JP2010157544A - Semiconductor device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus - Google Patents

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    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device prevented in development of a crack around a bump and therefore disconnection or short-circuiting of a circuit by dispersing stress applied to the bump, and improved in connection reliability when mounted on a mounting board. <P>SOLUTION: This semiconductor device 1 includes: a semiconductor substrate 10 with an electrode 2 formed on one surface thereof; a first insulation resin layer 11 arranged on the one surface of the semiconductor substrate and having a first opening 11a for exposing at least a part of the electrode; a conductive layer 12 arranged on the first insulation layer and electrically connected to the electrode through the first opening; a second insulation layer 13 arranged to cover the conductive layer and having a second opening 13a for exposing a part of the conductive layer; and a bump 14 arranged on the conductive layer exposed from the second opening. A region in contact with the bump within the conductive layer has a flat central region 12a and an outer region 12b forming a tilt, and the tilt has a negative angle toward the central region. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウエハレベルCSPにおいて、接続信頼性を向上させた半導体装置及びその製造方法、並びにこの半導体装置を具備する電子機器に関する。   The present invention relates to a semiconductor device in which connection reliability is improved in a wafer level CSP, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus including the semiconductor device.

近年広く普及している半導体パッケージ構造にBGA(ボールグリッドアレイ)がある。これは、パッケージの平坦な表面にはんだバンプと呼ばれる電極を二次元的に配置した構造を有しているため、従来のDIP(Dual inline Package)やQFP(Quad Flat Package)に比べて高密度な実装が可能となる。このため、BGAはコンピュータのCPUやメモリなどのパッケージとして使われている。従来のBGAタイプの半導体パッケージは、パッケージサイズがチップサイズよりも大きいが、なかでもパッケージをほとんどチップサイズに近い大きさにまで小型化したパッケージはCSP(チップサイズパッケージ)と呼ばれ、電子機器の小型軽量化に大きく貢献している。   BGA (Ball Grid Array) is a widely used semiconductor package structure in recent years. This has a structure in which electrodes called solder bumps are two-dimensionally arranged on the flat surface of the package, so it has a higher density than conventional DIP (Dual inline Package) and QFP (Quad Flat Package). Implementation is possible. For this reason, the BGA is used as a package for a computer CPU and memory. A conventional BGA type semiconductor package has a package size larger than the chip size. Among them, a package that is downsized to a size almost close to the chip size is called a CSP (chip size package). Contributes greatly to the reduction in size and weight.

これらBGAタイプのパッケージは、回路を形成したシリコンウエハを切断し、その半導体チップをインターポーザと呼ばれる実装基板に搭載してパッケージを完成させるものであり、パターニングされたインターポーザが必要である上に、個々に半導体チップを個別にインターポーザに実装する工程が必要である。このため、専用の材料や製造装置を用いなければならず、コストが高くなるという欠点があった。   These BGA type packages are obtained by cutting a silicon wafer on which a circuit is formed and mounting the semiconductor chip on a mounting substrate called an interposer to complete the package. In addition to the need for a patterned interposer, In addition, a process of individually mounting the semiconductor chip on the interposer is necessary. For this reason, a dedicated material or manufacturing apparatus has to be used, and there is a drawback that the cost is increased.

これに対し、一般的に「ウエハレベルCSP」と呼ばれる製法においては、例えば図8に示すように、一面に電極101を有するシリコンウエハ102上に、絶縁層103、再配線層104、封止層105、はんだバンプ106等を形成し、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100を得ることができる。パッケージ構造をウエハ上に一括形成するため、従来のようにインターポーザを必要とせず、またウエハ状態で加工するので専用の装置を必要としない。このため製造効率が高く、コスト面の不利は低減している。しかもウエハ全面にパッケージ加工を施した後にダイシングして個片化することから、個片化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。また配線距離が従来のパッケージよりも短く、配線の寄生容量も小さい。これら優れた特徴は、現在急速に進んでいる実装の高密度化や情報処理速度の高速化が実現できるという点において非常に優位である(参考文献:日経マイクロデバイス 2000年2月号p42、2000年3月号p121、2000年4月号p114)。   On the other hand, in a manufacturing method generally called “wafer level CSP”, for example, as shown in FIG. 8, an insulating layer 103, a rewiring layer 104, a sealing layer are formed on a silicon wafer 102 having an electrode 101 on one surface. A semiconductor chip 100 having a package structure can be obtained by forming 105, solder bumps 106, and the like, and cutting the wafer into predetermined chip dimensions in the final process. Since the package structure is collectively formed on the wafer, an interposer is not required as in the prior art, and since processing is performed in the wafer state, a dedicated device is not required. For this reason, the manufacturing efficiency is high, and the cost disadvantage is reduced. In addition, since the entire surface of the wafer is packaged and diced into individual pieces, the size of the chip itself becomes a semiconductor chip with a package, and has a minimum projected area with respect to the mounting substrate. A semiconductor chip can be obtained. Further, the wiring distance is shorter than that of the conventional package, and the parasitic capacitance of the wiring is also small. These excellent features are extremely advantageous in that high-density mounting and high-speed information processing can be realized, which are currently proceeding rapidly (Reference: Nikkei Microdevices February 2000 issue p42, 2000). March issue p121, April 2000 issue p114).

しかしながら、実装基板に実装した半導体パッケージは、衝撃、振動など外部から機械的な歪による応力を受けるだけでなく、半導体パッケージと実装基板との熱膨張率の違いによって発生する熱応力を受ける。ウエハレベルCSPなど、はんだバンプを介して実装基板と半導体チップとを電気的・機械的に接続する半導体パッケージでは、このはんだバンプの接合部に応力が最も集中しやすい。このため、このはんだバンプやその周辺ではクラックや剥離などの問題が発生し易く、最終的には回路の断線や短絡にいたって、デバイスが動作しなくなってしまうという問題が起こる。   However, a semiconductor package mounted on a mounting substrate is not only subjected to stress due to mechanical strain from the outside such as impact and vibration, but also receives thermal stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor package and the mounting substrate. In a semiconductor package such as a wafer level CSP in which a mounting substrate and a semiconductor chip are electrically and mechanically connected via solder bumps, stress is most likely to be concentrated at the joint portion of the solder bumps. For this reason, problems such as cracks and peeling are likely to occur in the solder bumps and the vicinity thereof, and finally, there arises a problem that the device becomes inoperable due to disconnection or short circuit of the circuit.

このような問題を防ぐため、下記に挙げた手法よってバンプのクラック発生を抑制することが試みられている。
・バンプの外側を樹脂などで覆った構造(例えば、特許文献1参照)
・コアを内包するバンプを有する構造(例えば、特許文献2、特許文献3参照)
しかしながら、前者は樹脂層をウエハ全面に均一に形成するのが難しく、また基板に実装するためには樹脂層の一部を取り除いてバンプを露出させる作業が必要になる。後者はコアを作製した上にバンプを形成しなければならず、容易ではない。
特開2006−060219号公報 特開2006−245290号公報 特開2005−294483号公報
In order to prevent such problems, attempts have been made to suppress the occurrence of bump cracks by the following methods.
A structure in which the outside of the bump is covered with resin or the like (for example, see Patent Document 1)
A structure having a bump that encloses a core (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3)
However, it is difficult for the former to form the resin layer uniformly on the entire surface of the wafer, and in order to mount it on the substrate, it is necessary to remove a part of the resin layer and expose the bumps. In the latter case, bumps must be formed on the core, which is not easy.
JP 2006-060219 A JP 2006-245290 A JP 2005-29483 A

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、バンプにかかる応力を分散することにより、バンプ周辺でのクラックや剥離の進展、ひいては回路の断線や短絡を防止し、実装基板に実装した際の接続信頼性が向上した半導体装置を提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、バンプにかかる応力を分散し、バンプ周辺でのクラックや剥離の進展、ひいては回路の断線や短絡を防止することができ、実装基板に実装したときの接続信頼性が向上した半導体装置を簡単なプロセスで安価に製造することが可能な、半導体装置の製造方法を提供することを第二の目的とする。
また、本発明は、実装基板に実装された半導体装置の接続信頼性に優れた電子装置を提供することを第三の目的とする。
The present invention has been devised in view of such a conventional situation, and by dispersing the stress applied to the bump, the progress of cracks and delamination around the bump, and thus the disconnection and short circuit of the circuit, are prevented. A first object is to provide a semiconductor device with improved connection reliability when mounted on a mounting substrate.
In addition, the present invention can disperse the stress applied to the bumps, prevent cracks and the progress of peeling around the bumps, and thus prevent disconnection and short-circuiting of the circuit, thereby improving connection reliability when mounted on a mounting board. It is a second object of the present invention to provide a semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a semiconductor device at a low cost by a simple process.
A third object of the present invention is to provide an electronic device excellent in connection reliability of a semiconductor device mounted on a mounting substrate.

本発明の請求項1に記載の半導体装置は、一面に電極が形成された半導体基板と、前記半導体基板の一面上に配され、前記電極の少なくとも一部を露出する第一開口部を有する第一絶縁樹脂層と、前記第一絶縁樹脂層上に配され、前記第一開口部を通じて前記電極と電気的に接続された導電層と、前記導電層を覆うように配され、該導電層の少なくとも一部を露出する第二開口部を有する第二絶縁樹脂層と、前記第二開口部から露出した前記導電層上に配されたバンプと、を少なくとも備え、前記導電層のうち、前記バンプと接する領域は、平坦な中央域と、傾斜をなす外領域とから構成され、前記傾斜は、前記中央域に向けて負の角度を有することを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の半導体装置は、請求項1において、前記半導体基板又は前記第一絶縁樹脂層上に、前記傾斜に対応させて凸部を配したことを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の半導体装置は、請求項2において、前記導電層の端部は、前記凸部の前記電極とより離れた部位において、その上面を越えない位置にあることを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の半導体装置は、請求項2又は3において、前記凸部は、平面視した際に略リング形状をなしていることを特徴とする。
本発明の請求項5に記載の半導体装置は、請求項2又は3において、前記凸部は、平面視した際に、略リング形状をなすとともに、前記バンプの中心部と前記半導体基板の中心部とを結ぶ方向とは略垂直をなす方向に延びて配された2つ以上の構造体からなることを特徴とする。
本発明の請求項6に記載の半導体装置は、請求項2乃至5のいずれかにおいて、前記凸部は、前記第一絶縁樹脂層及び/又は前記第二絶縁樹脂層をなす材料よりも、ヤング率が小さい材料からなることを特徴とする。
本発明の請求項7に記載の半導体装置の製造方法は、一面に電極が形成された半導体基板と、前記半導体基板の一面上に配され、前記電極の少なくとも一部を露出する第一開口部を有する第一絶縁樹脂層と、前記第一絶縁樹脂層上に配され、前記第一開口部を通じて前記電極と電気的に接続された導電層と、前記導電層を覆うように配され、該導電層の少なくとも一部を露出する第二開口部を有する第二絶縁樹脂層と、前記第二開口部から露出した前記導電層上に配されたバンプと、を少なくとも備え、前記導電層のうち、前記バンプと接する領域は、平坦な中央域と、傾斜をなす外領域とから構成され、前記傾斜は、前記中央域に向けて負の角度を有する半導体装置の製造方法であって、フォトリソグラフィ、レーザー加工、又はRIEを用いて、前記半導体基板又は前記第一絶縁樹脂層上に、前記傾斜に対応させて凸部を形成することを特徴とする。
本発明の請求項8に記載の電子装置は、前記請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置を備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a semiconductor substrate having an electrode formed on one surface; and a first opening disposed on one surface of the semiconductor substrate and exposing at least a part of the electrode. An insulating resin layer, a conductive layer disposed on the first insulating resin layer and electrically connected to the electrode through the first opening, and disposed to cover the conductive layer, A second insulating resin layer having a second opening that exposes at least a portion thereof, and a bump disposed on the conductive layer exposed from the second opening, wherein the bump of the conductive layer The region in contact with the center region is composed of a flat central region and an outer region having an inclination, and the inclination has a negative angle toward the central region.
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, a convex portion is arranged on the semiconductor substrate or the first insulating resin layer so as to correspond to the inclination.
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second aspect, the end portion of the conductive layer is in a position not exceeding the upper surface at a position farther from the electrode of the convex portion. And
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second or third aspect, the convex portion has a substantially ring shape when viewed in plan.
A semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the second or third aspect, wherein the convex portion has a substantially ring shape when viewed in plan, and the central portion of the bump and the central portion of the semiconductor substrate. It is characterized by comprising two or more structures arranged extending in a direction substantially perpendicular to the direction connecting the two.
The semiconductor device according to a sixth aspect of the present invention is the semiconductor device according to any one of the second to fifth aspects, in which the convex portion is more Young than a material forming the first insulating resin layer and / or the second insulating resin layer. It is characterized by comprising a material with a low rate.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method, comprising: a semiconductor substrate having an electrode formed on one surface; and a first opening that is disposed on one surface of the semiconductor substrate and exposes at least a part of the electrode. A first insulating resin layer, a conductive layer disposed on the first insulating resin layer and electrically connected to the electrode through the first opening, and disposed to cover the conductive layer, At least a second insulating resin layer having a second opening that exposes at least a part of the conductive layer, and a bump disposed on the conductive layer exposed from the second opening. The region in contact with the bump is composed of a flat central region and an outer region having an inclination, and the inclination is a method for manufacturing a semiconductor device having a negative angle toward the central region. , Laser processing, or RIE There are, the semiconductor substrate or said first insulating resin layer, and forming a protrusion in correspondence with the slope.
An electronic device according to an eighth aspect of the present invention includes the semiconductor device according to any one of the first to sixth aspects.

本発明では、前記導電層のうち、前記バンプと接する領域を、平坦な中央域と、傾斜をなす外領域とから構成し、前記傾斜は、前記中央域に向けて負の角度を有しているので、前記外領域(傾斜部分)では導電層が容易に変形することができ、バンプにかかる応力を分散できる。これにより、バンプ周辺でのクラックや剥離の進展、ひいては回路の断線や短絡を防止することができる。その結果、本発明では、実装基板に実装したときの接続信頼性が向上した半導体装置を提供することができる。
また、本発明では、フォトリソグラフィ、レーザー加工、又はRIEを用いて、前記半導体基板又は前記第一絶縁樹脂層上に、前記傾斜に対応させて凸部を形成している。このようにして得られた半導体装置では、導電層のうち、バンプと接する領域が、平坦な中央域と、傾斜をなす外領域とから構成され、前記傾斜は、前記中央域に向けて負の角度を有するものとなる。そして前記外領域(傾斜部分)では導電層が容易に変形することができるので、バンプにかかる応力を分散できる。これによりバンプ周辺でのクラックや剥離の進展、ひいては回路の断線や短絡を防止することができる。その結果、本発明では、実装基板に実装したときの接続信頼性が向上した半導体装置を簡単なプロセスで安価に製造することが可能な、半導体装置の製造方法を提供することができる。
また、本発明では、回路の断線や短絡を防止することができ、実装基板に実装したときの接続信頼性に優れた半導体装置を備えているので、信頼性に優れた電子装置を提供することができる。
In the present invention, a region of the conductive layer that is in contact with the bump includes a flat central region and an outer region that is inclined, and the inclination has a negative angle toward the central region. Therefore, the conductive layer can be easily deformed in the outer region (inclined portion), and the stress applied to the bump can be dispersed. As a result, the progress of cracks and peeling around the bumps, and hence the disconnection and short circuit of the circuit can be prevented. As a result, the present invention can provide a semiconductor device with improved connection reliability when mounted on a mounting board.
In the present invention, the projection is formed on the semiconductor substrate or the first insulating resin layer in correspondence with the inclination by using photolithography, laser processing, or RIE. In the semiconductor device thus obtained, a region in contact with the bump in the conductive layer is composed of a flat central region and an outer region having an inclination, and the inclination is negative toward the central region. It will have an angle. Since the conductive layer can be easily deformed in the outer region (inclined portion), the stress applied to the bumps can be dispersed. Thereby, the progress of cracks and delamination around the bumps, and the disconnection and short circuit of the circuit can be prevented. As a result, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a semiconductor device with improved connection reliability when mounted on a mounting substrate at a low cost by a simple process.
Further, according to the present invention, since a semiconductor device that can prevent circuit disconnection or short circuit and has excellent connection reliability when mounted on a mounting board is provided, an electronic device having excellent reliability is provided. Can do.

以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の半導体装置の一構成例を模式的に示す断面図である。
この半導体装置1A(1)は、一面10aに電極2が形成された半導体基板10と、前記半導体基板10上に配された凸部20と、前記半導体基板10の一面10a上に配され、前記電極2の少なくとも一部を露出する第一開口部11aを有する第一絶縁樹脂層11と、前記第一絶縁樹脂層11上に配され、前記第一開口部11aを通じて前記電極2と電気的に接続された導電層12と、前記導電層12を覆うように配され、該導電層12の少なくとも一部を露出する第二開口部13aを有する第二絶縁樹脂層13と、前記第二開口部13aから露出した前記導電層12上に配されたバンプ14と、を少なくとも備える。
そして本発明の半導体装置1は、前記導電層12のうち、前記バンプ14と接する領域は、平坦な中央域12aと、傾斜をなす外領域12bとから構成され、前記傾斜は、前記中央域12aに向けて負の角度を有することを特徴とする。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one structural example of the semiconductor device of the present invention.
The semiconductor device 1A (1) includes a semiconductor substrate 10 having an electrode 2 formed on one surface 10a, a protrusion 20 disposed on the semiconductor substrate 10, and a surface 10a of the semiconductor substrate 10. A first insulating resin layer 11 having a first opening 11a that exposes at least a part of the electrode 2 is disposed on the first insulating resin layer 11, and is electrically connected to the electrode 2 through the first opening 11a. A conductive layer 12 connected, a second insulating resin layer 13 disposed so as to cover the conductive layer 12 and having a second opening 13a exposing at least a part of the conductive layer 12, and the second opening And a bump 14 disposed on the conductive layer 12 exposed from 13a.
In the semiconductor device 1 of the present invention, a region of the conductive layer 12 that contacts the bumps 14 includes a flat central region 12a and an inclined outer region 12b, and the inclination is the central region 12a. It has a negative angle toward.

本発明では、前記導電層12のうち、前記バンプ14と接する領域を、平坦な中央域12aと、傾斜をなす外領域12bとから構成し、前記傾斜は、前記中央域12aに向けて負の角度を有しているので、前記外領域12b(傾斜部分)では導電層12が容易に変形することができ、バンプ14にかかる応力を分散できる。これにより、バンプ14周辺でのクラックや剥離の進展、ひいては回路の断線や短絡を防止することができる。その結果、本発明の半導体装置1は、実装基板に実装したときの接続信頼性が向上したものとなる。   In the present invention, a region of the conductive layer 12 that is in contact with the bump 14 includes a flat central region 12a and an inclined outer region 12b, and the inclination is negative toward the central region 12a. Since it has an angle, the conductive layer 12 can be easily deformed in the outer region 12b (inclined portion), and the stress applied to the bumps 14 can be dispersed. As a result, the progress of cracks and separation around the bumps 14, and hence the disconnection and short circuit of the circuit can be prevented. As a result, the semiconductor device 1 of the present invention has improved connection reliability when mounted on a mounting board.

半導体基板10は、例えばシリコンやガリウム砒素等からなり、少なくとも表層が絶縁部(図示せず)をなす基材の一面10a上に、例えば電極2としてAlパッドが設けられている。   The semiconductor substrate 10 is made of, for example, silicon, gallium arsenide, or the like, and an Al pad, for example, as the electrode 2 is provided on one surface 10a of a base material whose at least surface layer forms an insulating portion (not shown).

凸部20は、半導体基板10上に、傾斜に対応して配される。これにより、該凸部20の上側に配された導電層12は、バンプ14と接する領域が、平坦な中央域12aと、該中央域12aに向けて負の角度を有する傾斜をなす外領域12bとから構成される。
また、図2は、図1に示す半導体装置1A(1)において、凸部20と導電層12との位置関係を示す平面図である。図2に示すように、凸部20は、平面視した際に略リング形状をなし、上面の内径は導電層12がバンプ14と接する領域の径よりも大きくなされている。なお、図2及び後掲する図7では、凸部20の輪郭を点線で示している。
The convex portion 20 is arranged on the semiconductor substrate 10 corresponding to the inclination. As a result, the conductive layer 12 disposed on the upper side of the convex portion 20 has a flat central region 12a in contact with the bumps 14 and an outer region 12b having a negative angle toward the central region 12a. It consists of.
FIG. 2 is a plan view showing the positional relationship between the convex portion 20 and the conductive layer 12 in the semiconductor device 1A (1) shown in FIG. As shown in FIG. 2, the convex portion 20 has a substantially ring shape in plan view, and the inner diameter of the upper surface is larger than the diameter of the region where the conductive layer 12 is in contact with the bumps 14. 2 and FIG. 7 to be described later, the outline of the convex portion 20 is indicated by a dotted line.

凸部20は、第一絶縁樹脂層11及び/又は第二絶縁樹脂層13をなす材料よりも、ヤング率が小さい材料からなることが好ましい。また、凸部20を構成する材料は、半導体基板10や第一絶縁樹脂層11に対する密着力が高く、ヤング率が0.1〜3.0GPaのものがよい。このような材料として具体的には、例えばポリイミド樹脂やエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ABS樹脂などが挙げられる。
また、凸部20の厚み(高さ)は10〜100μmが好ましい。これにより、後述するように、凸部20の上側に配される導電層12において、バンプ14と接する外領域12bと中央域12aとの段差を10μm以上とすることができる。
The convex portion 20 is preferably made of a material having a Young's modulus smaller than that of the material forming the first insulating resin layer 11 and / or the second insulating resin layer 13. Moreover, the material which comprises the convex part 20 has the high adhesive force with respect to the semiconductor substrate 10 or the 1st insulating resin layer 11, and a thing with a Young's modulus of 0.1-3.0 GPa is good. Specific examples of such a material include a polyimide resin, an epoxy resin, a phenol resin, a silicone resin, and an ABS resin.
Moreover, as for the thickness (height) of the convex part 20, 10-100 micrometers is preferable. Thereby, as will be described later, in the conductive layer 12 disposed on the upper side of the convex portion 20, the step between the outer region 12b in contact with the bump 14 and the central region 12a can be 10 μm or more.

第一絶縁樹脂層11は、前記半導体基板10上に配され、前記電極2の少なくとも一部を露出する第一開口部11aを有する。
第一絶縁樹脂層11は、絶縁性が高く、耐熱性・耐薬品性に優れ、機械的強度が強いものがよく、加えて熱膨張係数が5〜100ppm/℃であるものが好ましい。具体的には、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ABS樹脂等などが挙げられる。
The first insulating resin layer 11 is disposed on the semiconductor substrate 10 and has a first opening 11 a that exposes at least a part of the electrode 2.
The first insulating resin layer 11 is preferably one having high insulation, excellent heat resistance and chemical resistance, strong mechanical strength, and a coefficient of thermal expansion of 5 to 100 ppm / ° C. Specifically, for example, a polyimide resin, an epoxy resin, a phenol resin, a silicone resin, an ABS resin, and the like can be given.

導電層12は、前記第一絶縁樹脂層11上に配され、第一開口部11aを通じて前記電極2と電気的に接続されている。
導電層12は、電極2とバンプ14とを電気的に接続する再配線層(アンダーパス)である。導電層12の一端部は、第一絶縁樹脂層11の第一開口部11aを通じて電極2と電気的に接続されている。また、導電層12の他端部は、バンプ14と電気的に接続されている。
The conductive layer 12 is disposed on the first insulating resin layer 11 and is electrically connected to the electrode 2 through the first opening 11a.
The conductive layer 12 is a rewiring layer (underpass) that electrically connects the electrode 2 and the bump 14. One end of the conductive layer 12 is electrically connected to the electrode 2 through the first opening 11 a of the first insulating resin layer 11. The other end portion of the conductive layer 12 is electrically connected to the bump 14.

導電層12は電気導電性に優れ、耐熱性の高い材料からなる。このような材料としては、例えば銅や銀、ニッケルなどが挙げられる。あるいはこれらを主成分とした合金、あるいはこれらの積層構造でもかまわない。その中でも、電気抵抗率が低く、比較的安価な銅が好ましい。
また、導電層12の厚さは1〜20μmであることが好ましい。
The conductive layer 12 is made of a material having excellent electrical conductivity and high heat resistance. Examples of such a material include copper, silver, and nickel. Alternatively, an alloy containing these as a main component or a laminated structure thereof may be used. Among them, copper having a low electrical resistivity and relatively inexpensive is preferable.
Moreover, it is preferable that the thickness of the conductive layer 12 is 1-20 micrometers.

特に、本発明の半導体装置1では、導電層12のうち、前記バンプ14と接する領域を、平坦な中央域12aと、傾斜をなす外領域12bとから構成し、前記傾斜は、前記中央域12aに向けて負の角度を有している。
上述したように、半導体基板10上に凸部20が配されているので、この凸部20の上側に配された導電層12は、バンプ14と接する領域が、平坦な中央域12aと、該中央域12aに向けて負の角度を有する傾斜をなす外領域12bとから構成される。
In particular, in the semiconductor device 1 of the present invention, a region of the conductive layer 12 that is in contact with the bump 14 includes a flat central region 12a and an inclined outer region 12b, and the inclination is the central region 12a. Has a negative angle towards
As described above, since the convex portion 20 is disposed on the semiconductor substrate 10, the conductive layer 12 disposed on the upper side of the convex portion 20 has a flat central region 12 a that is in contact with the bump 14. And an outer region 12b having an inclination with a negative angle toward the central region 12a.

バンプ14と接する外領域12bが傾斜していることで、外領域12b(傾斜部分)では導電層12が容易に変形することができる(図3参照)。これによりバンプ14にかかる応力を分散でき、基板に実装したときの接続信頼性を向上させることができる。
また、図4に示すように、導電層12とバンプ14の界面には脆い金属間化合物30が形成されてしまうが、バンプ14と接する外領域12bが傾斜しているので、クラックの進展する水平方向にはこの金属間化合物30が存在せず、このため、従来構造よりもクラックが進展しにくく、電気的な特性が劣化しにくい。
Since the outer region 12b in contact with the bump 14 is inclined, the conductive layer 12 can be easily deformed in the outer region 12b (inclined portion) (see FIG. 3). As a result, the stress applied to the bumps 14 can be dispersed, and the connection reliability when mounted on the substrate can be improved.
Further, as shown in FIG. 4, a brittle intermetallic compound 30 is formed at the interface between the conductive layer 12 and the bumps 14, but the outer region 12b in contact with the bumps 14 is inclined, so that the horizontal direction in which cracks progress. This intermetallic compound 30 does not exist in the direction, and therefore, cracks are less likely to develop than in the conventional structure, and electrical characteristics are unlikely to deteriorate.

また、前記導電層12の端部は、前記凸部20の前記電極2とより離れた部位において、その上面を越えない位置にある。これにより、図3に示すような変形が容易になる。すなわち、上面を越えた場合には、凸部20を導電層12が覆うことになり、凸部20の柔軟性を阻害するので、本発明はこれを解消することができる。   Further, the end portion of the conductive layer 12 is in a position not exceeding the upper surface of the convex portion 20 at a position further away from the electrode 2. This facilitates deformation as shown in FIG. That is, when the upper surface is exceeded, the conductive layer 12 covers the convex portion 20, and the flexibility of the convex portion 20 is hindered, and the present invention can eliminate this.

導電層12において、バンプ14と接する外領域12bと中央域12aとの段差は10μm以上であることが好ましい。例えば、バンプ14の主成分が錫(Sn)であり、バンプ14と接合する導電層12の表面が銅(Cu)である場合、その接合部にはCuSnやCuSnの金属間化合物が形成されやすい。これらの金属間化合物は脆いので、バンプ14のクラックの進展経路にこれらがあるとクラックの進展が速い。そこで、導電層12のバンプ14と接している外領域12bと中央部との段差は10μm以上とすることで、金属間化合物が成長しても、それがクラックの進展する高さにまで到達しない。これによりクラックの進展をより確実に防止することができる。 In the conductive layer 12, the step between the outer region 12b in contact with the bump 14 and the central region 12a is preferably 10 μm or more. For example, when the main component of the bump 14 is tin (Sn) and the surface of the conductive layer 12 bonded to the bump 14 is copper (Cu), the bonding portion is made of a metal between Cu 6 Sn 5 and Cu 3 Sn. Compounds are easily formed. Since these intermetallic compounds are brittle, if they are in the crack propagation path of the bump 14, the crack progresses quickly. Therefore, by setting the step between the outer region 12b in contact with the bump 14 of the conductive layer 12 and the central portion to 10 μm or more, even if the intermetallic compound grows, it does not reach the height at which the crack progresses. . Thereby, progress of a crack can be prevented more reliably.

第二絶縁樹脂層13は、導電層12を覆うように配され導電層12を露出する第二開口部13aを有する。
第二絶縁樹脂層13は、絶縁性が高く、耐熱性・耐薬品性に優れ、機械的強度が強いものがよく、加えてヤング率が0.1〜5GPaのものが好ましい。このような材料としては、例えば具体的には、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ABS樹脂などが挙げられる。
また、第二絶縁樹脂層13の厚みは5〜100μmであることが好ましい。
The second insulating resin layer 13 has a second opening 13 a that is disposed so as to cover the conductive layer 12 and exposes the conductive layer 12.
The second insulating resin layer 13 preferably has high insulating properties, excellent heat resistance and chemical resistance, strong mechanical strength, and preferably has a Young's modulus of 0.1 to 5 GPa. Specific examples of such a material include polyimide resin, epoxy resin, phenol resin, silicone resin, and ABS resin.
Moreover, it is preferable that the thickness of the 2nd insulating resin layer 13 is 5-100 micrometers.

バンプ14は、例えばはんだからなり、前記第二開口部13aから露出した前記導電層12上に配される。
はんだは鉛を含む組成であっても、含まない組成であってもかまわない。鉛を含まない組成としては、錫を主成分として、銀、銅、インジウム、亜鉛、ビスマスの元素のうち少なくともひとつを含む組成が好ましい。
特に、本発明の半導体装置1では、上述したように導電層12のバンプ14と接する中央域12aが凹んだ形状のため、バンプ14が位置ズレしにくく、形成が容易である。また、導電層12の中央域12aが凹んだ形状であることで、導電層12とバンプ14の界面にボイドがあったとしてもクラックの進展には影響しないので、材料の選択性や製造条件の幅が広がる。
The bumps 14 are made of, for example, solder, and are disposed on the conductive layer 12 exposed from the second opening 13a.
The solder may have a composition containing lead or a composition not containing lead. As the composition not containing lead, a composition containing tin as a main component and at least one of elements of silver, copper, indium, zinc and bismuth is preferable.
In particular, in the semiconductor device 1 of the present invention, since the central area 12a in contact with the bumps 14 of the conductive layer 12 is recessed as described above, the bumps 14 are not easily displaced and are easy to form. Further, since the central region 12a of the conductive layer 12 has a concave shape, even if there is a void at the interface between the conductive layer 12 and the bump 14, it does not affect the progress of cracks. The width expands.

次に、このような半導体装置1の製造方法について説明する。
図5は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。
本発明の半導体装置の製造方法は、フォトリソグラフィ、レーザー加工、又はRIEを用いて、前記半導体基板10又は前記第一絶縁樹脂層11上に、前記傾斜に対応させて凸部20を形成することを特徴とする。
Next, a method for manufacturing such a semiconductor device 1 will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention in the order of steps.
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the protrusions 20 are formed on the semiconductor substrate 10 or the first insulating resin layer 11 so as to correspond to the inclination using photolithography, laser processing, or RIE. It is characterized by.

本発明では、フォトリソグラフィ、レーザー加工、又はRIEを用いて、前記半導体基板10又は前記第一絶縁樹脂層11上に、傾斜に対応させて凸部20を形成している。このようにして得られた半導体装置1では、導電層12のうち、バンプ14と接する領域が、平坦な中央域12aと、傾斜をなす外領域12bとから構成され、前記傾斜は、前記中央域12aに向けて負の角度を有するものとなる。そして前記外領域12b(傾斜部分)では導電層12が容易に変形することができるので、バンプ14にかかる応力を分散できる。これによりバンプ14周辺でのクラックの進展、ひいては回路の断線や短絡を防止することができる。その結果、本発明では、実装基板に実装したときの接続信頼性が向上した半導体装置を簡単なプロセスで安価に製造することが可能となる。
以下、各工程ごとに説明する。
In the present invention, the projections 20 are formed on the semiconductor substrate 10 or the first insulating resin layer 11 so as to correspond to the inclination by using photolithography, laser processing, or RIE. In the semiconductor device 1 obtained in this way, a region in contact with the bump 14 in the conductive layer 12 includes a flat central region 12a and an inclined outer region 12b, and the inclination is the central region. It will have a negative angle towards 12a. Since the conductive layer 12 can be easily deformed in the outer region 12b (inclined portion), the stress applied to the bumps 14 can be dispersed. As a result, the progress of cracks around the bumps 14, and thus the disconnection and short circuit of the circuit can be prevented. As a result, according to the present invention, a semiconductor device with improved connection reliability when mounted on a mounting board can be manufactured at low cost by a simple process.
Hereinafter, each step will be described.

(1)まず、図5(a)に示すように、半導体基板10上に、凸部20を形成する。
凸部20の形成方法は、感光性樹脂を用い、ドライフィルムをラミネートするか、あるいはワニスをスピンコート法やスクリーン印刷法、スプレーコート法で塗布した後、フォトリソグラフィにてパターニングする。あるいは、非感光性樹脂を用いて、スクリーン印刷法あるいはディスペンス法でパターニングしてもよい。
(1) First, as shown in FIG. 5A, the convex portion 20 is formed on the semiconductor substrate 10.
The convex portion 20 is formed by using a photosensitive resin, laminating a dry film, or applying a varnish by a spin coating method, a screen printing method, or a spray coating method, and then patterning by photolithography. Alternatively, patterning may be performed using a non-photosensitive resin by a screen printing method or a dispensing method.

(2)次に、図5(b)に示すように、半導体基板10の一面10a上に第一絶縁樹脂層11を形成する。
第一絶縁樹脂層11は感光性樹脂を用い、ドライフィルムをラミネートするか、あるいはワニスをスピンコート法やスクリーン印刷法を用いて塗布することにより形成される。また、第一開口部11aは、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニング、または、非感光性樹脂をウエハ全面に形成した後、レーザーやRIEでパターニングすることなどにより形成することができる。
(2) Next, as shown in FIG. 5B, the first insulating resin layer 11 is formed on the one surface 10 a of the semiconductor substrate 10.
The first insulating resin layer 11 is formed by using a photosensitive resin, laminating a dry film, or applying a varnish using a spin coating method or a screen printing method. The first opening 11a can be formed, for example, by patterning using a photolithography technique or by patterning with a laser or RIE after forming a non-photosensitive resin on the entire surface of the wafer.

(3)次に、図5(c)に示すように、第一絶縁樹脂層11上に、導電層12を形成する。
導電層12の形成手法には、アディティブ法、セミアディティブ法、サブトラクティブ法、リフトオフ法などがあるが、なかでも微細配線が容易に形成できるセミアディティブ法がより好ましい。
セミアディティブ法の場合、導電層12は密着部と導電部からなる。
(3) Next, as shown in FIG. 5C, a conductive layer 12 is formed on the first insulating resin layer 11.
As a method for forming the conductive layer 12, there are an additive method, a semi-additive method, a subtractive method, a lift-off method, and the like. Among these, a semi-additive method capable of easily forming a fine wiring is more preferable.
In the case of the semi-additive method, the conductive layer 12 includes a close contact portion and a conductive portion.

密着部は、導電層12と半導体基板10との密着性を確保し、かつ導電層12を容易に形成するために設けられる。さらには半導体基板10の電極2と導電部との間のマイグレーションを抑制する役割も担っている。
密着部は蒸着、スパッタ、CVDなどにより半導体基板10の一面10a上に形成する。その材料は、クロム、チタン、タングステン、チタン−タングステン、銅、ニッケルなどの金属が好ましく、これらの積層構造がより好ましい。
The adhesion portion is provided to ensure adhesion between the conductive layer 12 and the semiconductor substrate 10 and to easily form the conductive layer 12. Further, it plays a role of suppressing migration between the electrode 2 of the semiconductor substrate 10 and the conductive portion.
The close contact portion is formed on one surface 10a of the semiconductor substrate 10 by vapor deposition, sputtering, CVD, or the like. The material is preferably a metal such as chromium, titanium, tungsten, titanium-tungsten, copper, nickel, and more preferably a laminated structure thereof.

次に、密着部の上にパターニングされたレジストを形成する。レジストはドライフィルムをラミネートするか、あるいはワニスをスピンコート法やスクリーン印刷法を用いて塗布した後、フォトリソグラフィにてパターニングする。
次に導電部を電解めっき法にて形成する。その材料は、電気導電性に優れ、耐熱性の高い金属がよく、例えば銅や銀、ニッケルなどが好ましい。あるいはこれらを主成分とした合金、あるいはこれらの積層構造でもかまわない。その中でも、電気抵抗率が低く、比較的安価な銅が最も好ましい。導電部の厚さは1〜20μmが好ましい。レジストを除去し、密着部の不要部分をウェットエッチングやドライエッチングなどで除去する。
Next, a patterned resist is formed on the contact portion. The resist is laminated with a dry film, or varnish is applied by spin coating or screen printing, and then patterned by photolithography.
Next, a conductive part is formed by electrolytic plating. The material is preferably a metal having excellent electrical conductivity and high heat resistance, such as copper, silver, and nickel. Alternatively, an alloy containing these as a main component or a laminated structure thereof may be used. Among them, copper having a low electrical resistivity and relatively inexpensive is most preferable. The thickness of the conductive part is preferably 1 to 20 μm. The resist is removed, and unnecessary portions of the close contact portion are removed by wet etching or dry etching.

導電層12の表面が銅の場合、銅がはんだの成分の一つである錫に固溶しやく容易に金属間化合物を形成するので、これを防ぐため、バンプ14が配される導電層12の表面に無電解めっき法を用いて、ニッケル、金、パラジウムのうち少なくとも1つの元素を含む層を形成してもよい。
半導体基板10上に凸部20が形成されているので、この凸部20の上側に形成された導電層12は、バンプ14と接する領域が、平坦な中央域12aと、該中央域12aに向けて負の角度を有する傾斜をなす外領域12bとから構成されたものとなる。
In the case where the surface of the conductive layer 12 is copper, since copper easily dissolves in tin, which is one of the components of the solder, and easily forms an intermetallic compound. A layer containing at least one element of nickel, gold, and palladium may be formed on the surface of the surface using electroless plating.
Since the convex portion 20 is formed on the semiconductor substrate 10, the conductive layer 12 formed on the upper side of the convex portion 20 has a flat central region 12 a in contact with the bumps 14, and toward the central region 12 a. And an outer region 12b having an inclination having a negative angle.

(4)次に、図5(d)に示すように、導電層12を覆うように第二絶縁樹脂層13を形成する。
第二絶縁樹脂層13は感光性樹脂を用い、ドライフィルムをラミネートするか、あるいはワニスをスピンコート法やスクリーン印刷法を用いて塗布することにより形成される。また、第二開口部13aは、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したパターニング、または、非感光性樹脂をウエハ全面に形成した後、レーザーやRIEでパターニングすることなどにより形成することができる。
(4) Next, as shown in FIG. 5D, a second insulating resin layer 13 is formed so as to cover the conductive layer 12.
The second insulating resin layer 13 is formed by using a photosensitive resin, laminating a dry film, or applying a varnish using a spin coating method or a screen printing method. The second opening 13a can be formed, for example, by patterning using a photolithography technique or by patterning with a laser or RIE after forming a non-photosensitive resin on the entire surface of the wafer.

(5)次に、図5(e)に示すように、第二開口部13aから露出した導電層12上に、バンプ14を形成する。
バンプ14は、はんだボール搭載法、電解はんだめっき法、はんだペースト印刷法、はんだペーストディスペンス法、はんだ蒸着法等により形成することができる。
(5) Next, as shown in FIG. 5E, bumps 14 are formed on the conductive layer 12 exposed from the second openings 13a.
The bumps 14 can be formed by a solder ball mounting method, an electrolytic solder plating method, a solder paste printing method, a solder paste dispensing method, a solder vapor deposition method, or the like.

このとき、本発明では、導電層12のバンプ14と接する中央域12aが凹んだ形状のため、バンプ14が位置ズレしにくく、形成が容易である。また、導電層12の中央域12aが凹んだ形状であることで、導電層12とバンプ14の界面にボイドがあったとしてもクラックの進展には影響しないので、材料の選択性や製造条件の幅が広がる。
以上の工程により、図1に示したような半導体装置1A(1)が得られる。
At this time, in the present invention, since the central region 12a in contact with the bumps 14 of the conductive layer 12 is recessed, the bumps 14 are not easily displaced and are easy to form. Further, since the central region 12a of the conductive layer 12 has a concave shape, even if there is a void at the interface between the conductive layer 12 and the bump 14, it does not affect the progress of cracks. The width expands.
Through the above steps, the semiconductor device 1A (1) as shown in FIG. 1 is obtained.

<第二実施形態>
次に、本発明の半導体装置の第二実施形態について説明する。
図6は、本実施形態の半導体装置1B(1)の一例を示す断面図である。
なお、以下の説明では、上述した第一実施形態と異なる部分について主に説明し、同様の部分についてはその説明は省略する。
上述した第一実施形態では、半導体基板10上に凸部20を形成していたが、本実施形態では、第一絶縁樹脂層11上に、傾斜に対応させて凸部20を配した。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the semiconductor device of the present invention will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the semiconductor device 1B (1) of this embodiment.
In the following description, portions different from the above-described first embodiment will be mainly described, and description of similar portions will be omitted.
In the first embodiment described above, the protrusions 20 are formed on the semiconductor substrate 10. However, in the present embodiment, the protrusions 20 are arranged on the first insulating resin layer 11 so as to correspond to the inclination.

第一実施形態の場合よりも、バンプ14と接合している導電層12が容易に変形できるよう、よりヤング率の低い凸部20を第一絶縁樹脂層11の上に形成し、導電層12に直接接着させた。これにより、バンプ14にかかる応力をより効果的に分散することができる。その結果、この半導体装置1B(1)は、実装基板に実装したときの接続信頼性がより向上する。   A convex portion 20 having a lower Young's modulus is formed on the first insulating resin layer 11 so that the conductive layer 12 bonded to the bumps 14 can be easily deformed compared to the case of the first embodiment. Directly adhered to. Thereby, the stress concerning bump 14 can be distributed more effectively. As a result, the semiconductor device 1B (1) has improved connection reliability when mounted on the mounting board.

第一絶縁樹脂層11上に凸部20を形成する際、凸部20の側面をなだらかな傾斜にするため、感光性樹脂を改良して、露光された箇所と露光されていない個所における現像液への溶解速度の差を小さくし、さらに現像時間を長くすることが好ましい。また、非感光性樹脂を用いる場合は、濡れ広がり性を改善したものを選定することが好ましい。   When forming the convex portion 20 on the first insulating resin layer 11, in order to make the side surface of the convex portion 20 have a gentle inclination, the photosensitive resin is improved, and the developer in the exposed portion and the unexposed portion is developed. It is preferable to reduce the difference in the dissolution rate in and further increase the development time. In addition, when using a non-photosensitive resin, it is preferable to select one that has improved wet spreadability.

<第三実施形態>
次に、本発明の半導体装置の第三実施形態について説明する。
図7は、本実施形態の半導体装置1C(1)の一例を示す図であり、半導体装置1C(1)において、凸部20と導電層12との位置関係を示す平面図である。
なお、以下の説明では、上述した第一実施形態と異なる部分について主に説明し、同様の部分についてはその説明は省略する。
この半導体装置1C(1)では、前記凸部20は、平面視した際に、略リング形状をなすとともに、前記バンプ14の中心部と前記半導体基板10の中心部とを結ぶ方向とは略垂直をなす方向に延びて配された2つ以上の構造体20a、20bからなる。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the semiconductor device of the present invention will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the semiconductor device 1C (1) of the present embodiment, and is a plan view illustrating a positional relationship between the convex portion 20 and the conductive layer 12 in the semiconductor device 1C (1).
In the following description, portions different from the above-described first embodiment will be mainly described, and description of similar portions will be omitted.
In the semiconductor device 1 </ b> C (1), the convex portion 20 has a substantially ring shape when seen in a plan view, and is substantially perpendicular to the direction connecting the central portion of the bump 14 and the central portion of the semiconductor substrate 10. It consists of two or more structures 20a and 20b arranged extending in the direction of forming.

上述した第一実施形態では、凸部20を略リング形状に配したため、該凸部20がなす突起の上を越えて導電層12を形成しなければならず、作製が難しい。そこで、本実施形態では、凸部20をチップ中心方向に対して略垂直をなす複数(ここでは2つ)の円弧状の構造体20a、20bに分割し、導電層12は構造体20a、20bの間を通して配することで、導電層12をより簡単に形成できるようになる。また、バンプ14に加わる応力はチップ中心方向に平行であるため、この形状にしても、バンプ14にかかる応力を分散し、クラックの進展を防止する効果は十分に維持できる。   In the first embodiment described above, since the convex portions 20 are arranged in a substantially ring shape, the conductive layer 12 must be formed over the protrusions formed by the convex portions 20, and it is difficult to manufacture. Therefore, in the present embodiment, the convex portion 20 is divided into a plurality (here, two) of arcuate structures 20a and 20b that are substantially perpendicular to the chip center direction, and the conductive layer 12 is formed of the structures 20a and 20b. The conductive layer 12 can be formed more easily by providing the gap between them. In addition, since the stress applied to the bumps 14 is parallel to the chip center direction, the effect of dispersing the stress applied to the bumps 14 and preventing the progress of cracks can be sufficiently maintained even in this shape.

本発明は、上述したような半導体装置1を用いた電子装置にも適用することができる。
本発明は、たとえば携帯電話やデジタルカメラ、ノートパソコンなど、小型で高密度な電子部品を必要とする電子装置に適用できる。また、ウエハレベルCSPに限らず、バンプを介して接続されるBGAパッケージ全般、あるいはフリップチップにも適用できる。
The present invention can also be applied to an electronic device using the semiconductor device 1 as described above.
The present invention can be applied to electronic devices that require small and high-density electronic components such as mobile phones, digital cameras, and notebook computers. Further, the present invention can be applied not only to the wafer level CSP but also to all BGA packages connected via bumps or flip chip.

以上、本発明の半導体装置及びその製造方法並びに電子機器について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。   Although the semiconductor device, the manufacturing method thereof, and the electronic apparatus of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.

本発明は、半導体装置及びその製造方法並びに電子機器に広く適用可能である。   The present invention can be widely applied to semiconductor devices, manufacturing methods thereof, and electronic devices.

本発明に係る半導体装置の一例を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a semiconductor device according to the invention. 図1に示す半導体装置において、凸部と導電層との位置関係を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a positional relationship between a convex portion and a conductive layer in the semiconductor device shown in FIG. 1. 導電部及びバンプの部分を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the part of an electroconductive part and a bump. 導電部及びバンプの部分を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the part of an electroconductive part and a bump. 本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this invention in process order. 本発明に係る半導体装置の他の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows another example of the semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る半導体装置の他の一例を示す図であり、凸部と導電層との位置関係を示す平面図。It is a figure which shows another example of the semiconductor device which concerns on this invention, and is a top view which shows the positional relationship of a convex part and a conductive layer. 従来の半導体装置の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

1(1A、1B、1C) 半導体装置、2 電極、10 半導体基板、11 第一絶縁樹脂層、11a 第一開口部、12 導電層、12a 中央域、12b 外領域、13 第二絶縁樹脂層、13a 第二開口部、14 バンプ、20 凸部、20a、20b 構造体。   1 (1A, 1B, 1C) Semiconductor device, 2 electrodes, 10 semiconductor substrate, 11 first insulating resin layer, 11a first opening, 12 conductive layer, 12a central region, 12b outer region, 13 second insulating resin layer, 13a 2nd opening part, 14 bump, 20 convex part, 20a, 20b Structure.

Claims (8)

一面に電極が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の一面上に配され、前記電極の少なくとも一部を露出する第一開口部を有する第一絶縁樹脂層と、
前記第一絶縁樹脂層上に配され、前記第一開口部を通じて前記電極と電気的に接続された導電層と、
前記導電層を覆うように配され、該導電層の少なくとも一部を露出する第二開口部を有する第二絶縁樹脂層と、
前記第二開口部から露出した前記導電層上に配されたバンプと、を少なくとも備え、
前記導電層のうち、前記バンプと接する領域は、平坦な中央域と、傾斜をなす外領域とから構成され、
前記傾斜は、前記中央域に向けて負の角度を有することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate having an electrode formed on one surface;
A first insulating resin layer disposed on one surface of the semiconductor substrate and having a first opening exposing at least a portion of the electrode;
A conductive layer disposed on the first insulating resin layer and electrically connected to the electrode through the first opening;
A second insulating resin layer disposed so as to cover the conductive layer and having a second opening that exposes at least a part of the conductive layer;
And at least a bump disposed on the conductive layer exposed from the second opening,
Of the conductive layer, a region in contact with the bump is composed of a flat central region and an outer region having an inclination,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the inclination has a negative angle toward the central region.
前記半導体基板又は前記第一絶縁樹脂層上に、前記傾斜に対応させて凸部を配したことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a convex portion is disposed on the semiconductor substrate or the first insulating resin layer so as to correspond to the inclination. 前記導電層の端部は、前記凸部の前記電極とより離れた部位において、その上面を越えない位置にあることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the end portion of the conductive layer is in a position not exceeding the upper surface of the convex portion at a position further away from the electrode. 前記凸部は、平面視した際に略リング形状をなしていることを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 2, wherein the convex portion has a substantially ring shape when seen in a plan view. 前記凸部は、平面視した際に、略リング形状をなすとともに、前記バンプの中心部と前記半導体基板の中心部とを結ぶ方向とは略垂直をなす方向に延びて配された2つ以上の構造体からなることを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置。   The projections have a substantially ring shape when seen in a plan view, and two or more arranged to extend in a direction substantially perpendicular to the direction connecting the central part of the bump and the central part of the semiconductor substrate. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is formed of the following structure. 前記凸部は、前記第一絶縁樹脂層及び/又は前記第二絶縁樹脂層をなす材料よりも、ヤング率が小さい材料からなることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の半導体装置。   6. The semiconductor according to claim 2, wherein the convex portion is made of a material having a Young's modulus smaller than that of the material forming the first insulating resin layer and / or the second insulating resin layer. apparatus. 一面に電極が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の一面上に配され、前記電極の少なくとも一部を露出する第一開口部を有する第一絶縁樹脂層と、
前記第一絶縁樹脂層上に配され、前記第一開口部を通じて前記電極と電気的に接続された導電層と、
前記導電層を覆うように配され、該導電層の少なくとも一部を露出する第二開口部を有する第二絶縁樹脂層と、
前記第二開口部から露出した前記導電層上に配されたバンプと、を少なくとも備え、
前記導電層のうち、前記バンプと接する領域は、平坦な中央域と、傾斜をなす外領域とから構成され、
前記傾斜は、前記中央域に向けて負の角度を有する半導体装置の製造方法であって、
フォトリソグラフィ、レーザー加工、又はRIEを用いて、前記半導体基板又は前記第一絶縁樹脂層上に、前記傾斜に対応させて凸部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A semiconductor substrate having an electrode formed on one surface;
A first insulating resin layer disposed on one surface of the semiconductor substrate and having a first opening exposing at least a portion of the electrode;
A conductive layer disposed on the first insulating resin layer and electrically connected to the electrode through the first opening;
A second insulating resin layer disposed so as to cover the conductive layer and having a second opening that exposes at least a part of the conductive layer;
And at least a bump disposed on the conductive layer exposed from the second opening,
Of the conductive layer, a region in contact with the bump is composed of a flat central region and an outer region having an inclination,
The inclination is a method of manufacturing a semiconductor device having a negative angle toward the central region,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a convex portion is formed on the semiconductor substrate or the first insulating resin layer so as to correspond to the inclination by using photolithography, laser processing, or RIE.
前記請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置を備えたことを特徴とする電子装置。   An electronic device comprising the semiconductor device according to claim 1.
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