JP2010272811A - Semiconductor device - Google Patents

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Takashi Sasaki
高志 佐々木
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雅幸 塩
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    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/27Manufacturing methods
    • H01L2224/27011Involving a permanent auxiliary member, i.e. a member which is left at least partly in the finished device, e.g. coating, dummy feature
    • H01L2224/27013Involving a permanent auxiliary member, i.e. a member which is left at least partly in the finished device, e.g. coating, dummy feature for holding or confining the layer connector, e.g. solder flow barrier

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure a sufficient underfill sealing strength by canceling a creep-up lack of an underfill to a side face of each corner of semiconductor electronic parts in a semiconductor device formed by carrying out sealing of an underfill to the semiconductor electronic parts in the shape of almost rectangular plane. <P>SOLUTION: This invention relates to a semiconductor device 1a formed by carrying out sealing of the underfill 5 to semiconductor electronic parts 10 in the shape of almost rectangular plane on a substrate 2 with a solder resist film layer 3. In the solder resist film layer 3, there is formed a groove 30 around a packaging region of the semiconductor electronic parts, while making a contour in the shape of almost rectangular plane mostly along a contour shape of the semiconductor electronic parts. While an electrode pat 40 is formed inside almost rectangular corner in the shape of the groove over the substrate 2, a solder resist on the electrode pat is opened, and a solder projection 50 is formed on the electrode pat. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、ソルダーレジスト膜層を有する基板上に実装された略矩形平面形状を有する半導体電子部品がアンダーフィル封止されてなる半導体装置に関する。具体的には、半導体装置の信頼性を向上させるためのアンダーフィル封止技術の改良に関する。   The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor electronic component having a substantially rectangular planar shape mounted on a substrate having a solder resist film layer is underfill sealed. Specifically, the present invention relates to an improvement in an underfill sealing technique for improving the reliability of a semiconductor device.

LGA(Land Grid Array)、BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)などの半導体電子部品、あるいはインターポーザ上にベアチップを搭載した半導体電子部品などが基板上に実装されてなる半導体装置では、半導体電子部品は、微細なバンプを端子として、その端子が基板上の印刷配線における導体部分(端子パッド)に半田などによって接続されることで実装される。この半導体装置では、リフロー工程などにおいて基板が加熱されたり、高低差がある温度サイクルのある環境下に置かれたりすると、基板と半導体電子部品のパッケージを構成する樹脂などとの熱膨張差により上記の端子と端子パッドとの接続部に応力が発生する。この応力は、微細な接続部を断線させる原因となる。そして、このような断線を防止するための技術が本発明の対象であるアンダーフィル封止技術である。周知のごとく、アンダーフィル封止技術は、半導体電子部品と基板との隙間にアンダーフィル(例えば、熱硬化型の液状樹脂)を毛細管現象などを利用して充填した後、それを硬化させて固めることで接続の信頼性を確保するものである。   In a semiconductor device in which a semiconductor electronic component such as a LGA (Land Grid Array), a BGA (Ball Grid Array), or a CSP (Chip Size Package) or a semiconductor electronic component having a bare chip mounted on an interposer is mounted on a substrate, A semiconductor electronic component is mounted by using a fine bump as a terminal and connecting the terminal to a conductor portion (terminal pad) in a printed wiring on a substrate by soldering or the like. In this semiconductor device, when the substrate is heated in a reflow process or the like, or placed in an environment with a temperature cycle with a difference in height, the difference in thermal expansion between the substrate and the resin constituting the package of the semiconductor electronic component causes Stress is generated at the connection between the terminal and the terminal pad. This stress causes the fine connection part to be disconnected. And the technique for preventing such a disconnection is the underfill sealing technique which is the object of the present invention. As is well known, underfill sealing technology fills a gap between a semiconductor electronic component and a substrate with underfill (for example, a thermosetting liquid resin) using a capillary phenomenon, and then hardens it by hardening. This ensures connection reliability.

図10(A)(B)に従来のアンダーフィル封止技術についての概略図を示した。(A)は、半導体電子部品10の側断面図であり、(B)は(A)に示した半導体電子部品10を基板2上に実装した半導体装置1cの側断面図である。半導体電子部品10は、半導体回路を構成するシリコン層11の下層に、ガラスによるパッシベーション層(12、13)やエポキシ樹脂による絶縁樹脂層(再配線層)14などが積層された構造となっている。基板2の表面にはプリント配線が形成されているとともに、その配線を保護するためにソルダーレジスト3が皮膜形成されている。また、周知のフォトリソグラフィ技術によってソルダーレジスト3の一部を開口することで、基板2上に実装される各種電子部品に対応する端子パッド4を基板2表層に露出させている。アンダーフィル5は、半導体電子部品10を実装した後、当該半導体電子部品10と基板2との隙間dに充填されて硬化される。   10 (A) and 10 (B) are schematic views showing a conventional underfill sealing technique. (A) is a sectional side view of the semiconductor electronic component 10, and (B) is a sectional side view of the semiconductor device 1 c in which the semiconductor electronic component 10 shown in (A) is mounted on the substrate 2. The semiconductor electronic component 10 has a structure in which a passivation layer (12, 13) made of glass, an insulating resin layer (rewiring layer) 14 made of epoxy resin, and the like are laminated below a silicon layer 11 constituting a semiconductor circuit. . Printed wiring is formed on the surface of the substrate 2, and a solder resist 3 is formed on the surface of the substrate 2 to protect the wiring. Further, by opening a part of the solder resist 3 by a known photolithography technique, the terminal pads 4 corresponding to various electronic components mounted on the substrate 2 are exposed on the surface of the substrate 2. After the semiconductor electronic component 10 is mounted, the underfill 5 is filled in the gap d between the semiconductor electronic component 10 and the substrate 2 and cured.

しかし、従来のアンダーフィル封止技術では、(B)に示すように、半導体電子部品10の側面にアンダーフィル5が十分に這い上がらず、部品側面を十分にアンダーフィル5によって固定することができない場合があった。アンダーフィル5による半導体電子部品10の側面への這い上がりが不足すると、積層構造を有する半導体電子部品10の下層のみがアンダーフィル5によって固定されてしまうことになる。当然、半導体電子部品10内部の各層間でも熱膨張差による応力が発生する。そのため、下層のみがアンダーフィル5で固定されていると、その上層との界面に掛かる応力を緩和することができず、例えば、パッシベーション層12に亀裂が入ったり、パッシベーション層12と再配線層14との界面(12−14)に剥離が発生したりする。ベアチップをインターポーザ上に搭載した半導体電子部品では、ベアチップがインターポーザとの界面で剥離する。   However, in the conventional underfill sealing technology, as shown in FIG. 5B, the underfill 5 does not sufficiently crawl on the side surface of the semiconductor electronic component 10, and the side surface of the component cannot be sufficiently fixed by the underfill 5. There was a case. If the underfill 5 is insufficient to creep up to the side surface of the semiconductor electronic component 10, only the lower layer of the semiconductor electronic component 10 having a laminated structure is fixed by the underfill 5. Naturally, a stress due to a difference in thermal expansion is also generated in each layer inside the semiconductor electronic component 10. For this reason, if only the lower layer is fixed with the underfill 5, the stress applied to the interface with the upper layer cannot be relieved. For example, the passivation layer 12 is cracked or the passivation layer 12 and the rewiring layer 14. Peeling occurs at the interface (12-14). In a semiconductor electronic component in which a bare chip is mounted on an interposer, the bare chip is peeled off at the interface with the interposer.

本発明者は、アンダーフィルの這い上がり不足の原因について考察し、半導体電子部品の実装領域の周囲に溝を形成することで、供給したアンダーフィルをこの溝によって堰き止め、半導体電子部品の側面にアンダーフィルを這い上がらせるように構成した半導体装置を先に発明した(特願2008−115700)。なお、当該発明では、アンダーフィルが這い上がり易くなるように、半導体電子部品を基板とともに表面改質することで親水性を向上させた際、アンダーフィルが広範囲に流れ出して、封止対象外の電子部品が汚染されるのを防止するため、溝を縁取る2重輪郭線の内側の略矩形の輪郭線の隅の形状を最適化している。   The present inventor considered the cause of insufficient underfill scooping, and formed a groove around the mounting area of the semiconductor electronic component, so that the supplied underfill was dammed up by the groove, and was formed on the side surface of the semiconductor electronic component. A semiconductor device configured to crawl up underfill has been invented first (Japanese Patent Application No. 2008-115700). In the present invention, when the hydrophilicity is improved by modifying the surface of the semiconductor electronic component together with the substrate so that the underfill easily rises, the underfill flows out over a wide area, and the electrons that are not sealed In order to prevent the part from being contaminated, the shape of the corner of the substantially rectangular outline inside the double outline bordering the groove is optimized.

しかしながら、先の発明では、平面形状が矩形の導体電子部品を実装する場合、その矩形の隅の部分において、這い上がりが不十分となる事例が散見された。具体的には、合格品ではあるものの、微細な亀裂がごく僅かな確率で発生した。しかし、長期的な信頼性については未知であることから、半導体装置の製造過程において、半導体電子部品の隅の側面部分にアンダーフィルを手作業で塗布し直すなどの修復工程を追加していた。当然のことながら、この修復工程は、製造コストを増大させる要因となる。   However, in the previous invention, in the case where a conductor electronic component having a rectangular planar shape is mounted, there has been a case where creeping up is insufficient at the corners of the rectangle. Specifically, although it was an acceptable product, fine cracks occurred with very little probability. However, since long-term reliability is unknown, a repair process such as manually re-applying underfill on the side surface of the corner of the semiconductor electronic component has been added during the manufacturing process of the semiconductor device. As a matter of course, this repair process increases the manufacturing cost.

そこで、本発明は、略矩形平面形状を有する半導体電子部品がアンダーフィル封止されてなる半導体装置において、前記半導体電子部品の特に矩形の隅の部分の側面へのアンダーフィルの這い上がり不足を解消して十分なアンダーフィル封止強度を確保することを目的としている。   Accordingly, the present invention eliminates the shortage of underfill creeping particularly on the side surfaces of the corners of the rectangular shape of the semiconductor electronic component in a semiconductor device in which a semiconductor electronic component having a substantially rectangular planar shape is underfilled. And it aims at ensuring sufficient underfill sealing strength.

上記目的を達成するための本発明は、ソルダーレジスト膜層を有する基板上に実装された略矩形平面形状を有する半導体電子部品がアンダーフィル封止されてなる半導体装置であって、
前記ソルダーレジスト膜層には、前記半導体電子部品の実装領域の周囲に、当該半導体電子部品の外形形状にほぼ沿う略矩形平面状の外形をなす溝が画成され、
前記基板上において、前記溝の外形をなす前記略矩形の隅の内側に、電極パッドが形成されるとともに、当該電極パッド上のソルダーレジストが開口し、
前記電極パッド上には、半田突起が形成されている半導体装置である。
The present invention for achieving the above object is a semiconductor device in which a semiconductor electronic component having a substantially rectangular planar shape mounted on a substrate having a solder resist film layer is underfill sealed,
In the solder resist film layer, a groove having a substantially rectangular planar shape substantially along the outer shape of the semiconductor electronic component is defined around the mounting area of the semiconductor electronic component,
On the substrate, an electrode pad is formed inside the substantially rectangular corner forming the outer shape of the groove, and a solder resist on the electrode pad is opened,
In the semiconductor device, a solder protrusion is formed on the electrode pad.

また、前記電極パッドが、前記溝の隅の形状に沿って屈曲する鈎型である半導体装置。および前記電極パッドの屈曲部の内側に円弧状に膨らむR部が形成され、当該R部が、前記略矩形平面形状を有する半導体電子部品の隅の下面と対面する半導体装置とすることもできる。   The electrode device may be a saddle type that bends along the shape of the corner of the groove. Also, an R portion that swells in an arc shape is formed inside the bent portion of the electrode pad, and the R portion may be a semiconductor device that faces a lower surface of a corner of the semiconductor electronic component having the substantially rectangular planar shape.

前記R部が形成された電極パッドを備えた上記半導体装置では、前記電極パッド状に形成される半田突起が、前記半導体電子部品の下面と前記基板との間隙以上の高さとしたり、前記いずれかの半導体装置において、前記略矩形の平面形状をなす溝が、前記電極パッドを露出させるためのソルダーレジストの開口に連続するように形成されている半導体装置としたりすれば、より好ましい。   In the semiconductor device including the electrode pad in which the R portion is formed, the solder protrusion formed in the electrode pad shape has a height greater than or equal to the gap between the lower surface of the semiconductor electronic component and the substrate. In the semiconductor device, it is more preferable that the substantially rectangular planar groove is formed so as to be continuous with the opening of the solder resist for exposing the electrode pad.

本発明の半導体装置によれば、矩形平面形状を有する半導体電子部品の隅の側面にも十分にアンダーフィルが這い上がった状態で固定されているため、高い封止強度を有し、加熱時や温度サイクル環境下において半導体電子部品が破壊しにくい、極めて信頼性の高い構造とすることができる。   According to the semiconductor device of the present invention, since the underfill is sufficiently fixed to the side surface of the corner of the semiconductor electronic component having a rectangular planar shape, it has high sealing strength, and can be used during heating. A highly reliable structure in which a semiconductor electronic component is not easily destroyed under a temperature cycle environment can be obtained.

本発明の第1の実施例における半導体装置の概略構造図である。(A)は平面図であり、(B)は、(A)における要部拡大図である。1 is a schematic structural diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. (A) is a top view, (B) is the principal part enlarged view in (A). 上記第1の実施例における半導体装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the semiconductor device in the said 1st Example. 上記第1の実施例の半導体装置に形成されている溝の構造図である。FIG. 6 is a structural diagram of a groove formed in the semiconductor device of the first embodiment. 上記第1の実施例の半導体装置の変更例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of the semiconductor device of the said 1st Example. 本発明の第2の実施例における半導体装置の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the semiconductor device in the 2nd Example of this invention. 上記第2の実施例における半導体装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the semiconductor device in the said 2nd Example. 上記第2の実施例の半導体装置における要部を構成する各部位の配置関係を説明するための図である。(A)は平面図であり、(B)は断面図である。It is a figure for demonstrating the arrangement | positioning relationship of each site | part which comprises the principal part in the semiconductor device of the said 2nd Example. (A) is a plan view and (B) is a cross-sectional view. 上記第2の実施例の半導体装置における、半田堤の高さとアンダーフィルの高さとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the height of a solder bank and the height of an underfill in the semiconductor device of the said 2nd Example. 上記第2の実施例の半導体装置において、半田堤の高さとアンダーフィルの封止状態との関係を示す図である。(A)は、半田堤が高いときの封止状態を示す図であり、(B)は、半田堤が低いときの封止状態を示す図である。In the semiconductor device of the said 2nd Example, it is a figure which shows the relationship between the height of a solder bank and the sealing state of an underfill. (A) is a figure which shows the sealing state when a solder bank is high, (B) is a figure which shows the sealing state when a solder bank is low. アンダーフィル封止技術についての説明図である。(A)は一般的な半導体電子部品の断面構造図であり、(B)は半導体電子部品をアンダーフィルで封止した状態を示す図である。It is explanatory drawing about an underfill sealing technique. (A) is a cross-sectional structure diagram of a general semiconductor electronic component, and (B) is a diagram showing a state in which the semiconductor electronic component is sealed with an underfill.

===第1の実施例===
図1に本発明の第1の実施例における半導体装置1aの概略構造を示した。(A)はその平面図であり、(B)は(A)における要部100の拡大図である。また、図2に図1(A)におけるa−a矢視断面を示した。本実施例の半導体装置1aは、ガラスエポキシ基板の表面にプリント配線を印刷形成してなる基板2に、アンダーフィル5による封止の対象となる半導体電子部品10を実装した基本構造をなしている。本実施例において、半導体電子部品10は、基板2のほぼ中央に実装され、この半導体電子部品10の周囲にその他のICやチップ部品などの周辺部品20も実装されている。そして、基板2の表層には、プリント配線を保護するためのソルダーレジスト膜3が形成されている。
=== First Embodiment ===
FIG. 1 shows a schematic structure of a semiconductor device 1a according to the first embodiment of the present invention. (A) is the top view, (B) is an enlarged view of the principal part 100 in (A). FIG. 2 shows a cross section taken along the line aa in FIG. The semiconductor device 1a of the present embodiment has a basic structure in which a semiconductor electronic component 10 to be sealed by an underfill 5 is mounted on a substrate 2 formed by printing printed wiring on the surface of a glass epoxy substrate. . In this embodiment, the semiconductor electronic component 10 is mounted almost at the center of the substrate 2, and peripheral components 20 such as other ICs and chip components are mounted around the semiconductor electronic component 10. A solder resist film 3 for protecting the printed wiring is formed on the surface layer of the substrate 2.

ソルダーレジスト膜3は、リソグラフィ技術によってパターニング形成され、その膜3が実装部品(10,20)と端子接続を行う端子パッド4の部分で開口している。すなわち、端子パッド4の部分が基板2の表層に露出している。半導体電子部品10は、略矩形の平面形状の下面に多数の端子(図示せず)を備え、基板2と当該半導体部品10との下面との隙間dにはアンダーフィル5が充填された状態で硬化している。そして、本実施例の半導体装置1は、ソルダーレジスト3が、端子パッド4の部分に加え、半導体電子部品10の実装領域の周囲に溝30を形成するように開口している。   The solder resist film 3 is formed by patterning using a lithography technique, and the film 3 is opened at a portion of the terminal pad 4 that makes terminal connection with the mounting component (10, 20). That is, the portion of the terminal pad 4 is exposed on the surface layer of the substrate 2. The semiconductor electronic component 10 includes a large number of terminals (not shown) on a substantially rectangular planar lower surface, and a gap d between the substrate 2 and the lower surface of the semiconductor component 10 is filled with an underfill 5. It is cured. In the semiconductor device 1 of this embodiment, the solder resist 3 is opened so as to form a groove 30 around the mounting region of the semiconductor electronic component 10 in addition to the terminal pad 4.

また、溝30の隅、すなわち、略矩形平面形状をなす半導体電子部品10の四隅に対応する部分には、どの配線経路にも接続されていない電極パッド40aが形成されており、この部分のソルダーレジスト3もその電極パッド40aの形状に合わせて開口している。この例では、電極パッド40aの形状は、上記隅のコーナー形状に沿って屈曲する鈎型であり、このパッド40aにはリフロー半田付けによって半田突起50が形成される。   In addition, electrode pads 40a that are not connected to any wiring path are formed at the corners of the groove 30, that is, at the four corners of the semiconductor electronic component 10 having a substantially rectangular planar shape. The resist 3 is also opened in accordance with the shape of the electrode pad 40a. In this example, the electrode pad 40a has a saddle shape that bends along the corner shape of the corner, and a solder protrusion 50 is formed on the pad 40a by reflow soldering.

===溝の構造===
上述したように、本実施例の半導体装置1aでは、アンダーフィル5封止の対象となる半導体電子部品10の実装領域の周囲にソルダーレジスト膜3を開口させてなる溝30が形成されている。図3に第1の実施例における上記溝30の形状を具体的に示した。当該溝30は、左右と上下の幅がそれぞれLw、Lhの略矩形平面形状の半導体電子部品10の外形にほぼ沿う形状の略矩形の平面形状をなし、この溝30の壁面の上縁によって、当該溝の幅wの2重輪郭線(31,32)が形成される。
=== Structure of groove ===
As described above, in the semiconductor device 1a of this embodiment, the groove 30 is formed by opening the solder resist film 3 around the mounting region of the semiconductor electronic component 10 to be sealed with the underfill 5. FIG. 3 specifically shows the shape of the groove 30 in the first embodiment. The groove 30 has a substantially rectangular planar shape that substantially conforms to the outer shape of the substantially rectangular planar semiconductor electronic component 10 having left and right and upper and lower widths Lw and Lh, respectively. A double contour line (31, 32) having the width w of the groove is formed.

また、溝30の外形は、完全な矩形ではなく、矩形の1辺の外側に凸状となる凸部33を備えた形状となっている。アンダーフィル5は、この凸部33側から半導体電子部品10の下面に充填される。内側輪郭線31は、凸部33以外では略矩形形の半導体電子部品10の各辺15と距離tdを隔てて離間し、当該凸部33における内側輪郭線34は、半導体電子部品10において隣接する辺16と距離T(>td)を隔てて離間している。そして、この凸部33における内側輪郭線34の長さLsは、半導体電子部品10の辺(15,16)の長さLwより短く、当該凸部33における内側輪郭線31の両端35は、半導体電子部品10においてこれに平行する辺16の両端17より内側に位置している。   Moreover, the external shape of the groove | channel 30 is not a complete rectangle, but is a shape provided with the convex part 33 which becomes convex in the outer side of one side of a rectangle. The underfill 5 is filled into the lower surface of the semiconductor electronic component 10 from the convex portion 33 side. The inner contour line 31 is separated from each side 15 of the substantially rectangular semiconductor electronic component 10 except for the convex portion 33 by a distance td, and the inner contour line 34 in the convex portion 33 is adjacent to the semiconductor electronic component 10. It is separated from the side 16 by a distance T (> td). The length Ls of the inner contour line 34 in the convex portion 33 is shorter than the length Lw of the sides (15, 16) of the semiconductor electronic component 10, and both ends 35 of the inner contour line 31 in the convex portion 33 are made of semiconductor. In the electronic component 10, it is located inside the both ends 17 of the side 16 parallel to this.

そして、本実施例では、凸部33側から半導体電子部品10と基板2との隙間dに向けてのアンダーフィル5を充填するようにしている。すなわち、周辺部品20を含めて高密度に部品を基板2上に実装するためには、アンダーフィル5による封止領域を狭くする必要があり、溝30と半導体電子部品10との間隔tdを広くとることができない。しかも、基板2の表面において、溝30の外側にアンダーフィル5を付着させないようにするためには、アンダーフィル5の充填は、溝30の内側の輪郭線31と半導体電子部品10との間の位置から開始する必要がある。そこで、溝30の一辺に凸部33を設けて半導体電子部品10と溝30との間隔tdを一部広げてTとし、この部分33からアンダーフィル5を充填することで、必要最小限の領域に確実にアンダーフィル5が充填されるようにしている。   In this embodiment, the underfill 5 is filled from the convex portion 33 side toward the gap d between the semiconductor electronic component 10 and the substrate 2. That is, in order to mount components on the substrate 2 including the peripheral component 20 at a high density, it is necessary to narrow the sealing region by the underfill 5 and widen the interval td between the groove 30 and the semiconductor electronic component 10. I can't take it. Moreover, in order to prevent the underfill 5 from adhering to the outside of the groove 30 on the surface of the substrate 2, the underfill 5 is filled between the contour line 31 inside the groove 30 and the semiconductor electronic component 10. Need to start from position. Therefore, a convex portion 33 is provided on one side of the groove 30 so that the interval td between the semiconductor electronic component 10 and the groove 30 is partially expanded to T, and the underfill 5 is filled from this portion 33, thereby minimizing the necessary area. The underfill 5 is reliably filled.

===表面改質処理と溝の機能について===
従来の半導体電子部品10は、パッケージ表面の親水性を向上させることで、アンダーフィル5が半導体電子部品10の側面に這い上がり易くなるようにしている。第1の実施例における半導体装置1aをはじめ、後述する第2の実施例における半導体装置1bにおいても、基板2と半導体電子部品10は、表面改質処理が施されており、基板2表面と半導体電子部品10のパッケージ表面の親水性を向上させている。それによって、アンダーフィル5が半導体電子部品10と基板2との隙間dに均一に充填され、かつ半導体電子部品10の側面の上層まで十分に這い上がるようにしている。なお、本実施例では、半導体電子部品10が実装された状態でプラズマクリーニングによる表面改質処理が施されている。
=== About surface modification treatment and groove function ===
The conventional semiconductor electronic component 10 improves the hydrophilicity of the package surface so that the underfill 5 can easily climb to the side surface of the semiconductor electronic component 10. In the semiconductor device 1a in the second embodiment, which will be described later, as well as the semiconductor device 1a in the first embodiment, the substrate 2 and the semiconductor electronic component 10 have been subjected to surface modification treatment. The hydrophilicity of the package surface of the electronic component 10 is improved. As a result, the underfill 5 is uniformly filled in the gap d between the semiconductor electronic component 10 and the substrate 2, and is sufficiently raised to the upper layer on the side surface of the semiconductor electronic component 10. In the present embodiment, surface modification processing by plasma cleaning is performed in a state where the semiconductor electronic component 10 is mounted.

第1の実施例において、上記の溝30は、表面改質処理によって、アンダーフィル5が半導体電子部品10の実装領域外に流動拡散するのを防止するための「ダム」として機能する。そして、基板2と半導体電子部品10との隙間dに充填されたアンダーフィル5が半導体電子部品10の実装領域の外に向かって流動拡散しようとする際、溝30の内側の輪郭線31におけるエッジ効果によってその拡散を堰き止めるとともに、アンダーフィル5を半導体電子部品10方向に押し戻すことで、より確実に半導体電子部品10の側面にアンダーフィル5が這い上がるようにしている。しかしながら、半導体電子部品10の四隅18の側面においてはその這い上がりが不足する、という事例が僅かながら存在した。   In the first embodiment, the groove 30 functions as a “dam” for preventing the underfill 5 from flowing and diffusing outside the mounting region of the semiconductor electronic component 10 due to the surface modification process. When the underfill 5 filled in the gap d between the substrate 2 and the semiconductor electronic component 10 tries to flow and diffuse toward the outside of the mounting area of the semiconductor electronic component 10, the edge at the contour line 31 inside the groove 30. The diffusion is blocked by the effect, and the underfill 5 is pushed up in the direction of the semiconductor electronic component 10 so that the underfill 5 rises more reliably on the side surface of the semiconductor electronic component 10. However, there have been a few cases where the side surface of the four corners 18 of the semiconductor electronic component 10 is insufficiently crawled.

===半田突起による堤防構造===
第1の実施例における半導体装置1aは、略矩形平面形状をなす半導体電子部品10の隅18の部分において、アンダーフィル5の這い上がり不足を解消するための構成を備えている。図1(B)に示したように、基板2上には、半導体電子部品10の実装領域の四隅に対応する位置に、どの配線経路にも接続されていない独立した電極パッド40aが形成されている。そして、この電極パッド40aの形成位置では、ソルダーレジスト3が開口し、電極パッド40aが露出している。さらに、この電極パッド40a上には、リフロー半田付けによって半田突起50が形成されている。
=== Dyke structure with solder projections ===
The semiconductor device 1a according to the first embodiment has a configuration for eliminating the shortage of the underfill 5 at the corner 18 of the semiconductor electronic component 10 having a substantially rectangular planar shape. As shown in FIG. 1B, independent electrode pads 40a that are not connected to any wiring path are formed on the substrate 2 at positions corresponding to the four corners of the mounting area of the semiconductor electronic component 10. Yes. At the position where the electrode pad 40a is formed, the solder resist 3 is opened and the electrode pad 40a is exposed. Further, solder protrusions 50 are formed on the electrode pads 40a by reflow soldering.

アンダーフィル5は、この半田突起50によって溝30に流れる前に堰き止められるため、半導体電子部品10の四隅18の側面方向へ流動し、その結果、半導体電子部品10の四隅18では、その側面の上方まで十分に這い上がる。すなわち、半田突起50は、アンダーフィル5の堤防として機能し、電極パッド40aは、その堤防の土台として機能する。   Since the underfill 5 is blocked by the solder protrusions 50 before flowing into the grooves 30, the underfill 5 flows toward the side surfaces of the four corners 18 of the semiconductor electronic component 10. As a result, at the four corners 18 of the semiconductor electronic component 10, Climb up enough to the top. That is, the solder protrusion 50 functions as a dike for the underfill 5, and the electrode pad 40a functions as a base for the dike.

この電極パッド(以下、堤防電極)40aは、半田突起による堤防(以下、半田堤)50の土台として機能させることが必要であることから、その配設位置は、溝30の内側輪郭線31より半導体電子部品10の実装領域側に形成されることになる。なお、第1の実施例では、図1(B)に示したように、堤防電極40a上のソルダーレジスト3の開口41と溝30を形成するソルダーレジスト3の開口とが一体となっている。すなわち、溝の内側の輪郭線31が堤防電極40aを露出させるための開口41の輪郭に一致している。もちろん、図4に示すように、溝30とは別に堤防電極40aを露出させるための開口41を設けてもよい。しかし、溝30用の開口と堤防電極40a用の開口41とを個別に設ければ、自ずと、半導体電子部品10の周囲と溝30の内側輪郭線31との間隔tdをある程度離す必要が生じる。そのため、他の電子部品20の実装領域を狭め、半導体装置1aの実装密度を低下させることになる。したがって、第1の実施例のように、ソルダーレジスト3における堤防電極40aの開口と溝30の開口とは、一体となっている方が望ましい。   Since this electrode pad (hereinafter referred to as a dike electrode) 40 a is required to function as a base of a dike (hereinafter referred to as a solder dike) 50 by a solder protrusion, the position of the electrode pad (hereinafter referred to as a dike electrode) is determined from the inner contour line 31 of the groove 30. It is formed on the mounting area side of the semiconductor electronic component 10. In the first embodiment, as shown in FIG. 1B, the opening 41 of the solder resist 3 on the bank electrode 40a and the opening of the solder resist 3 forming the groove 30 are integrated. That is, the contour line 31 inside the groove coincides with the contour of the opening 41 for exposing the bank electrode 40a. Of course, as shown in FIG. 4, an opening 41 for exposing the bank electrode 40 a may be provided separately from the groove 30. However, if the opening for the groove 30 and the opening 41 for the dike electrode 40a are individually provided, the interval td between the periphery of the semiconductor electronic component 10 and the inner contour line 31 of the groove 30 needs to be separated to some extent. Therefore, the mounting area of other electronic components 20 is narrowed, and the mounting density of the semiconductor device 1a is reduced. Therefore, as in the first embodiment, it is desirable that the opening of the dike electrode 40a and the opening of the groove 30 in the solder resist 3 are integrated.

堤防電極40aはその上に形成される半田堤50によってアンダーフィル5の流動を阻止できる形状であれば、どのような形状であってもよいが、半田堤50には、アンダーフィル5の流動を確実に堰き止める機能が要求され、半田堤50の平面形状は、ほぼ堤防電極40aの平面形状に沿うことから、第1の実施例における堤防電極40aのように、半導体電子部品10の隅18の形状に沿う鈎型とする方が好ましい。鈎型の堤防電極40aとすることで、その上に形成される半田堤50も鈎型に屈曲する平面形状となり、半導体電子部品10の実装領域の外側に向かって放射状に流動するアンダーフィル5を確実に堰き止め、そのアンダーフィル5を半導体電子部品10の隅18方向に押し戻す。それによって、半導体電子部品10の隅18の側面に確実にアンダーフィル5を這い上がらせることができる。 The dike electrode 40a may have any shape as long as it can prevent the flow of the underfill 5 by the solder dike 50 formed on the dike electrode 40a. The function of reliably damming is required, and the planar shape of the solder dyke 50 is substantially in line with the planar shape of the dyke electrode 40a. Therefore, like the dike electrode 40a in the first embodiment, the corner 18 of the semiconductor electronic component 10 is formed. It is preferable to use a saddle shape that conforms to the shape. By using the saddle-shaped dike electrode 40a, the solder bank 50 formed thereon also has a planar shape that bends in a saddle shape, and the underfill 5 that flows radially toward the outside of the mounting region of the semiconductor electronic component 10 is provided. The dam is surely stopped, and the underfill 5 is pushed back toward the corner 18 of the semiconductor electronic component 10. As a result, the underfill 5 can be reliably crawled up on the side surface of the corner 18 of the semiconductor electronic component 10.

===第2の実施例===
周知のごとく、WL(Wafer Level)−CSPは、半導体素子を形成するシリコンウェハを切り出す前に端子の形成や配線などを行い、それからウェハを切り出すという方法によって形成されたCSPである。このWL−CSPは、パッケージのサイズとICチップのサイズがほぼ一致し、樹脂からなるインターポーザと、この樹脂と熱収縮率が大きく異なるシリコンからなるICチップとがほぼ全面で接触した2層構造となる。そのため、他の半導体電子部品と比較して、インターポーザとチップ下面との界面での剥離が生じやすい。
=== Second Embodiment ===
As is well known, WL (Wafer Level) -CSP is a CSP formed by a method of forming a terminal, wiring, etc. before cutting out a silicon wafer on which a semiconductor element is formed, and then cutting out the wafer. This WL-CSP has a two-layer structure in which the package size and the IC chip size are substantially the same, and the resin interposer and the IC chip made of silicon having a heat contraction rate greatly different from that of the resin are almost in contact with each other. Become. Therefore, compared with other semiconductor electronic components, peeling at the interface between the interposer and the lower surface of the chip is likely to occur.

第2の実施例は、WL−CSPのような特に層間での剥離が生じやすい構造の半導体電子部品をアンダーフィルによって封止した半導体装置である。図5に第2の実施例における堤防電極40bの形状と配置を示した。この例において、堤防電極40bには、鈎型の屈曲部分の内側を円弧状に膨らませたR部が形成されており、そのR部42の一部が半導体電子部品10の実装領域内に位置するように配置されている。すなわち、半導体電子部品10の四隅18では、その下面が堤防電極40bと対向する。   The second embodiment is a semiconductor device in which a semiconductor electronic component, such as WL-CSP, which has a structure that easily peels between layers, is sealed with an underfill. FIG. 5 shows the shape and arrangement of the dike electrode 40b in the second embodiment. In this example, the dike electrode 40 b is formed with an R portion in which the inside of the saddle-shaped bent portion is expanded in an arc shape, and a part of the R portion 42 is located in the mounting region of the semiconductor electronic component 10. Are arranged as follows. That is, at the four corners 18 of the semiconductor electronic component 10, the lower surfaces thereof face the bank electrodes 40b.

図6に図5におけるb−b矢視断面を示した。なお、この図6では、堤防電極40b上に半田堤50が形成されるとともに、アンダーフィル5が充填された状態を示している。堤防電極40bが半導体電子部品10の下面に潜り込むように形成されているため、この堤防電極40b上の半田堤50が、半導体電子部品10の隅18に近接し、アンダーフィル5を半導体電子部品10の隅18の近辺に集中させる。その結果、アンダーフィル5が高く這い上がる。   FIG. 6 shows a cross section taken along line bb in FIG. FIG. 6 shows a state in which the solder bank 50 is formed on the bank electrode 40b and the underfill 5 is filled. Since the bank electrode 40b is formed so as to be embedded in the lower surface of the semiconductor electronic component 10, the solder bank 50 on the bank electrode 40b is close to the corner 18 of the semiconductor electronic component 10, and the underfill 5 is inserted into the semiconductor electronic component 10. Concentrate around the corner 18. As a result, the underfill 5 rises high.

===半田堤の高さについて===
第2の実施例は、半導体電子部品10の四隅18において、アンダーフィル5をより高く這い上がらせるための構成である。ところで、図6に示したように、アンダーフィル5の這い上がりの頂点付近5pは、実質的に封止作用がある添加剤(フィラー)が存在しない部分であり、この部分は目視により、透明な樹脂状になっていることで判別できる。したがって、アンダーフィル5の外観形状が高く這い上がっているように見えても、実際の封止効果が及ぶ実質的なアンダーフィル5eは、その這い上がりの頂点5pにまで及んでいない。そこで、WL−CSPのような構造の半導体電子部品に対してより確実にアンダーフィル5封止を施すための条件について検討したところ、実質的なアンダーフィル5eの這い上がりの高さが、半田堤50の高さに関係していることが判明した。
=== About the height of the solder bank ===
The second embodiment is configured to crawl up the underfill 5 at the four corners 18 of the semiconductor electronic component 10. By the way, as shown in FIG. 6, the vicinity 5 p of the underfill 5 creeping up is a portion where there is substantially no additive (filler) having a sealing action, and this portion is transparent by visual observation. It can be discriminated by being resinous. Therefore, even if the appearance of the underfill 5 looks high and crawls up, the substantial underfill 5e to which the actual sealing effect is applied does not reach the crest 5p. Accordingly, the conditions for more reliably applying underfill 5 sealing to a semiconductor electronic component having a structure such as WL-CSP were examined. It was found to be related to a height of 50.

図7に、半田堤50の高さと実質的なアンダーフィル5eの高さとの関係を説明するための概略図であり、半導体電子部品10と堤防電極40bと半田堤50のそれぞれ、あるいは相互の配置関係や寸法を示した。(A)は、平面図であり、(B)は、半田堤50を形成し、アンダーフィル5を充填した状態での(A)におけるc−c矢視断面である。なお、ここに示した半導体電子部品10は、WL−CSPであり、そのパッケージの四隅において、フィラーを含む実質的なアンダーフィル部分(以下、実効アンダーフィル:図中網掛け部分)5eを、上面に再配線層が形成されたインターポーザ14iとシリコン層11との界面(以下、SI境界)より上まで這い上がらせる必要がある。   FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the relationship between the height of the solder dyke 50 and the height of the substantial underfill 5e, and each of the semiconductor electronic component 10, the dyke electrode 40b, and the solder dyke 50 or their mutual arrangement. The relationship and dimensions are shown. (A) is a top view, (B) is a cc arrow cross section in (A) in the state which formed the solder bank 50 and was filled with the underfill 5. FIG. The semiconductor electronic component 10 shown here is a WL-CSP, and at the four corners of the package, substantial underfill portions (hereinafter referred to as effective underfill: shaded portions in the figure) 5e including a filler are provided on the top surface. It is necessary to crawl up above the interface (hereinafter referred to as SI boundary) between the interposer 14i on which the rewiring layer is formed and the silicon layer 11.

また、半導体装置1bにおける各部位の寸法は、溝30の幅Wd=0.1mm、堤防電極40bの鈎型分部の線幅Wp=0.15mm、同鈎型部分の長さLp=0.5mm、堤防電極40bにおけるR部42の半径Rp=0.15mmとなっている。さらに、当該堤防電極40bを露出させるためのソルダーレジスト開口41の輪郭線は、溝30の内側輪郭線31と一体となっており、階段状の直線部分の幅to=0.17mm、堤防電極40bのR部42に対応する部分の半径Ro=0.15mmとなっている。   The dimensions of each part in the semiconductor device 1b are as follows: the width Wd of the groove 30 = 0.1 mm, the line width Wp = 0.15 mm of the saddle-shaped portion of the dike electrode 40b, and the length Lp = 0. The radius Rp of the R portion 42 in the dike electrode 40b is 5 mm and is 0.15 mm. Furthermore, the contour line of the solder resist opening 41 for exposing the levee electrode 40b is integrated with the inner contour line 31 of the groove 30, the width of the step-like straight line portion is to = 0.17 mm, and the levee electrode 40b. The radius Ro of the portion corresponding to the R portion 42 is 0.15 mm.

まず、リフロー半田付け工程において、半導体電子部品10のバンプなどの端子と接続される端子パッドや堤防電極40bなどの電極パッド上に供給する半田の量を変え、半田の量に応じた高さの半田突起を形成することとした。なお、半田の供給量については、ソルダーマスクの開口面積によって調整した。周知のごとく、リフロー半田付けでは、ペースト状の半田を電極パッドに対応する位置を開口させたソルダーマスクを用いて印刷することで、各電極パッド上に半田が供給される。したがって、ソルダーマスクの開口面積を調整すれば半田突起の高さを調整することが可能となる。   First, in the reflow soldering process, the amount of solder supplied onto the terminal pads connected to the terminals such as bumps of the semiconductor electronic component 10 and the electrode pads such as the bank electrode 40b is changed, and the height corresponding to the amount of solder is changed. Solder protrusions were formed. The amount of solder supplied was adjusted according to the opening area of the solder mask. As is well known, in reflow soldering, solder is supplied onto each electrode pad by printing paste solder using a solder mask having openings corresponding to the electrode pads. Therefore, the height of the solder protrusion can be adjusted by adjusting the opening area of the solder mask.

なお、バンプなどに対応する端子パッドへの半田供給量は、対応するソルダーマスクの面積が大きいほど、より多くの半田がパッド上に塗布されるため、半導体電子部品10下面の間隙dの高さ(実装ギャップ)Hcが大きくなる傾向にある。すなわち、パッド開口を変えて実装ギャップHcがアンダーフィルの封止効果に影響するか否かも評価した。ここでは、端子パッドに対応するソルダーレジストの開口直径0.13mmに対し、ソルダーマスクの開口の直径(端子パッド開口径)を0.19mmと0.20mmのいずれかとした。 Note that the amount of solder supplied to the terminal pads corresponding to the bumps and the like is such that the larger the corresponding solder mask area, the more solder is applied onto the pads, and thus the height of the gap d on the lower surface of the semiconductor electronic component 10. (Mounting gap) Hc tends to increase. That is, it was also evaluated whether the mounting gap Hc affects the underfill sealing effect by changing the pad opening. Here, the diameter of the solder mask opening (terminal pad opening diameter) was set to either 0.19 mm or 0.20 mm, whereas the opening diameter of the solder resist corresponding to the terminal pad was 0.13 mm.

また、堤防電極40bに対するソルダーマスクの開口寸法(堤防電極開口サイズ)については、堤防電極40bの外形に対して+25μmおよび+50μmのいずれかとした。そして、上記端子パッド開口径と堤防電極開口サイズを条件としたときの、半田堤50の高さHsと、実効アンダーフィル5eの這い上がり高さをHfとの関係を評価した。評価に際しては、各種条件で作製した半導体装置1bをサンプルとして、同じ条件で作製したサンプルを3個ずつ作製した。なお、実装ギャップHcは、ソルダーレジスト3の膜面から半導体電子部品10の下面までの距離であり、ソルダーレジスト3の膜厚と堤防電極40などの電極パッドの厚さはほぼ同じである。   The solder mask opening size (bank electrode opening size) relative to the bank electrode 40b was either +25 μm or +50 μm with respect to the outer shape of the bank electrode 40b. Then, the relationship between the height Hs of the solder bank 50 and the rising height of the effective underfill 5e when the terminal pad opening diameter and the bank electrode opening size are the conditions was evaluated. In the evaluation, the semiconductor device 1b manufactured under various conditions was used as a sample, and three samples manufactured under the same conditions were manufactured. The mounting gap Hc is a distance from the film surface of the solder resist 3 to the lower surface of the semiconductor electronic component 10, and the film thickness of the solder resist 3 and the thickness of the electrode pad such as the bank electrode 40 are substantially the same.

表1に当該評価結果を示した。
Table 1 shows the evaluation results.

当該表1では、サンプルとして作製した半導体装置1bについて、同じ製造条件ごとにa〜dの区分に分け、各区分に属する3個ずつのサンプルをa1〜a3,b1〜b3,c1〜c3,d1〜d3とし、各サンプルにおける半田堤の高さHsと実効アンダーフィル5eの高さHfを半導体電子部品10の実装ギャップを1としたときの相対値で示している。上記表1に示した評価結果から、端子パッド開口径と実効アンダーフィル5eの高さHfとの相関は見い出せないが、半田堤50の高さHsと実効アンダーフィル5eの高さHfとには相関がある、と言える。   In Table 1, the semiconductor device 1b manufactured as a sample is divided into a to d categories for each same manufacturing condition, and three samples belonging to each category are a1 to a3, b1 to b3, c1 to c3, d1. ˜d3, the height Hs of the solder bank and the height Hf of the effective underfill 5e in each sample are shown as relative values when the mounting gap of the semiconductor electronic component 10 is 1. From the evaluation results shown in Table 1 above, the correlation between the terminal pad opening diameter and the height Hf of the effective underfill 5e cannot be found, but the height Hs of the solder bank 50 and the height Hf of the effective underfill 5e are not found. It can be said that there is a correlation.

また、図8に、各サンプルにおける半田堤50の高さHsと実効アンダーフィル5eの高さHfとの関係をグラフにして示した。実効アンダーフィル5eの高さHfが、実装ギャップHcに対する相対値で1.6以上であれば、実効アンダーフィル5eが確実にSI境界まで這い上がっていると判定することとし、この判定基準に従えば、半田堤50の高さHsと実装ギャップHcとの関係がHs≧Hcであることがより望ましいと言える。また、半田堤50を確実に高くするためには、ソルダーマスクの開口面積を大きくすることが有効である、ということも確認できた。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the height Hs of the solder bank 50 and the height Hf of the effective underfill 5e in each sample. If the height Hf of the effective underfill 5e is 1.6 or more relative to the mounting gap Hc, it is determined that the effective underfill 5e has surely climbed up to the SI boundary. For example, it can be said that the relationship between the height Hs of the solder bank 50 and the mounting gap Hc is more preferably Hs ≧ Hc. It was also confirmed that it is effective to increase the opening area of the solder mask in order to surely increase the solder levee 50.

図9に、実効アンダーフィル5eのフィレット形状を示した。(A)は、実効アンダーフィル5eの高さHfが高いサンプルのフィレット形状であり、(B)は、Hfが低かったサンプルのフィレット形状である。(A)では、封止効果がある実効アンダーフィル5eがSI境界の上方まで這い上がっているとともに、アンダーフィル5は、その稜線5cが直線的、かつ垂直に立ち上がるようなフィレット形状となっていた。そして、SI境界において、実効アンダーフィル5eの厚さが十分にあった。また、前記稜線5cの麓部分5fは、半田堤50の頂点50pより半導体電子部品10側にあり、確実にアンダーフィル5の流動を堰き止めていることも確認できた。   FIG. 9 shows the fillet shape of the effective underfill 5e. (A) is a fillet shape of a sample having a high height Hf of the effective underfill 5e, and (B) is a fillet shape of a sample having a low Hf. In (A), the effective underfill 5e having a sealing effect crawls up above the SI boundary, and the underfill 5 has a fillet shape in which the ridge line 5c rises linearly and vertically. . At the SI boundary, the effective underfill 5e was sufficiently thick. Further, it was confirmed that the flange portion 5f of the ridge line 5c is closer to the semiconductor electronic component 10 than the apex 50p of the solder bank 50, and the flow of the underfill 5 is reliably blocked.

一方、(B)では、アンダーフィル5は、なだらかで下に凸となる円弧状の稜線5cを描くようなフィレット形状となり、SI境界部分における実効アンダーフィル5eの厚さもかなり不足している。サンプルによっては、実効アンダーフィル5eがSI境界にまで至らないものもあった。また、稜線5cの麓部分5fは、半田堤50の頂点50pを超え、サンプルの中には、溝30側にまで流動しているものもあった。   On the other hand, in (B), the underfill 5 has a fillet shape that gently draws an arcuate ridgeline 5c that protrudes downward, and the thickness of the effective underfill 5e at the SI boundary portion is considerably insufficient. In some samples, the effective underfill 5e does not reach the SI boundary. Further, the ridge portion 5f of the ridge line 5c exceeds the apex 50p of the solder bank 50, and some of the samples flowed to the groove 30 side.

===アンダーフィル封止試験===
次に、上記表1に示したa〜dの条件で作製したサンプルについて、アンダーフィル5による封止試験を行い、封止の信頼性を評価した。試験内容は、JEDEC(Joint Electron Device Engineering Councils:電子機器技術評議会)により規定された試験(耐候試験とリフロー工程とを組み合わせた試験)と、温度サイクルによる信頼性試験(耐温度サイクル試験)とした。なお、JEDEC規定の試験は、30℃60%の環境下に192時間放置した後、ピーク温度260℃でのリフロー工程を3回繰り返すことで行い、耐温度サイクル試験は、−40℃から80℃までの120℃の温度差を30分かけて昇温したのち、同じ割合で降温させるサイクルを200回繰り返すことで行った。
=== Underfill sealing test ===
Next, the sealing test by the underfill 5 was performed about the sample produced on the conditions of ad shown in the said Table 1, and the reliability of sealing was evaluated. The test contents are a test specified by JEDEC (Joint Electron Device Engineering Councils) (a test combining a weather resistance test and a reflow process), a reliability test by a temperature cycle (a temperature resistance cycle test), and did. The JEDEC regulation test was performed by leaving the sample at -30 hours and 60% for 192 hours and then repeating the reflow process at a peak temperature of 260 ° C. three times. The temperature resistance cycle test was performed at −40 ° C. to 80 ° C. The temperature difference up to 120 ° C. was increased over 30 minutes, and then the cycle of decreasing the temperature at the same rate was repeated 200 times.

そして、JEDECの規定試験において、条件cの五つのサンプルの内、二つのサンプルにおいて、半田堤50が変形していた。半田堤50が変形していたサンプルでは、半田堤50に十分な高さが無く、アンダーフィル5が半田堤50の外周に回り込むように流動していた。このことから、半田堤50がアンダーフィル5の外側に噴き出すなど、何らかの異常があったものと推測される。換言すれば、半田堤50を高くすることで、アンダーフィル5と半田堤50との接触面積を必用最小限に抑えることができ、半田堤50の変形を防止し、確実にアンダーフィル5を堰き止めることができる。   In the JEDEC regulation test, the solder bank 50 was deformed in two of the five samples of the condition c. In the sample in which the solder bank 50 was deformed, the solder bank 50 did not have a sufficient height, and the underfill 5 flowed around the outer periphery of the solder bank 50. From this, it is presumed that there was some abnormality such as the solder dike 50 spouting to the outside of the underfill 5. In other words, by making the solder bank 50 higher, the contact area between the underfill 5 and the solder bank 50 can be suppressed to a necessary minimum, the deformation of the solder bank 50 is prevented, and the underfill 5 is reliably dammed. Can be stopped.

なお、上記異常があった条件cの二つのサンプルを含め、全サンプルにおいて、耐温度サイクル試験後でも亀裂や剥離などは発生しなかった。すなわち、当該試験では、最も厳しい信頼性を要求されるWL−CSPを実装した半導体装置であっても、アンダーフィルによる封止強度を確保しつつ、基板上の周辺部品が不要なアンダーフィルによって汚染されることがなく、極めて信頼性が高い、ということが実証できた。その一方で、WL−CSPのように、剥離しやすい構造を有する半導体電子部品を封止する用途では、長期的な信頼性を考えると、条件bやdのように、より高き半田堤を形成することが必要であることを認識した。   In addition, cracks and peeling did not occur even after the temperature resistance cycle test in all samples including the two samples of the condition c where the abnormality was present. In other words, in this test, even a semiconductor device mounted with WL-CSP, which requires the most stringent reliability, is contaminated by underfill that does not require peripheral components on the substrate while ensuring sealing strength by underfill. It was proved that it was extremely reliable. On the other hand, in applications where semiconductor electronic components having a structure that is easily peeled off, such as WL-CSP, are taken into account for long-term reliability, a higher solder bank is formed as in conditions b and d. Recognized that it is necessary to do.

1a〜1c 半導体装置
2 基板
3 ソルダーレジスト層
4 端子パッド
5 アンダーフィル
5e 実効アンダーフィル部
10 半導体電子部品
14 再配線層
14i インターポーザ
30 溝
31 内側輪郭線
32 外側輪郭線
40 堤防電極
50 半田堤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1c Semiconductor device 2 Board | substrate 3 Solder resist layer 4 Terminal pad 5 Underfill 5e Effective underfill part 10 Semiconductor electronic component 14 Redistribution layer 14i Interposer 30 Groove 31 Inner outline 32 Outer outline 40 Levee electrode 50 Solder dike

Claims (5)

ソルダーレジスト膜層を有する基板上に実装された略矩形平面形状を有する半導体電子部品がアンダーフィル封止されてなる半導体装置であって、
前記ソルダーレジスト膜層には、前記半導体電子部品の実装領域の周囲に、当該半導体電子部品の外形形状にほぼ沿う略矩形平面状の外形をなす溝が画成され、
前記基板上において、前記溝の外形をなす前記略矩形の隅の内側に、電極パッドが形成されるとともに、当該電極パッド上のソルダーレジストが開口し、
前記電極パッド上には、半田突起が形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device in which a semiconductor electronic component having a substantially rectangular planar shape mounted on a substrate having a solder resist film layer is underfill sealed,
In the solder resist film layer, a groove having a substantially rectangular planar shape substantially along the outer shape of the semiconductor electronic component is defined around the mounting area of the semiconductor electronic component,
On the substrate, an electrode pad is formed inside the substantially rectangular corner forming the outer shape of the groove, and a solder resist on the electrode pad is opened,
A semiconductor device, wherein a solder protrusion is formed on the electrode pad.
請求項1において、前記電極パッドは、前記溝の隅の形状に沿って屈曲する鈎型であることを特徴とする半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode pad is a saddle type that is bent along the shape of the corner of the groove. 請求項2において、前記電極パッドの屈曲部の内側に円弧状に膨らむR部が形成され、当該R部は、前記略矩形平面形状を有する半導体電子部品の隅の下面と対面することを特徴とする半導体装置。   3. An R portion that swells in an arc shape is formed inside the bent portion of the electrode pad, and the R portion faces a lower surface of a corner of the semiconductor electronic component having the substantially rectangular planar shape. Semiconductor device. 請求項3において、前記電極パッド状に形成される半田突起は、前記半導体電子部品の下面と前記基板との間隙以上の高さであることを特徴とする半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the solder protrusion formed in the electrode pad shape has a height equal to or greater than a gap between the lower surface of the semiconductor electronic component and the substrate. 請求項1〜4のいずれかにおいて、前記略矩形の平面形状をなす溝は、前記電極パッドを露出させるためのソルダーレジストの開口に連続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。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the substantially rectangular planar groove is formed so as to be continuous with an opening of a solder resist for exposing the electrode pad.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105858589A (en) * 2015-02-10 2016-08-17 英特尔公司 Microelectronic die having chamfered corners

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