52に切断され分離(分割)された配線基板51が配線基板3に対応し、各半導体装置領域52に切断され分離(分割)された封止樹脂5aが封止樹脂5に対応する。また、配線基板51の上面51aが、配線基板3の上面3aに対応し、配線基板51の下面51bが、配線基板3の下面3bに対応する。
上記のように、配線基板51の下面51bにおいて、各ランド部22のパターンは、半導体装置領域52上の領域から、半導体装置領域52間のダイシング領域57上まで延在するように形成されていた。すなわち、各ランド部22のパターンは、一部が半導体装置領域52からはみ出して、ダイシング領域57上に延在していた。このため、配線基板51を切断した際には、ダイシングブレード58はランド部22のパターンを横切るので、切断面はランド部22のパターンを横切って形成され、配線基板3の側面(切断面)3dとランド部22の側面(切断面)22bが同一面となり、配線基板3の側面(切断面)3dでランド部22の側面(切断面)22bが露出した状態となる。
次に、本実施の形態の半導体装置1の構造の特徴および効果についてより詳細に説明する。
上記図1〜図8からも分かるように、本実施の形態の半導体装置1では、半導体装置1の下面、すなわち配線基板3の下面3bにおいて、複数のランド部22が周辺部(周縁部)に形成されているが、各ランド部22は、配線基板3の端部3cに到達するまで延在している。すなわち、各ランド部22の端部(端辺)22aが、配線基板3の端部3c(配線基板3の側面3d)に到達している。各ランド部22は、ソルダレジスト層14で覆われずに、ソルダレジスト層14の開口部18から露出されているが、配線基板3の端部3cに到達している各ランド部22の端部(端辺)22aおよびその近傍領域も、ソルダレジスト層14で覆われずに、ソルダレジスト層14の開口部18から露出されている。そして、配線基板3の側面3dの下部(下面3b側の領域)で、各ランド部22の側面22bも露出されている。なお、配線基板3の側面3dおよび各ランド部22の側面22bは、上記のように、多数個取りの配線基板母体を切断して半導体装置1に個片化した際の切断面である。上記のように、各ランド部22は、基材層11の下面11b上に形成された導体パターン12b(銅層)とその上の端子表面膜20bの積層膜により形成されている。この端子表面膜20bは、めっき層(Niめっき層およびAuめっき層の積層めっき層またはNiめっき層、Pdめっき層およびAuめっき層の積層めっき層)からなる。このため、配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bは、導体パターン12b(銅層)と端子表面膜20b(上記めっき層)の積層膜の切断面となっている。
このように、配線基板3の下面3bの周辺部(周縁部)に複数のランド部22が形成されて露出され、これら複数のランド部22が、それぞれ配線基板3の下面3bの端部3c(配線基板3の側面3d)に到達するまで配線基板3の下面3b上に延在し、配線基板3の側面3dでそれら複数のランド部22の側面22bが露出している。従って、本実施の形態の半導体装置1は、下面(裏面)だけでなく側面にも電極(ランド部22)が露出した表面実装型の半導体装置(半導体パッケージ)、すなわち、下面(配線基板3の下面3b)および側面(配線基板3の側面3d)に電極(ランド部22)が露出した表面実装型の半導体装置である。
本実施の形態の半導体装置1は、半導体装置1実装用の配線基板である実装基板(配線基板、回路基板、外部基板、マザーボード)30などに実装して使用される。図20は、本実施の形態の半導体装置1を実装基板(配線基板)30に半田実装した状態を示す断面図、図21は、その側面図、図22は、その要部断面図(部分拡大断面図)である。なお、図20は、上記図3に対応する領域の断面が示され、図21は、上記図5に対応する側面が示され、図22は、上記図4に対応する断面が示されている。
図20〜図22に示されるように、実装基板30は、その上面(半導体装置1を実装する側の主面)31にソルダレジスト層(半田レジスト層)32が形成されており、ソルダレジスト層32の開口部32aから端子(電極、導体パターン)33が露出されている。半導体装置1を実装基板30に実装した場合、図20〜図22に示されるように、半導体装置1の複数のランド部22が、実装基板30の上面31の複数の端子(電極、導体パターン)33に、それぞれ半田34を介して接合されて電気的に接続される。半導体装置1を実装基板30に実装するには、例えば、実装基板30の複数の端子33上に半田ペーストを供給してから、半導体装置1のランド部22と実装基板30の端子33とが半田ペーストを介して対向するように実装基板30上に半導体装置1を配置し、その後、半田リフロー処理を行えばよい。半田リフロー処理により、溶融して再固化した半田ペーストが、上記半田34となる。
このように、半導体装置1の複数のランド部22は、半田接続用の端子として機能することができ、半導体装置1を実装基板30(他の配線基板)などに実装する際には、半導体装置1の複数のランド部22が、半田34を介して、実装基板30(他の配線基板)の複数の端子33にそれぞれ電気的に接続される。
本実施の形態の半導体装置1は、配線基板3の下面3bにおいて、各ランド部22が配線基板3の端部3cに到達するまで延在し、配線基板3の側面3dで各ランド部22の側面22bが露出している。このため、半導体装置1を実装基板30に半田実装した場合、図20〜図22にも示されるように、配線基板3の側面3dで露出していた各ランド部22の側面22b上にも半田34が吸い上がり、配線基板3の側面3dで露出していた各ランド部22の側面22b上にも半田34が付着した状態となる。
半導体装置1のランド部22と実装基板30の端子33とが半田34で確実に接合されている場合は、そのランド部22の側面22b上を半田34が吸い上がり、そのランド部22の側面22b上に半田34が付着した状態となる。しかしながら、半導体装置1のランド部22と実装基板30の端子33との間の半田34による接合が不十分(不良)である場合は、そのランド部22の側面22b上を半田34が吸い上がらず、そのランド部22の側面22b上には半田34が付着していない状態となる。
実装基板30の上面31の上方などから、実装基板30に実装した半導体装置1を目視などで観察する(見る)と、配線基板3の配線基板3の側面3dで露出していた各ランド部22の側面22b上に半田34が吸い上がって付着しているかどうか、確認(観察)することができる。このため、実装基板30の上面31の上方から、実装基板30に実装した半導体装置1を目視などで観察し、半導体装置1の各ランド部22の側面22b上に半田34が吸い上がって付着しているかどうかを確認(観察)することで、半導体装置1の実装状態(半導体装置1と実装基板30の半田接続状態、すなわち半導体装置1の各ランド部22と実装基板30の各端子33とが半田34で的確に接続されているかどうか)を確認することができる。半導体装置1の各ランド部22の側面22b上に半田34が吸い上がっていないことで半導体装置1の実装状態を不良(半導体装置1の各ランド部22と実装基板30の各端子33とが半田34で的確に接続されていない)と判別した半導体装置1は、実装基板30への実装をやり直すか、あるいは不良品として実装基板30ごと除去する。これにより、半導体装置1を実装基板30に実装した後の、半導体装置1の実装状態の確認が容易となり、半田接続状態がよくないものを除外することができるので、半導体装置1を実装基板30などに実装したときの実装信頼性(接続信頼性、半導体装置1のランド部22と実装基板30の端子33の半田接続の信頼性)を向上することができる。
また、上記のように、半導体装置1の各ランド部22の側面22b上に半田34が吸い上がって付着しているかどうかを確認(観察)することで、半導体装置1の実装状態を確認することができる。このため、配線基板3の側面3dで露出していた各ランド部22の側面22bの幅W1が小さいと、各ランド部22の側面22b上への半田34の吸い上がり状態を確認(観察)しにくくなり、半導体装置1の実装状態を確認しにくい。例えば、上記幅W1に相当するものが、ランド部表面のめっき膜(上記端子表面膜20bに相当するもの)を形成する際に使用するめっき配線(上記めっき配線54に相当するもの)程度の幅であれば、半田の吸い上がり状態を確認(観察)しにくくなり、半導体装置の実装状態を確認しにくくなる。それに対して、本実施の形態では、配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bの幅W1を、配線基板3の下面3bにおいて端部3cから内部方向に延在する各ランド部22の内部側の領域の幅W2と同等以上にする(すなわちW1≧W2とする)。配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bの幅W1を、配線基板3の下面3bの内部側領域における各ランド部22の幅W2以上(すなわちW1≧W2)とすることで、配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bの幅W1を大きくすることができ、各ランド部22の側面22b上への半田34の吸い上がり状態を確認(観察)しやすくなり、半導体装置1の実装状態を確認しやすくなる。これにより、半導体装置1を実装基板30などに実装したときの実装信頼性をより向上することができる。
なお、ランド部22の上記幅W1,W2は、配線基板3の下面3bに平行で、かつ、そのランド部22が接する配線基板3の側面3d(端部3c)に平行な方向の幅(寸法)に対応する。
また、上記のように、配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bの幅W1を、配線基板3の下面3bの内部側領域における各ランド部22の幅W2以上(すなわちW1≧W2)とするが、配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bの幅W1が、配線基板3の下面3bの内部側領域における各ランド部22の幅W2と同じ(すなわちW1=W2)であれば、より好ましい。すなわち、半導体装置1を構成する配線基板3の下面3bにおいて、各ランド部22の平面形状を長方形状とし、その一辺(好ましくは長方形の長辺ではなく短辺)が、配線基板3の下面3bの端部3cに到達し、配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bとなることが、より好ましい。ランド部22の平面形状を長方形状として上記幅W1を上記幅W2と同じ(W1=W2)とすることで、配線基板3の下面3bにおいて、隣り合うランド部22同士が近接してしまうのを抑制または防止でき、それによって、半導体装置1を実装基板30などに実装した際の端子間のショート(隣り合うランド部22間が半田34を介してショートしてしまう現象)を防止することができる。これにより、半導体装置1を実装基板30などに実装したときの実装信頼性を更に向上することができる。
また、配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bの幅W1は、ランド部22表面のめっき膜(上記端子表面膜20bに相当するもの)を形成する際に使用するめっき配線54の幅W3よりも大きい(すなわちW1>W3)ことがより好ましい。これにより、配線基板3の側面3dで露出する各ランド部22の側面22bの幅W1を大きくして各ランド部22の側面22b上への半田34の吸い上がり状態を確認(観察)しやすくするとともに、配線基板51のダイシング(上記図18の工程)の際に、めっき配線54を除去して、不要なめっき配線54が半導体装置1に残存するのを防止することができる。
また、本実施の形態では、上記図11および図12からも分かるように、めっき配線(給電線)54を配線基板51の下面51b側に設けており、配線基板51の上面51a側には形成していない。めっき配線54は、端子21およびランド部22用の電解めっき層(端子表面膜20a,20b)を形成するために使用することができ、配線基板51の下面51bのダイシング領域57に沿って設けられ、ダイシング領域57でランド部22用の導体パターン12bと接続されている。端子21およびランド部22(用の端子表面膜20a,20b)形成用の電解めっき工程では、所定の電位(電圧)が、めっき配線54を介してランド部22用の導体パターン12bに供給され、更に基材層11の開口部15内の導体層16を介して端子21用の導体パターン12aに供給され、端子21およびランド部22用の電解めっき層(端子表面膜20a,20b)が形成される。すなわち、めっき配線54を配線基板51(配線基板3)の上面51a(上面3a)側に形成せず、配線基板51の下面51b側に形成しためっき配線54から、配線基板51下面51bの導体パターン12bおよび基材層11の開口部15内の導体層16を介して配線基板51(配線基板3)の上面51a(上面3a)の導体パターン12aに、めっき用の電位(電圧)を供給している。めっき配線54を配線基板51の上面51a側に形成していないので、配線基板3の上面3aの周辺部にめっき配線(電解めっき用の給電線)の残存物は存在せず、製造された半導体装置1では、配線基板3の側面(切断面)3dの上面3a側では、金属層は露出していない。
半導体装置1の側面では、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)とソルダレジスト層14が密着しているが、本実施の形態とは異なり、半導体装置の側面において、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)とソルダレジスト層14の間で金属層(電解めっき用の給電線の残存物)が露出していた場合、そこから水分(湿気、湿度)などが内部に侵入しやすくなり、半導体装置の耐湿性が低下する可能性がある。これは、金属層とソルダレジスト層14の密着性が配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)とソルダレジスト層14の密着性よりも低いことから、半導体装置の側面において、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)とソルダレジスト層14の間で金属層(導体パターン12a)が露出していた場合、ソルダレジスト層14が金属層から剥離し、吸湿不良を引き起こす可能性がある。
それに対して、本実施の形態では、めっき配線54を配線基板51(配線基板3)の上面51a(上面3a)側に形成しないことで、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)の周辺部にめっき配線の残存物が存在しないようにし、半導体装置1の側面において、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)とソルダレジスト層14の間で金属層(導体パターン12a)が露出されないようにしている。これにより、水分(湿気、湿度)などが内部に侵入するのを防止して半導体装置1の耐湿性を向上することができ、また、配線基板3と封止樹脂5の密着性を向上することができる。従って、半導体装置の信頼性を向上することができる。
また、本実施の形態の半導体装置1では、上記のように実装基板30への半導体装置1の半田実装状態を確認できるようにするために、配線基板3の配線基板3の側面3dの下面3b側でランド部22の側面22bを露出させている。しかしながら、配線基板3の配線基板3の側面3dの下面3b側で金属層(ランド部22)が露出していても、水分などが半導体装置の内部に侵入することはないので耐湿性の問題は生じず、また、配線基板3の下面3b上には封止樹脂5を形成しないので配線基板3と封止樹脂5の密着性が低下することもない。
また、本実施の形態の半導体装置1(の配線基板3)では、配線基板3のビア部15a(配線基板3の基材層11の開口部15)をランド部22の直上に配置する構造(以降、この構造をビアインパッドともいう)を適用している。すなわち、それぞれ開口部15および開口部15内の導体層16により構成され、端子21とランド部22を電気的に接続する配線基板3の各ビア部15a(第1ビア部)を、各ランド部22上(ランド部22の直上)に配置させている。これにより、配線基板3の下面3bにおいて、ランド部22のピッチ(または間隔)を小さく(狭く)することができ、半導体装置1の多端子化や小型化に有利となる。また、半導体装置1において、半導体チップ2の電極2aから配線基板3の下面の3bのランド部22までの電気的接続の経路が短くなり、電気抵抗を小さくすることができるので、半導体装置1の電気的特性をより向上することが可能である。
また、本実施の形態とは異なり、配線基板3のビア部15aの開口、すなわち配線基板3の基材層11の開口部15を、テーパ形状とせずに、配線基板3(の基材層11)の開口部15の直径(寸法)を、配線基板3(基材層11)の上面3a側と下面3b側で同じにした場合、開口部15の側壁上に導体層16用の銅めっき層を形成しても、開口部15内が銅めっき層で埋まらない(満たされない)可能性がある。すなわち、ビア部15aの開口部15の直径が大きいと、その開口部15を完全に塞ぐまで、めっき処理の時間がかかってしまう。もし銅めっき層でビア部15aの内部を埋められない場合、開口部15内はソルダレジスト層14で埋められることになるが、上記したように、ソルダレジスト層14と銅めっき層の密着性は相対的に低いため、開口部15の側壁上の銅めっき層と開口部15内を埋めるソルダレジスト層の界面を経由して、配線基板3の下面3b側から配線基板3の上面3a側、すなわち半導体装置の内部へ水分(湿気、湿度)などが侵入し、半導体装置の耐湿性を低下させる可能性がある。
それに対して、本実施の形態では、配線基板3のビア部15aの開口、すなわち配線基板3の基材層11の開口部15を、レーザなどを用いてテーパ形状(開口部15の側壁が基材層11の上面11aおよび下面11bに対して垂直ではなく、所定の角度傾斜した状態)に形成している。すなわち、配線基板3ビア部15aの開口寸法、すなわち配線基板3の基材層11の開口部15の寸法(直径)は、図9および図10からも分かるように、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)側よりも、配線基板3の下面3b(基材層11の下面11b)側の方が小さくなっている。例えば、配線基板3のビア部15aの開口直径(すなわち基材層11の開口部15の直径)は、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)で100μm程度、配線基板3の下面3b(基材層11の上面11b)で20μm程度とすることができる。
このため、導体パターン12a,12b,13a,13bおよび導体層16形成のための銅めっき工程で、開口部15の直径が小さな基材層11の下面11b側では、基材層11の開口部15が銅めっき層で埋まった(満たされた)状態とすることができる。また、基材層11の開口部15の内部のうち、基材層11の上面11a側の導体層16で埋まっていない部分は、ソルダレジスト層14で埋めることができる。これにより、配線基板3の下面3b側では、開口部15は銅めっき層(導体層16)で塞がれた状態となり、銅めっき層(導体層16)とソルダレジスト層14の界面が配線基板3(基材層11)の下面3b(下面11b)の開口部15から露出しない。本実施の形態の場合、銅めっき層は電解めっき法により形成されるが、電解めっきを行うための給電線は配線基板3の下面3b側に形成している。従って、仮に上記したような吸湿不良が発生した場合、銅めっき層(導体層16)とソルダレジスト層14の界面を経由して、配線基板3の下面3b側から配線基板3の上面3a側、すなわち半導体装置の内部へ向かって水分(湿気、湿度)などが侵入するが、配線基板3の下面3b側が銅めっき層で塞がれた状態になっているため、配線基板の上側3a側が銅めっき層で塞がれた状態に比べ、半導体チップ2および配線基板3におけるワイヤ接続部から離れた箇所で、水分の浸入を防止でき、半導体装置の耐湿性を向上させることができる。
また、上記のようにビアインパッド構造を採用した場合、配線基板3の基材層11の開口部15がランド部22の直上に位置するため、ランド部22を構成するめっき層の表面が開口部15上の領域で窪んでしまい、ランド部22の表面の平坦性が低下し易い。ランド部22の表面が平坦でないと、半導体装置1を実装基板30などに実装した際に、半導体装置1の実装信頼性が低下する可能性がある。
それに対して、本実施の形態では、上記のように基材層11の開口部15をテーパ形状にして、配線基板3(基材層11)の下面3b(下面11b)側で開口部15が導体層16で埋まるようにしている。このため、基材層11の下面11bにおいて、導体パターン12b上にランド部22用のめっき層(端子表面膜20b)を形成するめっき工程で、開口部15上の領域にもそのめっき層(端子表面膜20b)が的確に形成され、形成されるめっき層(端子表面膜20b)の平坦性を高めることができる。従って、配線基板3のビア部15a(基材層11の開口部15)がランド部22の直上に位置していても、基材層11の下面11bにおける開口部15を含む領域に、表面が平坦化されたランド部22を形成することができる。これにより、半導体装置1のランド部22の表面の平坦性を高め、半導体装置1を実装基板30などに実装した際の、半導体装置1の実装信頼性を向上することができる。
また、本実施の形態では、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)の複数の端子21よりも内側の領域(すなわち中央部、半導体チップ2を搭載する領域)に、ダミーの導体パターン13a(第1導体パターン)が形成され、配線基板3の下面3b(基材層11の上面11a)の複数のランド部22よりも内側の領域(すなわち中央部)に、ダミーの導体パターン13b(第2導体パターン)が形成されている。
本実施の形態のダミーの導体パターン13a,13bは、半導体チップ2へ入力する、または半導体チップ2から出力する電位または信号などの導電経路としては使用されない導体パターンである。従って、電気的には、配線基板3にダミーの導体パターン13a,13bを設けなくともよい。しかしながら、本実施の形態とは異なり、ダミーの導体パターン13aを形成しなかった場合、基材層11上にソルダレジスト層14を塗布または印刷した後、ソルダレジスト層14を硬化させるために熱処理を行った際に、ソルダレジスト層14の収縮により、配線基板の導体パターンが形成されていない領域、すなわち半導体チップ2搭載予定領域、が窪んでしまう可能性がある。これは、配線基板51上に半導体チップ2を搭載した際に、ダイボンディング不良を生じ易くし、半導体装置の製造歩留まりを低下させる可能性がある。
それに対して、本実施の形態では、ダミーの導体パターン13aが、配線基板3の上面3a(基材層11の上面11a)の端子21よりも内側(中央側)の領域に形成されているので、半導体チップ2搭載予定領域を含む基材層11上に導体パターン(導体パターン12aおよびダミーの導体パターン13a)を均一に配置することができる。このため、基材層11上にソルダレジスト層14を塗布または印刷した後、ソルダレジスト層14を硬化させるために熱処理を行っても、導体パターン12aとダミーの導体パターン13aにより、配線基板51が窪むのを防止できる。これにより、半導体チップ2搭載予定領域の配線基板51(基材層11)の平坦性を高めることができるので、配線基板51上に半導体チップ2を搭載した際のダイボンディング不良を防止でき、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
また、本実施の形態では、ダミーの導体パターン13bが、配線基板3の下面3b(基材層11の下面11b)のランド部22よりも内側(中央側)の領域に形成されている。配線基板3(51)の上面3a(51a)上にダミーの導体パターン13aを設けただけでなく、配線基板3(51)の下面3b(51b)にもダミーの導体パターン13bを設けたことで、配線基板3(51)の上面3a(51a)と下面3b(下面51b)とで、金属(導体)パターン量をほぼ同じにし、またソルダレジスト層14の量をほぼ同じにして、配線基板3(51)の反りを防止し、平坦性を高めることができる。また、半導体チップ2のダイボンディング工程では、チップマウンタにより半導体チップ2に荷重をかけるが、配線基板51の下面51a側が平坦でないと、配線基板51が撓んでしまい、ダイボンディングしにくくなってしまう可能性があるが、ダミーの導体パターン13a,13bを設けたことで、配線基板51の上面51aおよび下面51bを平坦にでき、半導体チップ2のダイボンディングを的確に行うことができる。
また、本実施の形態の半導体装置1は、配線基板3の上面3aおよび下面3bの周辺部に端子21およびランド部22を設けているため、配線基板3の上面3aおよび下面3bの中央部には、導体パターン12a,12bが形成されない。このような構造の場合は、ダミーパターン13a,13bがないと配線基板51が反りやすくなるため、配線基板3にダミーパターン13a,13bを設ける効果が特に大きい。
また、ダミーの導体パターン13aとダミーの導体パターン13bの一方または両方を、単一の大面積パターン(例えば大面積の矩形パターン)とすることもできる。但し、銅からなるダミーの導体パターン13a,13bとソルダレジスト層14との密着性は、基材層11とソルダレジスト層14との密着性よりも低いので、基材層11とソルダレジスト層14の密着性を向上するために、ダミーの導体パターン13a,13bは、電気的に不要な導体パターン(半導体チップ2に電気的に接続されていないパターン)であれば、複数の導体パターンに分割して、複数の孤立した導体パターンの集合体により構成することが好ましい。本実施の形態では、ダミーの導体パターン13a,13bの両方が、半導体チップ2(の電極)に電気的に接続されておらず、電気的に不要な導体パターンであるので、ダミーの導体パターン13a,13bの両方を、複数の孤立した導体パターンの集合体により構成することが好ましい。例えば小面積の矩形パターンの集合体によりダミーの導体パターン13a,13bを構成することができる。例えば、図7および図8では、配線基板3の上面3aのダミーの導体パターン13aと配線基板3の下面3bのダミーの導体パターン13bとを、それぞれ6×6の合計36個の小面積パターンにより形成しており、ダミーの導体パターン13a,13bを構成する個々の小面積パターンは、導体パターン12a,12bの面積よりも小さな面積のパターンを用いている。このように、ダミーの導体パターン13a,13bを、複数の小面積パターン(複数の孤立した導体パターン)の集合体により構成することで、ダミーの導体パターン13a,13bを設けたとしても、基材層11とソルダレジスト層14との密着性が低下するのを防止できる。
また、本実施の形態では、リードフレームを用いずに、配線基板51(配線基板3)を用いて半導体装置を製造している。金属材料からなるリードフレームを用いないので、ダイシングブレード58による切断工程では、リードフレームを切断する必要がなく、封止樹脂5aと配線基板3を切断すればよいため、切断に用いるダイシングブレードが劣化しにくく、ダイシングブレードの寿命を長くすることができ、半導体装置の製造コストを低減することができる。また、リードフレームを用いた半導体パッケージに比べて、パッケージ外部からパッケージ内の半導体チップまでのリークパスを長くすることができ、半導体装置の製造歩留まりや信頼性を向上させることが可能性である。また、1つの配線基板から取得できる半導体装置(半導体パッケージ)の数を増やすために、多数個取りの配線基板51を用いてMAP(Mold Array Package)方式で半導体装置(半導体パッケージ)を製造する場合には、リードフレームの場合のようにテープ材の接着材に付着していた異物が封止樹脂で封止したリードフレーム側に転写されることがないので、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
(実施の形態2)
図23は、本実施の形態の半導体装置1aの上面透視図、図24は、半導体装置1aの下面図、図25は、半導体装置1aの断面図(全体断面図)であり、それぞれ上記実施の形態1の図1〜図3に対応するものである。図23および図24のC−C線の断面が図25にほぼ対応する。また、図23は、封止樹脂5を透視したときの半導体装置1の平面透視図(上面図)である。また、図26は、半導体装置1aを構成する配線基板3eの上面図、図27は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20a)を透視したときの配線基板3eの上面透視図、図28は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20b)を透視したときの配線基板3eの下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図6〜図8に対応するものである。また、理解を簡単にするために、図27では、端子21および開口部62が形成されるべき位置を点線で示し、図28では、ランド部22が形成されるべき位置を点線で示してある。
図23は、本実施の形態の半導体装置1aの上面透視図、図24は、半導体装置1aの下面図、図25は、半導体装置1aの断面図(全体断面図)であり、それぞれ上記実施の形態1の図1〜図3に対応するものである。図23および図24のC−C線の断面が図25にほぼ対応する。また、図23は、封止樹脂5を透視したときの半導体装置1の平面透視図(上面図)である。また、図26は、半導体装置1aを構成する配線基板3eの上面図、図27は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20a)を透視したときの配線基板3eの上面透視図、図28は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20b)を透視したときの配線基板3eの下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図6〜図8に対応するものである。また、理解を簡単にするために、図27では、端子21および開口部62が形成されるべき位置を点線で示し、図28では、ランド部22が形成されるべき位置を点線で示してある。
本実施の形態の半導体装置1aでは、配線基板3e(上記実施の形態1の配線基板3に相当するもの)の上面3aにおいて、上記ダミーの導体パターン13aを形成せずに、導体パターン61(第1導体パターン)を形成している。導体パターン61は、配線基板3の上面3aの複数の端子21よりも内側(中央側)の領域(すなわち配線基板3の上面3aの中央部)に、半導体チップ2の平面寸法よりも大きな面積の導体パターンとして形成されている。そして、ソルダレジスト層14の開口部62から露出する導体パターン61上に、導電性の接着材(ダイボンド材、接合材、接着剤)63を介して半導体チップ2を搭載し、接着材63により半導体チップ2を導体パターン61に接着して固定している。また、本実施の形態では、半導体チップ2は、その裏面2cに裏面電極2dを有し、この半導体チップ2の裏面電極2dを、導電性の接着材63を介して配線基板3eの上面3aの導体パターン61に接着して電気的に接続している。配線基板3eの上面3aの導体パターン61は、導体パターン12a,12b,13bと同工程で形成された同種の導電体材料(ここでは銅)により形成されており、ソルダレジスト層14の開口部62から露出する部分では、更にその上に、端子表面膜20a,20bと同工程で形成された同種のめっき層(導電体層)が積層された構造を有している。導体パターン61のソルダレジスト層14の開口部62から露出する部分の平面寸法は、半導体チップ2の平面寸法よりも大きく、それによって、導体パターン61の露出部上に半導体チップ2を接着材63を介して搭載することが可能になる。
導体パターン61は、一部が配線基板3eの上面3aの周辺部近傍まで延在しており、そこにボンディングワイヤ4接続用の端子21が形成されており、その端子21と半導体チップ2の電極2aがボンディングワイヤ4を介して電気的に接続されている。また、導体パターン61の配線基板3eの上面3aの周辺部近傍まで延在した部分は、基材層11の開口部15内の導体層16を介して、配線基板3eの下面3bの複数のランド部22のうちの一つであるランド部64と電気的に接続されている。このため、配線基板3eの下面3bのランド部64は、基材層11の開口部15内の導体層16を介して、配線基板3eの上面3aの導体パターン61に電気的に接続され、更に導電性の接着材63を介して半導体チップ2の裏面電極2dに電気的に接続され、また、導体パターン61上に形成された端子21およびそこに接続されたボンディングワイヤ4を介して半導体チップ2の電極2aに電気的に接続されている。
本実施の形態の半導体装置1aの他の構成は上記実施の形態1の半導体装置1とほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。
また、本実施の形態の半導体装置1の製造工程は、配線基板51を製造する際に、導体パターン13aを形成せずに導体パターン61を形成し、また、配線基板51上に半導体チップ2をダイボンディングする際に、配線基板51の各半導体装置領域52の導体パターン61上に導電性の接着材63を介して半導体チップ2を接合すること以外は、上記実施の形態1とほぼ同様にして行うことができる。
本実施の形態においても、上記実施の形態1とほぼ同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態では、次のような効果を得ることができる。
すなわち、本実施の形態では、配線基板3eの上面3aに導体パターン61を設け、この導体パターン61を配線基板3eの基材層11の開口部15内の導体層16を介して配線基板3eの下面3bのランド部64と電気的に接続させている。そして、配線基板3eの上面3aの導体パターン61上に導電性の接着材63で半導体チップ2を接合して半導体チップ2の裏面電極2dを導体パターン61に電気的に接続している。このため、半導体装置1aの下面、すなわち配線基板3eの下面3b側から、ランド部64、開口部15内の導体層16、導体パターン61および導電性の接着材63を介して、半導体チップ2の裏面電極2dに所定の電位、例えば接地電位(固定電位、グランド電位)を供給することが可能となる。半導体装置1aを上記実装基板30に実装する際には、実装基板30の接地電位供給用の端子に半田34を介して半導体装置1aのランド部64を接合して電気的に接続すればよい。また、ランド部64に供給した接地電位は、導体パターン61上に形成された端子21およびそこに接続されたボンディングワイヤ4を介して半導体チップ2の電極2aに供給することもできる。
また、配線基板3の上面3aに大面積の導体パターン61を設けているので、配線基板3の下面3bのダミーの導体パターン13bも単一の大面積パターン(例えば大面積の矩形パターン)とすることもできるが、基材層11とソルダレジスト層14との密着性が低下するのを防止するために、上記実施の形態1と同様に、本実施の形態でも、ダミーの導体パターン13bは、複数の導体パターンに分割することがより好ましい。すなわち、本実施の形態では、導体パターン61は、半導体チップ2(の裏面電極2d)に電気的に接続されており、電気的に必要な導体パターンであるが、ダミーの導体パターン13bは、半導体チップ2(の電極)に電気的に接続されておらず、電気的に不要な導体パターンである。このため、導体パターン61とダミーの導体パターン13bのうち、一方(半導体チップ2に電気的に接続されていない電気的に不要な方)、ここではダミーの導体パターン13bを、上記実施の形態1と同様の複数の孤立した導体パターンの集合体により構成している。これにより、上記実施の形態1と同様に、ダミーの導体パターン13bを設けたとしても、基材層11とソルダレジスト層14との密着性が低下するのを防止できる。
(実施の形態3)
図29は、本実施の形態の半導体装置1bの下面図、図30は、半導体装置1bの断面図(全体断面図)であり、それぞれ上記実施の形態1の図2および図3や上記実施の形態2の図24および図25に対応するものである。図29のD−D線の断面が図30にほぼ対応する。また、本実施の形態の半導体装置1bの上面透視図は、上記実施の形態2の図23と同様であるので、ここでは図示を省略する。また、図31は、半導体装置1bを構成する配線基板3fのソルダレジスト層14(および端子表面膜30a)を透視したときの上面透視図、図28は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜30b)を透視したときの配線基板3fの下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図7および図8や上記実施の形態2の図27および図28に対応するものである。また、理解を簡単にするために、図31では、端子21および開口部62が形成されるべき位置を点線で示し、図32では、ランド部22および開口部67が形成されるべき位置を点線で示してある。また、図33は、半導体装置1bを実装基板30に半田実装した状態を示す断面図であり、上記実施の形態1の図20に対応するものである。
図29は、本実施の形態の半導体装置1bの下面図、図30は、半導体装置1bの断面図(全体断面図)であり、それぞれ上記実施の形態1の図2および図3や上記実施の形態2の図24および図25に対応するものである。図29のD−D線の断面が図30にほぼ対応する。また、本実施の形態の半導体装置1bの上面透視図は、上記実施の形態2の図23と同様であるので、ここでは図示を省略する。また、図31は、半導体装置1bを構成する配線基板3fのソルダレジスト層14(および端子表面膜30a)を透視したときの上面透視図、図28は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜30b)を透視したときの配線基板3fの下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図7および図8や上記実施の形態2の図27および図28に対応するものである。また、理解を簡単にするために、図31では、端子21および開口部62が形成されるべき位置を点線で示し、図32では、ランド部22および開口部67が形成されるべき位置を点線で示してある。また、図33は、半導体装置1bを実装基板30に半田実装した状態を示す断面図であり、上記実施の形態1の図20に対応するものである。
本実施の形態の半導体装置1bは、上記実施の形態2の半導体装置1aと同様に、配線基板3f(上記実施の形態1,2の配線基板3,3eに相当するもの)の上面3aにおいて、上記ダミーの導体パターン13aを形成せずに、配線基板3fの上面3aの中央部に半導体チップ2の平面寸法よりも大きな面積の導体パターン61を形成し、ソルダレジスト層14の開口部62から露出する導体パターン61上に、半導体チップ2を導電性の接着材63を介して接着して固定している。そして、本実施の形態の半導体装置1bでは、上記実施の形態1,2の半導体装置1,1aとは異なり、配線基板3fの下面3bに、上記ダミーの導体パターン13bを形成せずに、大面積の導体パターン66(第2導体パターン)を形成する。導体パターン66は、配線基板3fの下面3bの複数のランド部22よりも内側(中央側)の領域(すなわち配線基板3fの下面3bの中央部)に形成され、例えば矩形状の導体パターンとすることができる。導体パターン66は、ランド部22や導体パターン12aよりも大きな寸法のパターンであり、導体パターン61と同様に、導体パターン66も、半導体チップ2の平面寸法よりも大きな面積を有していれば、より好ましい。
大面積の導体パターン66の大部分は、配線基板3fの下面3bにおいて、ソルダレジスト層14の開口部67から露出されている。配線基板3fの下面3bの導体パターン66は、導体パターン12a,12b,13bと同工程で形成された同種の導電体材料(ここでは銅)により形成されており、ソルダレジスト層14の開口部67から露出する部分では、更にその上に、端子表面膜20a,20bと同工程で形成された同種のめっき層(導電体層)が積層された構造を有している。
配線基板3fの上面3aの導体パターン61と下面3bの導体パターン66との間の基材層11には、開口部(スルーホール、ビア、貫通孔)68が少なくとも1つ、好ましくは複数形成されている。各開口部68の側壁上には、上記開口部15内の導体層16と同種の導体層69が形成されている。開口部68内(側壁上)の導体層69を介して、配線基板3fの上面3aの導体パターン61と下面3bの導体パターン66とが、熱的、電気的に接続されている。配線基板3fの下面3bにおいて、導体パターン66は、少なくとも一部が、より好ましくは導体パターン66の大部分が、ソルダレジスト層14の開口部67から露出された状態となっている。導体パターン66のソルダレジスト層14の開口部67から露出する部分の平面寸法は、ランド部22の平面寸法よりも大きく、半導体チップ2の平面寸法よりも大きければより好ましく、これにより、半導体装置1bの放熱性を高めることができる。
このように、本実施の形態の半導体装置1bの配線基板3fは、開口部68および開口部68内の導体層69により構成され、配線基板3fの上面3aの導体パターン61と下面3bの導体パターン66とを熱的、電気的に接続するビア部(第2ビア部)68aを有している。ビア部68aは、サーマルビアとして機能することもできる。
上記実施の形態1,2と同様に、配線基板3fのビア部15aの開口、すなわち配線基板3fの基材層11の開口部15は、テーパ形状であるのが好ましい。一方、配線基板3fのビア部68aの開口、すなわち配線基板3fの開口部68は、テーパ形状ではなく、開口部68の側壁が基材層11の上面11aおよび下面11bにほぼ垂直であり、配線基板3fのビア部68aの開口寸法、すなわち配線基板3fの基材層11の開口部68の寸法(直径)が、基材層11の上面11a側と基材層11の下面11b側で同じであれば、本実施の形態1に比べ放熱性を向上させることができる。このようなビア部68a(開口部68)は、例えばドリルにより形成される。そして、基材層11の開口部68の内部が銅めっき層などからなる導体層69によって埋められている(満たされている)ことが好ましい。基材層11の開口部68および導体層69をこのような構成とすることにより、開口部68内の導体層69を介した配線基板3fの上面3aの導体パターン61と下面3bの導体パターン66との間の熱伝導性を向上する(すなわち熱抵抗を低減する)ことができ、半導体装置1bの放熱特性をより向上することができる。なお、開口部68がテーパ形状でない場合は、テーパ形状の場合に比べて、開口部68内を導体層69で埋めるための銅めっきの時間を長くすることで実現できる。
本実施の形態の半導体装置1bの他の構成は上記実施の形態2の半導体装置1aとほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。
また、本実施の形態の半導体装置1の製造工程は、配線基板51を製造する際に、基材層11に開口部15を形成する前、後または同時に基材層11に開口部68を形成し、また、ダミーの導体パターン13bを形成せずに導体パターン66を形成すること以外は、上記実施の形態2とほぼ同様にして行うことができる。
本実施の形態においても、上記実施の形態1,2とほぼ同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態では、次のような効果を得ることができる。
すなわち、本実施の形態では、配線基板3fの上面3aに導体パターン61を設け、この導体パターン61上に接着材63で半導体チップ2を接合している。そして、配線基板3fの下面3bに導体パターン66を設け、この導体パターン66と導体パターン61とを基材層11の開口部68内の導体層69を介して、熱的、電気的に接続している。このため、半導体チップ2で発生した熱を、接着材63、導体パターン61、開口部68内の導体層69を介して、配線基板3fの下面3a側の導体パターン66に伝導させて、配線基板3fの下面3a側から放熱させることができる。これにより、半導体装置1bの放熱特性を向上させることができる。また、半導体装置1bを上記実装基板30に実装する際には、図33に示されるように、実装基板30の放熱用の大面積パターンの端子33aに半田34を介して半導体装置1bの導体パターン66を接合することもでき、これにより、半導体装置1b内の半導体チップ2で生じた熱を、実装基板30に放熱することが可能になる。また、半導体装置1bを上記実装基板30に実装する際に、実装基板30の接地電位供給用の端子33aに半田34を介して半導体装置1bの導体パターン66を接合して電気的に接続することもでき、これにより、導体パターン66に接地電位を供給し、これを更に開口部68内の導体層69、導体パターン61、および導電性の接着材63を介して半導体チップ2の裏面電極2dに供給することができる。
また、半導体装置1bの側面で導体パターン66の側面は露出していないため、実装基板30の端子との半田接続の状態は目視では確認しにくい。しかしながら、配線基板3fの下面3bで露出する導体パターン66は、ランド部22よりも大面積であるため、ランド部22に比べて半田接続の不良が生じにくく、半導体装置1bの導体パターン66と実装基板30の端子の半田接続の状態を確認できなくとも、半導体装置1bの実装信頼性は低下しない。
また、配線基板3fのビア部68a(開口部68)は、ドリルにより穴開け(開口部68形成)が行えるため、1つの穴(開口部68)を形成するためにかかる製造コストが、レーザ照射に比べて安価である。ドリルによる穴開けは、ビア部68a(開口部68)の形成にだけ限定されるのではなく、例えば、ビア部15a(開口部15)に関してもドリルで形成してもよい。これにより、半導体装置の製造コストをより低減することが可能である。しかしながら、ビア部15aは、配線基板3fの下面11b側に形成された電解めっき用の給電線と繋がっているため、上記したような吸湿不良を防止するために、めっき時間を長くすることが必要である。
(実施の形態4)
図34および図35は、本実施の形態の半導体装置1cの製造に用いる配線基板の製造工程中の上面図(図34)および下面図(図35)であり、それぞれ上記実施の形態1の図11および図12に対応するものである。
図34および図35は、本実施の形態の半導体装置1cの製造に用いる配線基板の製造工程中の上面図(図34)および下面図(図35)であり、それぞれ上記実施の形態1の図11および図12に対応するものである。
本実施の形態では、図34および図35に示されるように、配線基板51の半導体装置領域52とダイシング領域57との境界上でかつ各ランド部22のパターン上の位置に、配線基板51の基材層11の開口部(スルーホール、ビア、貫通孔)71が形成されている。すなわち、上記開口部15と開口部71は、どちらも各ランド部22のパターン上に形成されるが、開口部15は半導体装置領域52内に形成され、開口部71は半導体装置領域52とダイシング領域57との境界に形成される。開口部15内の導体層16と同種の導体層が開口部71内(側壁上)に形成されている。本実施の形態で用いる配線基板51の他の構成は、上記実施の形態1とほぼ同様であるので、ここではその説明を省略する。
基材層11に開口部15を形成する前、後または同時に基材層11に開口部71を形成し、導体パターン12a,12b,13a,13bおよび導体層16を形成する銅めっき工程で開口部71内の導体層も形成し、それ以外は、上記実施の形態1とほぼ同様にして、上記のような開口部71および開口部71内の導体層を有する配線基板51を製造することができる。開口部15と開口部71は、どちらも各ランド部22のパターン上に形成されるので、開口部15内の導体層16と開口部71内の導体層は、銅めっき層により、ランド部22用の導体パターン12bと一体的に形成される。
このような開口部71および開口部71内の導体層を有する配線基板51を準備した後、上記実施の形態1の上記図15〜図19の工程を行う。すなわち、本実施の形態においても、上記実施の形態1と同様にして、配線基板51へ半導体チップ2をダイボンディングし、半導体チップ2の各電極2aと配線基板51の端子21をワイヤボンディングし、モールド工程により封止樹脂5aを形成し、ダイシング工程で配線基板51および封止樹脂5aをダイシング領域57に沿って切断する。
本実施の形態では、図34および図35に示されるように、配線基板51の半導体装置領域52とダイシング領域57との境界上に開口部71を形成していたので、ダイシングによる切断面が、配線基板51の開口部71を横切ることになり、製造された半導体装置1cでは、配線基板3の側面(切断面)3dで、開口部71および開口部71内の導体層の切断面が露出することになる。
図36は、本実施の形態の半導体装置1cの要部断面図、図37は、半導体装置1cの側面図であり、それぞれ上記実施の形態1の図4および図5に対応するものである。また、図38は、半導体装置1cを構成する配線基板3のソルダレジスト層14(および端子表面膜30a)を透視したときの上面透視図、図39は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜30b)を透視したときの配線基板3の下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図7および図8に対応するものである。また、理解を簡単にするために、上記図7と同様に図38でも、端子21(端子表面膜20a、開口部17)が形成されるべき位置を点線で示し、上記図8と同様に図39でも、ランド部22(端子表面膜20b、開口部18)が形成されるべき位置を点線で示してある。また、図40は、半導体装置1cを実装基板(配線基板)30に半田実装した状態を示す要部断面図であり、上記実施の形態1の図22に対応するものである。
本実施の形態の半導体装置1cでは、配線基板3の側面3dに上下方向(配線基板3の厚み方向)に沿って窪み部(凹部、溝)73が形成され、この窪み部73は、各ランド部22の端部22aに接する位置に、それぞれ形成されている。窪み部73は、配線基板3の側面3dが配線基板3の中央部方向に後退した領域であり、例えば半円柱状の形状を有している。配線基板3の側面3dの窪み部73上には、導体層74が形成されている。この導体層74の表面は、配線基板3の側面3dにおいて露出した状態となっている。
配線基板3の側面3dの窪み部73および窪み部73上の導体層74は、ダイシング工程で配線基板51および封止樹脂5aを切断した際の、上記開口部71および開口部71内の導体層を切断した残存物に対応する。すなわち、ダイシングにより配線基板51の開口部71および開口部71内の導体層の約半分が除去され、約半分が配線基板3側に残って窪み部73および窪み部73上の導体層74となっている。
配線基板3の側面3dの窪み部73は、各ランド部22の端部22aに接する位置に形成され、ランド部22の下地の導体パターン12bと窪み部73上の導体層74は、銅めっき層により一体的に形成されている。従って、各ランド部22とそれに接する窪み部73上の導体層74とは、連続的に形成されて、表面が露出されている。
図40に示されるように、半導体装置1cを実装基板30に実装した場合、半導体装置1cの複数のランド部22が、実装基板30の複数の端子33に、それぞれ半田34を介して接合される。本実施の形態では、半導体装置1cの配線基板3の側面3dに窪み部73と窪み部73上の導体層74が形成されており、各ランド部22の表面と、そのランド部22に接する導体層74の表面は、間に絶縁体を介在せずに、連続的に形成されている。このため、ランド部22と端子33を接合する半田34が、配線基板3の側面3dで露出していた各ランド部22の側面22b上に吸い上がるだけでなく、更に、配線基板3の側面3dの窪み部73上の導体層74上に吸い上がる。このため、配線基板3の側面3dで露出していた各ランド部22の側面22b上だけでなく、更に、配線基板3の側面3dの窪み部73上の導体層74上にも半田34が付着した状態となる。
従って、上記実施の形態1では、半導体装置1の各ランド部22の側面22b上に半田34が吸い上がって付着しているかどうかを確認することで、半導体装置1の実装状態を確認していたが、本実施の形態では、半導体装置1cの各ランド部22の側面22bおよびそのランド部22に接続された導体層74上に半田34が吸い上がって付着しているかどうかを確認することで、半導体装置1cの実装状態を確認することができる。
このように、本実施の形態では、半導体装置1cの各ランド部22の側面22bだけでなく、そのランド部22に接続された導体層74上に半田34が吸い上がって付着しているかどうかを確認することで、半導体装置1cの実装状態(半導体装置1と実装基板30の半田接続状態、すなわち半導体装置1の各ランド部22と実装基板30の各端子33とが半田34で的確に接続されているかどうか)を確認することができる。従って、実装基板30の上面31の上方から、半導体装置1cの実装状態の確認を、より容易かつ的確に行うことができ、半導体装置1cを実装基板30などに実装したときの実装信頼性(接続信頼性、半導体装置1のランド部22と実装基板30の端子33の半田接続の信頼性)をより向上することができる。
また、配線基板51の基材層11の開口部71は、テーパ形状を有していても、あるいは、テーパ形状ではなく、開口部71の側壁が基材層11の上面11aおよび下面11bにほぼ垂直であってもよい。但し、配線基板51の基材層11の開口部71がテーパ形状ではなく、開口部71の側壁が基材層11の上面11aおよび下面11bにほぼ垂直であった場合、図37に示されるように、製造された半導体装置1cでは、配線基板3の側面3dの窪み部73の幅が配線基板3の上面3a側と下面3b側とで均一になり、配線基板3の側面3dの導体層74上の半田34の吸い上がりを確認し易くなる。
また、配線基板51の基材層11の開口部71がテーパ形状の場合は、開口部15とは異なり、基材層11の下面11b側からレーザを照射することにより開口部71を形成し、それによって、基材層11の開口部15の直径を、基材層11の上面11a側で小さく、基材層11の下面11b側で大きくする(いわゆる逆テーパ形状)とすることが好ましい。これにより、半導体装置1cにおいて、配線基板3の側面3dで露出する導体層74の幅を導体層ランド部22に接する部分で大きくすることができ、配線基板3の側面3dの導体層74上の半田34の吸い上がりを確認し易くなる。
(実施の形態5)
図41は、本実施の形態の半導体装置1dの断面図(全体断面図)、図42は、半導体装置1dの側面図であり、それぞれ上記実施の形態1の図3および図5に対応するものである。
図41は、本実施の形態の半導体装置1dの断面図(全体断面図)、図42は、半導体装置1dの側面図であり、それぞれ上記実施の形態1の図3および図5に対応するものである。
本実施の形態の半導体装置1dは、配線基板3の下面3bの複数のランド部22上にそれぞれ形成された、半田からなる複数の端子(電極、半田バンプ)76を有している。
本実施の形態の半導体装置1dの他の構成は上記実施の形態1の半導体装置1とほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。
本実施の形態の半導体装置1dにおいても、上記実施の形態1とほぼ同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態では、半導体装置1dのランド部2上に半田からなる端子76が形成されているので、半導体装置1dの実装基板30などへの半田実装が容易となる。
次に、本実施の形態の半導体装置1dの製造工程について説明する。
図43は、本実施の形態の半導体装置1dの製造に用いられる配線基板51の下面図であり、上記実施の形態1の図14に対応するものである。図44〜図48は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中の平面図(要部平面図)であり、上記実施の形態1の図15〜図19に対応する領域、すなわち図43のE−E線の断面に対応する領域が示されている。
本実施の形態の配線基板51は、配線基板51の下面51b側のソルダレジスト層14の開口部18(ランド形成領域を開口部)の平面形状(パターン形状)が異なる以外は、上記実施の形態1の配線基板51と同様の構成を有している。従って、本実施の形態1の配線基板51eは、上記図9〜図12までの工程および構造は、上記実施の形態1の配線基板51と同様であり、図示はしないけれども、本実施の形態の配線基板51における導体パターン12a,12bおよびめっき配線54のパターン形状は、上記実施の形態1の配線基板51(図11および図12に示されるパターン形状)と同様である。
上記実施の形態1では、上記図14に示されるように、配線基板51の下面51aにおいて、ソルダレジスト層14の開口部18は、隣り合う半導体装置領域52同士で共有され、隣り合う半導体装置領域52に形成されたランド部22同士がダイシング領域57を越えて連続的に一体化したパターンとして形成されている。
それに対して、本実施の形態では、図43に示されるように、配線基板51の下面51aにおいて、ソルダレジスト層14の開口部18は、隣り合う半導体装置領域52同士で共有されずに個別に形成されており、開口部18間のダイシング領域57にソルダレジスト層14が存在している。
但し、各ランド部22のパターンは、半導体装置領域52上の領域から、半導体装置領域52間のダイシング領域57上まで延在するように形成されており、各ランド部22のパターンの一部が半導体装置領域52からはみ出して、ダイシング領域57上に延在している。すなわち、本実施の形態においても、配線基板51の下面51bでは、各ランド部22(のパターン)が、各半導体装置領域52から、各半導体装置領域52とダイシング領域57との境界を越えてダイシング領域57側にも延在するように形成されている。このため、配線基板51を切断した際には、上記ダイシングブレード58はランド部22のパターンを横切るので、切断面はランド部22のパターンを横切って形成され、配線基板3の側面(切断面)3dとランド部22の側面(切断面)22bが同一面となり、配線基板3の側面(切断面)3dでランド部22の側面(切断面)22bが露出した状態となる。このため、本実施の形態では、端子76を形成しなければ、製造された半導体装置の構造は、上記実施の形態の半導体装置1と同様になる。
このような配線基板51を準備した後、本実施の形態においても、上記実施の形態1と同様にして(すなわち上記図16および図17の工程を行って)、配線基板51へ半導体チップ2をダイボンディングし、半導体チップ2の各電極2aと配線基板51の端子21をワイヤボンディングし、モールド工程により封止樹脂5aを形成することで、上記実施の形態1の図17に対応する図44の構造が得られる。
それから、本実施の形態では、図45に示されるように、配線基板51の下面51bの各ランド部22のパターン上に、半田ペースト77を塗布または印刷する。その後、半田リフロー処理を行うことにより、半田ペースト77を溶融・再固化して、図46に示されるように、配線基板51の下面51bの各ランド部22のパターン上に、半田からなる端子76を形成する。
それから、本実施の形態においても、上記実施の形態1と同様に、図47に示されるように、封止樹脂5aの上面をパッケージ固定テープ56に貼り付け、配線基板51およびその上に形成された封止樹脂5aをダイシング領域57に沿ってダイシングブレード58などにより切断(ダイシング)して、図48に示されるように、それぞれの半導体装置領域52を個々の半導体装置1dに切断分離する。このようにして、本実施の形態の半導体装置1dを製造することができる。
また、他の形態として、図45の工程の代わりに、図49に示されるように、配線基板51の下面51bの各ランド部22のパターン上に半田ボール78を配置してから、半田リフロー処理を行うことにより、半田ボール78を溶融・再固化して、上記図46に示されるように、配線基板51の下面51bの各ランド部22のパターン上に、半田からなる端子76を形成することもできる。
上記実施の形態1の上記図14のように、配線基板51の下面51aにおいて、隣り合う半導体装置領域52に形成されたランド部22同士がダイシング領域57を越えて連続的に一体化したパターンとして形成されていた場合、図46に対応する工程で、隣り合う半導体装置領域52に共有されたランド部22のパターン全体に半田からなる端子(端子76に相当するもの)が形成されてしまう。半田は、表面張力によって、中央部で盛り上がる性質があるので、隣り合う半導体装置領域52に共有されたランド部22のパターン全体に形成された半田からなる端子は、ダイシング領域57で最も厚くなり、図47に対応する工程でダイシングを行う際に、半田からなる端子の最も厚い部分を切断して除去することになる。このため、半導体装置のランド部22上に形成された半田からなる端子の半田量が、半導体装置やランド部22ごとにばらついてしまう可能性があり、半導体装置1の下面3bから突出する半田量(スタンドオフ量)が安定しない。
それに対して、本実施の形態では、図43に示されるように、配線基板51の下面51aにおいて、ソルダレジスト層14の開口部18は、隣り合う半導体装置領域52同士で共有されずに個別に形成されており、開口部18間のダイシング領域57にソルダレジスト層14が存在している。このため、図46に示されるように、各半導体装置領域52のランド部22のパターンごとに半田からなる端子76が形成される。半田リフロー時に半田の表面張力が作用して端子76が中央部で盛り上がっても、半田からなる端子76の厚い部分は半導体装置領域52内に収まり、ダイシング領域57には端子76用の半田がほとんど形成されない。このため、図47のダイシング工程で、配線基板51をダイシング領域57に沿ってダイシングブレード58で切断しても、端子76用の半田の除去量を少なくすることができ、大部分の半田が個片化された半導体装置1dのランド部22上に端子76として残存することになる。従って、半導体装置1dやランド部22ごとに端子76の半田量がばらつくのを防止でき、半導体装置1dのランド部22上の端子76の半田量を均一化することができる。
(実施の形態6)
図50は、本実施の形態の半導体装置に用いられる配線基板3gの上面透視図、図51は、配線基板3gの下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図7および図8に対応するものである。
図50は、本実施の形態の半導体装置に用いられる配線基板3gの上面透視図、図51は、配線基板3gの下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図7および図8に対応するものである。
上記実施の形態1の半導体装置1の配線基板3では、配線基板3の基材層11の開口部15をランド部22の直上に配置する構造(ビアインパッド)を適用している。
それに対して、本実施の形態では、半導体装置の配線基板3gにおいて、ランド部22の直上ではなく、ランド部22からずれた位置に開口部15を形成している。すなわち、ランド部22からずれた位置まで導体パターン12bを延在させて、そこに開口部15を形成して、ランド部22用の導体パターン12bを開口部15内の導体層16を介して端子21用の導体パターン12aと電気的に接続している。本実施の形態の配線基板3gの他の構成は上記実施の形態1の配線基板3とほぼ同様である。
本実施の形態は、配線基板3の代わりに配線基板3gを用いること以外は上記実施の形態1と同様にして、半導体装置(半導体装置1に相当するもの)を構成することができる。従って、本実施の形態の半導体装置は、配線基板3gの構造以外は上記実施の形態1の半導体装置1とほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。
本実施の形態の配線基板3gを用いた半導体装置においても、上記実施の形態1とほぼ同様の効果を得ることができる。但し、本実施の形態の配線基板3gを用いた半導体装置よりも、ビアインパッド構造を採用した上記実施の形態1の配線基板3を用いた半導体装置1の方が、配線基板3の下面3bにおいて、ランド部22のピッチ(または間隔)を小さく(狭く)することができ、半導体装置1の多端子化や小型化に有利となり、また、半導体チップ2の電極2aから配線基板3の下面の3bのランド部22までの電気的接続の経路が短くなって電気的特性を向上できるので、より好ましい。
(実施の形態7)
図52は、本実施の形態の半導体装置1eの上面透視図、図53は、半導体装置1eの下面図であり、それぞれ上記実施の形態1の図1および図2や上記実施の形態2の図23および図24に対応するものである。なお、図52は、封止樹脂5を透視したときの半導体装置1eの平面透視図(上面図)である。また、図54は、半導体装置1eを構成する配線基板3hの上面透視図、図55は、半導体装置1eを構成する配線基板3hの下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図7および図8や上記実施の形態2の図27および図28に対応するものである。なお、図54は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20a)を透視したときの配線基板3hの上面透視図、図55は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20b)を透視したときの配線基板3hの下面透視図に対応する。また、理解を簡単にするために、図54では、端子21および開口部62が形成されるべき位置を点線で示し、図28では、ランド部22が形成されるべき位置を点線で示してある。
図52は、本実施の形態の半導体装置1eの上面透視図、図53は、半導体装置1eの下面図であり、それぞれ上記実施の形態1の図1および図2や上記実施の形態2の図23および図24に対応するものである。なお、図52は、封止樹脂5を透視したときの半導体装置1eの平面透視図(上面図)である。また、図54は、半導体装置1eを構成する配線基板3hの上面透視図、図55は、半導体装置1eを構成する配線基板3hの下面透視図であり、それぞれ上記実施の形態1の図7および図8や上記実施の形態2の図27および図28に対応するものである。なお、図54は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20a)を透視したときの配線基板3hの上面透視図、図55は、ソルダレジスト層14(および端子表面膜20b)を透視したときの配線基板3hの下面透視図に対応する。また、理解を簡単にするために、図54では、端子21および開口部62が形成されるべき位置を点線で示し、図28では、ランド部22が形成されるべき位置を点線で示してある。
上記実施の形態1,2の半導体装置1,1aでは、複数のランド部22は、配線基板3,3eの下面3bにおいて、四辺に並んで配置されている。すなわち、配線基板3,3eの下面3bの四辺全てにランド部22が配置されている。
それに対して、本実施の形態の半導体装置1eでは、複数のランド部22は、配線基板3hの下面3bにおいて、対向する二辺に並んで配置されている。すなわち、配線基板3hの下面3bの四辺のうち、対向する二辺にランド部22が配置されているが、他の対向する二辺にはランド部22が配置されていない。このように、本実施の形態の半導体装置1eも、上記実施の形態1〜6の半導体装置1,1a,1b,1c,1dと同様に下面(裏面)および側面に電極(ランド部22)が露出した表面実装型の半導体装置であるが、本実施の形態の半導体装置1eは、2方向に電極(ランド部22)を備えた、いわゆるSON(Small Outline Nonleaded package)型の半導体装置である。
本実施の形態の配線基板3hおよび半導体装置1fの他の構成は上記実施の形態2の配線基板3eおよび半導体装置1aとほぼ同様であるので、ここではその説明は省略する。
本実施の形態の半導体装置1fにおいても、上記実施の形態1とほぼ同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態1〜7では、配線基板3(または配線基板3に相当するもの)の上面3aにおいて、複数の端子21を半導体チップ2搭載領域の周囲に一列に配置しているが、他の形態として、配線基板3(または配線基板3に相当するもの)の上面3aにおいて、複数の端子21を半導体チップ2搭載領域の周囲に2列以上にずらして配置した、いわゆる千鳥配列とすることもできる。但し、配線基板3(または配線基板3に相当するもの)の上面3aの端子21を千鳥配列とした場合でも、配線基板3の下面3bにおいて、各ランド部22は配線基板3の端部3cに到達するまで延在しているので、配線基板3の下面3bにおけるランド部22の配置は、千鳥配列とはならずに、上記実施の形態1〜7とほぼ同様となる。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施の形態では、配線基板の上面側に搭載される半導体チップは1つの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、更に半導体チップの上に別の半導体チップが積層されていても良く、または配線基板の上面側に複数の半導体チップが並べて配置されていても良い。
本発明は、配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージ形態の半導体装置およびその製造技術に適用して有効である。
1,1a,1b,1c,1d,1e 半導体装置
2 半導体チップ
2a 電極
2b 表面
2c 裏面
3,3e,3f,3g,3h 配線基板
3a 上面
3b 下面
3c 端部
3d 側面
4 ボンディングワイヤ
5,5a 封止樹脂
6 接着材
11 基材層
11a 上面
11b 下面
12a,12b 導体パターン
13a,13b 導体パターン
14 ソルダレジスト層
15 開口部
15a ビア部
16 導体層
17,18 開口部
20a,20b 端子表面膜
21 端子
22 ランド部
22a 端部
22b 側面
30 実装基板
31 上面
32 ソルダレジスト層
32a 開口部
33 端子
34 半田
51 配線基板
51a 上面
51b 下面
52 半導体装置領域
54 めっき配線
56 パッケージ固定テープ
57 ダイシング領域
58 ダイシングブレード
61 導体パターン
62 開口部
63 接着材
64 ランド部
66 導体パターン
67 開口部
68 開口部
68a ビア部
69 導体層
71 開口部
73 窪み部
74 導体層
76 端子
77 半田ペースト
78 半田ボール
2 半導体チップ
2a 電極
2b 表面
2c 裏面
3,3e,3f,3g,3h 配線基板
3a 上面
3b 下面
3c 端部
3d 側面
4 ボンディングワイヤ
5,5a 封止樹脂
6 接着材
11 基材層
11a 上面
11b 下面
12a,12b 導体パターン
13a,13b 導体パターン
14 ソルダレジスト層
15 開口部
15a ビア部
16 導体層
17,18 開口部
20a,20b 端子表面膜
21 端子
22 ランド部
22a 端部
22b 側面
30 実装基板
31 上面
32 ソルダレジスト層
32a 開口部
33 端子
34 半田
51 配線基板
51a 上面
51b 下面
52 半導体装置領域
54 めっき配線
56 パッケージ固定テープ
57 ダイシング領域
58 ダイシングブレード
61 導体パターン
62 開口部
63 接着材
64 ランド部
66 導体パターン
67 開口部
68 開口部
68a ビア部
69 導体層
71 開口部
73 窪み部
74 導体層
76 端子
77 半田ペースト
78 半田ボール
Claims (20)
- 第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面と、前記第1主面に形成された複数の第1電極と、前記第2主面に形成された複数のランド部と、前記複数の第1電極とこれらにそれぞれ対応する複数のランド部をそれぞれ電気的に接続する複数の第1ビア部とを有する配線基板と、
前記配線基板の前記第1主面上に搭載された半導体チップであって、前記半導体チップは複数の第2電極を有し、前記複数の第2電極が前記配線基板の前記複数の第1電極とそれぞれ電気的に接続された前記半導体チップと、
前記配線基板の前記第1主面上に形成され、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、
を有し、
前記配線基板の側面で前記複数のランド部の側面が露出していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記配線基板の側面で露出する前記各ランド部の側面の幅が、前記配線基板の前記第2主面の内部側領域における前記各ランド部の幅と同等以上であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記配線基板の側面で露出する前記各ランド部の側面の幅が、前記配線基板の前記第2主面の内部側領域における前記各ランド部の幅と同じであることを特徴とする半導体装置。 - 請求項3記載の半導体装置において、
前記各ランド部は、前記配線基板の前記第2主面で長方形状の平面形状を有し、その一辺が、前記配線基板の前記第2主面の端部に到達していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記複数のランド部が前記配線基板の前記第2主面の周縁部に形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記配線基板の前記第1主面および前記第2主面上に絶縁膜が形成され、前記複数の第1電極および前記複数のランド部は前記絶縁膜から露出されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記複数のランド部は、半田接続用の端子として機能することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記半導体装置を他の配線基板に実装する際には、前記半導体装置の前記複数のランド部が、半田を介して、前記他の配線基板の複数の端子に電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記複数の第1ビア部は、それぞれ前記複数のランド部上に配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記複数の第1ビア部は、それぞれ前記配線基板の絶縁性の基材層に形成された開口部および前記開口部内の導体層により形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項9記載の半導体装置において、
前記開口部の寸法は、前記配線基板の前記第1主面側よりも、前記第2主面側の方が小さいことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記複数のランド部は、銅層、前記銅層上のニッケル層および前記ニッケル層上の金層を有していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記半導体チップの前記複数の第2電極と前記配線基板の前記第1主面の前記複数の第1電極とをそれぞれ電気的に接続する複数のボンディングワイヤを更に有し、
前記封止樹脂は、前記配線基板の前記第1主面上に前記半導体チップおよび前記複数のボンディングワイヤを覆うように形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記複数のランド部上にそれぞれ形成された、半田からなる複数の端子を更に有していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記配線基板の前記第1主面の前記複数の第1電極よりも内側の領域に形成された第1導体パターンと、
前記配線基板の前記第2主面の前記複数のランド部よりも内側の領域に形成された第2導体パターンとを更に有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項15記載の半導体装置において、
前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの一方または両方が、前記半導体チップと電気的に接続されておらず、複数の孤立した導体パターンの集合体により構成されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項15記載の半導体装置において、
前記半導体チップが前記第1導体パターン上に導電性の接着材を介して搭載され、
前記配線基板は、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとを電気的に接続する第2ビア部を更に有していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項17記載の半導体装置において、
前記第2ビア部の開口寸法は、前記配線基板の前記第1主面側と前記第2主面側で同じであることを特徴とする半導体装置。 - (a)そこからそれぞれ半導体装置が製造される半導体装置領域を複数有する配線基板であって、第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面とを有し、各半導体装置領域の前記第1主面に複数の第1電極を、各半導体装置領域の前記第2主面に複数のランド部を有する配線基板を準備する工程、
(b)前記配線基板の第1主面の前記各半導体装置領域上に半導体チップを搭載し、前記半導体チップの複数の第2電極を前記配線基板の前記複数の第1電極に電気的に接続する工程、
(c)前記(b)工程後、前記配線基板の前記第1主面上に前記半導体チップを覆うように封止樹脂を形成する工程、
(d)前記(c)工程後、前記配線基板および前記封止樹脂を、前記半導体装置領域間のダイシング領域に沿って切断して、複数の半導体装置に分割する工程、
を有し、
前記(a)工程で準備された前記配線基板の前記第2主面では、前記各ランド部が、前記各半導体装置領域から、前記各半導体装置領域と前記ダイシング領域との境界を越えて前記ダイシング領域側にも延在するように形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項19記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程で分割された前記各半導体装置の前記配線基板は、前記第2主面の周縁部に前記ランド部が複数配置され、側面で前記複数のランド部の側面が露出していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006124876A JP2007299832A (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006124876A JP2007299832A (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007299832A true JP2007299832A (ja) | 2007-11-15 |
Family
ID=38769109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006124876A Pending JP2007299832A (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007299832A (ja) |
-
2006
- 2006-04-28 JP JP2006124876A patent/JP2007299832A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8432033B2 (en) | Electronic device and manufacturing method therefor | |
TWI645465B (zh) | 半導體裝置及其製造方法 | |
JP5215605B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US7816183B2 (en) | Method of making a multi-layered semiconductor device | |
US7518250B2 (en) | Semiconductor device and a method for manufacturing of the same | |
JP2007311378A (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体装置 | |
JP2008277569A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
US10304767B2 (en) | Semiconductor device | |
TWI627689B (zh) | 半導體裝置 | |
US10134665B2 (en) | Semiconductor device | |
JP4494249B2 (ja) | 半導体装置 | |
US8179686B2 (en) | Mounted structural body and method of manufacturing the same | |
JP4825529B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2020129637A (ja) | 電子装置及び電子装置の製造方法 | |
JP7467214B2 (ja) | 配線基板、電子装置及び配線基板の製造方法 | |
JP4497304B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2009099816A (ja) | 半導体装置とその製造方法および半導体装置の実装方法 | |
US11452210B2 (en) | Wiring substrate and electronic device | |
JP5302234B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2017183511A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2007299832A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2013254984A (ja) | 半導体装置 | |
JP5103155B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
KR100195512B1 (ko) | 칩 스케일 패키지 및 그 제조 방법 | |
JP2005057099A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |