JP2011166054A - Semiconductor device, circuit substrate, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device, circuit substrate, and method of manufacturing semiconductor device Download PDF

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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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    • 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 improve the fatigue life of solder by suppressing the fatigue of the solder by a resin core in the vicinity of an interface between the solder and an electrode. <P>SOLUTION: There are provided a connection pad 12 formed on a semiconductor substrate 11, a wire 21 electrically connected with the connection pad, a columnar electrode 22 electrically connected with the wire, a resin core 31 formed on the surface of the columnar electrode, solder 32 formed on the columnar electrode around the resin core and covering the resin core, and a sealing layer 26 formed on the semiconductor substrate around the electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置、回路基板、半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, a circuit board, and a method for manufacturing a semiconductor device.

従来、複数の柱状電極が半導体基板上に設けられ、封止層が柱状電極の周囲において半導体基板上に積層され、半田バンプが柱状電極の頭頂面上に形成された半導体装置がある(例えば、特許文献1参照)。この半導体装置を回路基板に実装するに際しては、半導体装置を回路基板にフェースダウンして、半田バンプを回路基板の電極に載せ、半田バンプをリフローする。   Conventionally, there is a semiconductor device in which a plurality of columnar electrodes are provided on a semiconductor substrate, a sealing layer is stacked on the semiconductor substrate around the columnar electrode, and a solder bump is formed on the top surface of the columnar electrode (for example, Patent Document 1). When mounting the semiconductor device on the circuit board, the semiconductor device is faced down to the circuit board, the solder bumps are placed on the electrodes of the circuit board, and the solder bumps are reflowed.

特開2008−218731号公報JP 2008-218731 A

ところが、半導体装置の使用によって半導体装置の発熱・冷却が繰り返されると、半導体基板の熱膨張率と回路基板の熱膨張率との差によって半田の応力が振動するから、半田が疲労破壊してしまう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、半田の疲労を抑えて、半田の疲労寿命を向上させることである。
However, when heat generation and cooling of the semiconductor device are repeated due to the use of the semiconductor device, the stress of the solder vibrates due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the semiconductor substrate and the coefficient of thermal expansion of the circuit board. .
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to suppress the fatigue of the solder and improve the fatigue life of the solder.

以上の課題を解決するために、本発明に係る半導体装置が、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された接続パッドと、前記接続パッドと電気的に接続された配線と、前記配線と電気的に接続された電極と、前記電極の表面に形成されたコアと、前記コアを覆い、前記コアの周囲における前記電極上に形成された半田と、前記電極の周囲における前記半導体基板上に形成された封止層と、を備えることとした。   In order to solve the above problems, a semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate, a connection pad formed on the semiconductor substrate, a wiring electrically connected to the connection pad, and the wiring and the electrical Connected electrodes, a core formed on the surface of the electrode, a solder covering the core and formed on the electrode around the core, and formed on the semiconductor substrate around the electrode The sealing layer made was provided.

好ましくは、前記コアは、ポリイミド系樹脂又はエポキシ系樹脂からなる。
好ましくは、前記電極は、配線の一端部上に形成されたランドである。
好ましくは、前記電極は、外部接続用電極である。
好ましくは、前記コアは、前記外部接続用電極の表面に設けられている。
Preferably, the core is made of a polyimide resin or an epoxy resin.
Preferably, the electrode is a land formed on one end of the wiring.
Preferably, the electrode is an external connection electrode.
Preferably, the core is provided on a surface of the external connection electrode.

本発明に係る回路基板が、前記半導体装置における半田と、回路基板の電極と、が接続されていることとした。   In the circuit board according to the present invention, the solder in the semiconductor device and the electrode of the circuit board are connected.

本発明に係る半導体装置の製造方法が、電子部品の電極の表面にコアを形成する工程と、半田で前記コアを覆い、前記コアの周囲において前記半田を前記電極の表面に形成する工程と、を含むこととした。   A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a core on the surface of an electrode of an electronic component, a step of covering the core with solder, and forming the solder on the surface of the electrode around the core; It was decided to include.

好ましくは、前記コアは、ポリイミド系樹脂又はエポキシ系樹脂からなる。
好ましくは、前記電極は、配線の一端部上に形成されたランドである。
好ましくは、前記電極は、外部接続用電極である。
好ましくは、前記コアは、前記外部接続用電極の表面に形成されている。
Preferably, the core is made of a polyimide resin or an epoxy resin.
Preferably, the electrode is a land formed on one end of the wiring.
Preferably, the electrode is an external connection electrode.
Preferably, the core is formed on a surface of the external connection electrode.

本発明によれば、半田と電極との界面近傍で半田が疲労することがコアによって防止される。   According to the present invention, the core prevents the solder from fatigue near the interface between the solder and the electrode.

本発明の第1実施形態における半導体装置の斜視図。1 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 同実施形態における半導体装置の断面図。Sectional drawing of the semiconductor device in the embodiment. 同実施形態における電子部品の実装構造の断面図。Sectional drawing of the mounting structure of the electronic component in the embodiment. 同実施形態において、半導体装置に個片化する前のウエハの断面図。Sectional drawing of the wafer before dividing into a semiconductor device in the same embodiment. 同実施形態において、ウエハにバンプを形成する方法の一工程における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view in one step of a method for forming bumps on a wafer in the same embodiment. 図5に続く工程における断面図。Sectional drawing in the process of following FIG. 図6に続く工程における断面図。Sectional drawing in the process of following FIG. 図7に続く工程における断面図。Sectional drawing in the process of following FIG. 本発明の第2実施形態における半導体装置の断面図。Sectional drawing of the semiconductor device in 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態における電子部品の実装構造の断面図。Sectional drawing of the mounting structure of the electronic component in the embodiment.

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated using drawing. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

〔第1の実施の形態〕
図1は、半導体装置1の斜視図である。図2は、半導体装置1の断面図である。
図1、図2に示すように、半導体装置1が、電子部品10と、電子部品10の柱状電極(電極)22の表面に設けられたバンプ30と、を有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of the semiconductor device 1. FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device 1.
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device 1 includes an electronic component 10 and a bump 30 provided on the surface of a columnar electrode (electrode) 22 of the electronic component 10.

以下、電子部品10について説明する。
この電子部品10は、パッケージ化された半導体チップである。つまり、電子部品10は、半導体基板11、配線21、柱状電極(外部接続用電極)22、絶縁膜25及び封止層26等を備える。
半導体基板11がシリコン等からなり、半導体基板11の表面に、集積回路が形成されている。複数の接続パッド12が半導体基板11の表面に形成され、接続パッド12がLSIの配線に接続されている。パッシベーション膜13は、半導体基板11の表面に成膜されているとともに、集積回路を被覆する。例えば、パッシベーション膜13は、酸化シリコン又は窒化シリコンからなる。また、パッシベーション膜13には、接続パッド12を露出させる開口13aが設けられている。
Hereinafter, the electronic component 10 will be described.
The electronic component 10 is a packaged semiconductor chip. That is, the electronic component 10 includes the semiconductor substrate 11, the wiring 21, the columnar electrode (external connection electrode) 22, the insulating film 25, the sealing layer 26, and the like.
The semiconductor substrate 11 is made of silicon or the like, and an integrated circuit is formed on the surface of the semiconductor substrate 11. A plurality of connection pads 12 are formed on the surface of the semiconductor substrate 11, and the connection pads 12 are connected to LSI wiring. The passivation film 13 is formed on the surface of the semiconductor substrate 11 and covers the integrated circuit. For example, the passivation film 13 is made of silicon oxide or silicon nitride. The passivation film 13 is provided with an opening 13a for exposing the connection pad 12.

絶縁膜25がパッシベーション膜13上に成膜されている。絶縁膜25は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂その他の樹脂からなる。例えば、絶縁膜25には、ポリイミド(PI)、ポリベンゾオキサゾール(PBO)等の高機能プラスチック材料、エポキシ系、フェノール系、シリコン系等のプラスチック材料、又はこれらの複合材料等を用いることができる。   An insulating film 25 is formed on the passivation film 13. The insulating film 25 is made of epoxy resin, polyimide resin, or other resin. For example, the insulating film 25 can be made of a high-functional plastic material such as polyimide (PI) or polybenzoxazole (PBO), a plastic material such as epoxy, phenol, or silicon, or a composite material thereof. .

絶縁膜25には、接続パッド12を露出させる開口25aが設けられている。絶縁膜25の開口25aはパッシベーション膜13の開口13aよりも小さく、開口25aの外周部で接続パッド12と絶縁膜25とが密着している。   The insulating film 25 is provided with an opening 25 a that exposes the connection pad 12. The opening 25a of the insulating film 25 is smaller than the opening 13a of the passivation film 13, and the connection pad 12 and the insulating film 25 are in close contact with each other at the outer periphery of the opening 25a.

絶縁膜25の表面上には、電解メッキ用シード層20が形成されている。電解メッキ用シード層20は、銅(Cu)の薄膜、チタン(Ti)の薄膜、チタンに銅を積層した薄膜その他の金属薄膜であり、平面視して、電解メッキ用シード層20が所定の形状にパターニングされている。電解メッキ用シード層20の一部が接続パッド12上に積層され、電解メッキ用シード層20が開口13a,25aを介して接続パッド12に接続されている。なお、絶縁膜25が形成されておらず、電解メッキ用シード層20がパッシベーション膜13上に形成されていてもよい。   An electroplating seed layer 20 is formed on the surface of the insulating film 25. The electroplating seed layer 20 is a copper (Cu) thin film, a titanium (Ti) thin film, a thin film obtained by laminating copper on titanium, or other metal thin film. Patterned into a shape. A part of the electroplating seed layer 20 is laminated on the connection pad 12, and the electroplating seed layer 20 is connected to the connection pad 12 through the openings 13a and 25a. The insulating film 25 may not be formed, and the electroplating seed layer 20 may be formed on the passivation film 13.

電解メッキ用シード層20上には、配線21が積層されている。配線21は、銅メッキその他の金属メッキからなる。平面視して、配線21が所定の形状にパターニングされており、配線21の平面形状と電解メッキ用シード層20の平面形状がほぼ同じである。配線21は、電解メッキ用シード層20よりも厚い。
各電解メッキ用シード層20及び配線21の積層体は、他の電解メッキ用シード層20及び配線21の積層体と電気的に絶縁されるように配列されている。
A wiring 21 is laminated on the seed layer 20 for electrolytic plating. The wiring 21 is made of copper plating or other metal plating. In plan view, the wiring 21 is patterned into a predetermined shape, and the planar shape of the wiring 21 and the planar shape of the electroplating seed layer 20 are substantially the same. The wiring 21 is thicker than the electroplating seed layer 20.
Each of the electroplating seed layer 20 and wiring 21 is arranged so as to be electrically insulated from the other electroplating seed layer 20 and wiring 21 stacks.

円柱形状の柱状電極22が配線21の一端部上に形成されている。配線21のうち柱状電極22の台座となる部分21aは、ランドである。柱状電極22は、銅その他の金属からなる。柱状電極22の高さ(厚さ)は、配線21の厚さよりも大きい。
各電解メッキ用シード層20及び配線21の積層体は、それぞれに対応する接続パッド12と柱状電極22とを電気的に接続する。
A columnar columnar electrode 22 is formed on one end of the wiring 21. A portion 21 a serving as a base of the columnar electrode 22 in the wiring 21 is a land. The columnar electrode 22 is made of copper or other metal. The height (thickness) of the columnar electrode 22 is larger than the thickness of the wiring 21.
Each laminated body of the electroplating seed layer 20 and the wiring 21 electrically connects the corresponding connection pad 12 and the columnar electrode 22.

絶縁膜25上には、封止層26が成膜されている。配線21は、柱状電極22に重なった箇所を除いて、封止層26によって覆われている。封止層26の表面が柱状電極22の頭頂面(表面)と面一に設けられ、柱状電極22の頭頂面が封止層26によって覆われずに露出している。封止層26は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂その他の絶縁性樹脂からなり、好ましくは、フィラー(例えば、ガラスフィラー)を含有した熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)からなる。封止層26は、柱状電極22をその側面から保護する。また、封止層26は、電解メッキ用シード層20及び配線21をそれらの上部から保護する。封止層26は遮光性を有する。   A sealing layer 26 is formed on the insulating film 25. The wiring 21 is covered with a sealing layer 26 except for a portion overlapping the columnar electrode 22. The surface of the sealing layer 26 is provided flush with the top surface (surface) of the columnar electrode 22, and the top surface of the columnar electrode 22 is exposed without being covered by the sealing layer 26. The sealing layer 26 is made of an epoxy resin, a polyimide resin, or other insulating resin, and is preferably made of a thermosetting resin (eg, epoxy resin) containing a filler (eg, glass filler). The sealing layer 26 protects the columnar electrode 22 from its side surface. Further, the sealing layer 26 protects the electroplating seed layer 20 and the wiring 21 from above them. The sealing layer 26 has a light shielding property.

以下、バンプ30について説明する。
バンプ30は、樹脂コア31及び半田32を有する。樹脂コア31は、柱状電極22の頭頂面の中央部上に形成されている。樹脂コア31は、柱状に設けられているとともに、柱状電極22の頭頂面に対して立てた状態に設けられている。樹脂コア31は、柱状電極22の頭頂面に密着している。樹脂コア31は、半田32のリフロー温度に耐え得るよう耐熱性のある樹脂材料からなる。例えば、樹脂コア31は、ポリイミド系樹脂又はエポキシ系樹脂からなる。なお、樹脂コア31の形状が、錐台状であってもよい。
Hereinafter, the bump 30 will be described.
The bump 30 has a resin core 31 and solder 32. The resin core 31 is formed on the central portion of the top surface of the columnar electrode 22. The resin core 31 is provided in a columnar shape, and is provided in a state of being upright with respect to the top surface of the columnar electrode 22. The resin core 31 is in close contact with the top surface of the columnar electrode 22. The resin core 31 is made of a heat-resistant resin material that can withstand the reflow temperature of the solder 32. For example, the resin core 31 is made of a polyimide resin or an epoxy resin. The shape of the resin core 31 may be a frustum shape.

この樹脂コア31は、半田32に埋め込まれている。半田32は、樹脂コア31を覆って、樹脂コア31の周囲において柱状電極22の頭頂面に形成されている。半田32が柱状電極22の頭頂面に結合することによって、半田32と柱状電極22が相互に電気的に接続している。   The resin core 31 is embedded in the solder 32. The solder 32 covers the resin core 31 and is formed on the top surface of the columnar electrode 22 around the resin core 31. The solder 32 is coupled to the top surface of the columnar electrode 22 so that the solder 32 and the columnar electrode 22 are electrically connected to each other.

以下、電子部品10の実装構造について図3を参照して説明する。
図3に示すように、この実装構造2においては、電子部品10がその封止層26の表面を回路基板80に向けた状態で回路基板80上に表面実装されている。回路基板80には配線が形成され、その配線の端部が端子(電極)81となって回路基板80上に形成されている。端子81と柱状電極22が半田32によって接合されており、半田32が端子81と柱状電極22に結合している。端子81と柱状電極22が樹脂コア31を内包した半田32によって接合されているが、その接合体40が半田接合体である。なお、樹脂コア31が端子81に接していてもよい。
Hereinafter, the mounting structure of the electronic component 10 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, in the mounting structure 2, the electronic component 10 is surface-mounted on the circuit board 80 with the surface of the sealing layer 26 facing the circuit board 80. A wiring is formed on the circuit board 80, and an end portion of the wiring is formed on the circuit board 80 as a terminal (electrode) 81. The terminal 81 and the columnar electrode 22 are joined by the solder 32, and the solder 32 is coupled to the terminal 81 and the columnar electrode 22. The terminal 81 and the columnar electrode 22 are joined by the solder 32 including the resin core 31. The joined body 40 is a solder joined body. The resin core 31 may be in contact with the terminal 81.

電子部品10と回路基板80との間の隙間には、アンダーフィル材82が充填されている。アンダーフィル材82のフィレット82aが電子部品10と回路基板80との間の隙間からはみ出ており、そのフィレット82aが電子部品10の側面の一部を覆っている。アンダーフィル材82は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂その他の絶縁性樹脂からなる。アンダーフィル材82は、ガラスフィラーを含有していてもよい。
なお、アンダーフィル材82が設けられていなくてもよい。
An underfill material 82 is filled in a gap between the electronic component 10 and the circuit board 80. A fillet 82 a of the underfill material 82 protrudes from the gap between the electronic component 10 and the circuit board 80, and the fillet 82 a covers a part of the side surface of the electronic component 10. The underfill material 82 is made of an epoxy resin, a polyimide resin, or other insulating resin. The underfill material 82 may contain a glass filler.
The underfill material 82 may not be provided.

半導体装置1の製造方法について説明する。
半導体装置1を製造するに際しては、個片化する前の半導体ウエハを用いる。半導体ウエハの表面には、その半導体ウエハを個片化する際の切断線(ダイシングストリート)によって区画されるチップ領域ごとに集積回路が形成されている。
A method for manufacturing the semiconductor device 1 will be described.
When the semiconductor device 1 is manufactured, a semiconductor wafer before being singulated is used. On the surface of the semiconductor wafer, an integrated circuit is formed for each chip region defined by a cutting line (dicing street) when the semiconductor wafer is separated.

まずは、その半導体ウエハの表面に絶縁膜25を成膜し、絶縁膜25をパターニングすることで、その絶縁膜25に開口25aを形成する。
次に、無電解メッキ法若しくは気相成長法(例えば、スパッタ法)又はこれらの組合せによって、絶縁膜25及び接続パッド12等の上の一面に電解メッキ用シード層20を成長させる。
次に、電解メッキ用シード層20の上にレジストを塗布して、そのレジストの露光・現像をすることで、そのレジストをパターニングする。
次に、残留したレジストをマスクとしてそのレジストで電解メッキ用シード層20の一部を被覆した状態で、電解メッキ用シード層20を電極として電解メッキを行う。これにより、電解メッキ用シード層20の上であってレジストの間の部分に、配線21を成長させる。ここで、配線21を電解メッキ用シード層20よりも厚く成長させる。
配線21の形成後、レジストを除去する。
次に、配線21よりも厚い柱状電極22形成用のドライフィルムレジストを電解メッキ用シード層20及び配線21の上の一面に貼り付け、そのドライフィルムレジストの露光・現像することによって、ドライフィルムレジストに開口を形成する。ドライフィルムレジストの開口内では、配線21の一端部を露出させる。
次に、残留したドライフィルムレジストをマスクとしてそのドライフィルムレジストで電解メッキ用シード層20及び配線21の一部を被覆した状態で、電解メッキ用シード層20及び配線21を電極として電解メッキを行う。これにより、ドライフィルムレジストの開口内において、柱状電極22を配線21の上に成長させる。ここで、柱状電極22を配線21よりも厚く成長させる。
柱状電極22の形成後、ドライフィルムレジストを除去する。
次に、電解メッキ用シード層20のうち配線21に重なっていない部分をエッチングにより除去する。このとき、配線21及び柱状電極22の表面が一部エッチングされるが、配線21及び柱状電極22が電解メッキ用シード層20と比較して充分に厚いため、配線21及び柱状電極22が残留する。
次に、ウエハの表面に封止樹脂を塗布し、その封止樹脂を硬化させて封止層26とする。この際、柱状電極22全体が封止層26に埋め込まれた状態となっており、柱状電極22が露出していない。
次に、封止層26の表面を研削することにより、封止層26の表面が柱状電極22の頭頂面と略面一となるように柱状電極22の頭頂面を露出させる(図4参照)。このとき、柱状電極22の頂部も研削される。なお、図4において、符号110が半導体ウエハであり、符号111がチップ領域であり、符号112がダイシングストリートである。
First, an insulating film 25 is formed on the surface of the semiconductor wafer, and the insulating film 25 is patterned to form an opening 25 a in the insulating film 25.
Next, the electroplating seed layer 20 is grown on one surface of the insulating film 25 and the connection pads 12 by an electroless plating method, a vapor phase growth method (for example, sputtering method), or a combination thereof.
Next, a resist is applied onto the electroplating seed layer 20, and the resist is patterned by exposing and developing the resist.
Next, with the remaining resist as a mask, electrolytic plating is performed using the electrolytic plating seed layer 20 as an electrode in a state where a portion of the electrolytic plating seed layer 20 is covered with the resist. As a result, the wiring 21 is grown on the electroplating seed layer 20 and between the resists. Here, the wiring 21 is grown thicker than the electroplating seed layer 20.
After the wiring 21 is formed, the resist is removed.
Next, a dry film resist for forming the columnar electrode 22 thicker than the wiring 21 is attached to one surface of the electroplating seed layer 20 and the wiring 21, and the dry film resist is exposed and developed to thereby dry the resist. An opening is formed in One end of the wiring 21 is exposed in the opening of the dry film resist.
Next, using the remaining dry film resist as a mask, electrolytic plating is performed using the electroplating seed layer 20 and the wiring 21 as electrodes while the dry film resist covers a portion of the electroplating seed layer 20 and the wiring 21. . Thereby, the columnar electrode 22 is grown on the wiring 21 in the opening of the dry film resist. Here, the columnar electrode 22 is grown thicker than the wiring 21.
After forming the columnar electrode 22, the dry film resist is removed.
Next, the portion of the electrolytic plating seed layer 20 that does not overlap the wiring 21 is removed by etching. At this time, the surfaces of the wiring 21 and the columnar electrode 22 are partially etched, but the wiring 21 and the columnar electrode 22 remain because the wiring 21 and the columnar electrode 22 are sufficiently thicker than the seed layer 20 for electrolytic plating. .
Next, a sealing resin is applied to the surface of the wafer, and the sealing resin is cured to form the sealing layer 26. At this time, the entire columnar electrode 22 is embedded in the sealing layer 26, and the columnar electrode 22 is not exposed.
Next, the top surface of the columnar electrode 22 is exposed so that the surface of the sealing layer 26 is substantially flush with the top surface of the columnar electrode 22 by grinding the surface of the sealing layer 26 (see FIG. 4). . At this time, the top of the columnar electrode 22 is also ground. In FIG. 4, reference numeral 110 is a semiconductor wafer, reference numeral 111 is a chip region, and reference numeral 112 is a dicing street.

次に、図5に示すように、レジスト130を柱状電極22及び封止層26上に形成し、そのレジスト130を露光・現像することによって、レジスト130に開口131を形成する。ここで、開口131の径を柱状電極22の径よりも小さくし、開口131を柱状電極22の頭頂面の中央部の上に形成する。これにより、柱状電極22の頭頂面の一部が開口131内で露出する。レジスト130は、ドライフィルムレジストであってもよいし、ウェットレジストであってもよい。   Next, as shown in FIG. 5, a resist 130 is formed on the columnar electrode 22 and the sealing layer 26, and the resist 130 is exposed and developed to form an opening 131 in the resist 130. Here, the diameter of the opening 131 is made smaller than the diameter of the columnar electrode 22, and the opening 131 is formed on the central portion of the top surface of the columnar electrode 22. Thereby, a part of the top surface of the columnar electrode 22 is exposed in the opening 131. The resist 130 may be a dry film resist or a wet resist.

次に、図6に示すように、各開口131内に液状の樹脂を充填し、その樹脂を硬化させる。これにより、樹脂コア31を開口131内に形成してその樹脂コア31を柱状電極22の頭頂面に立設し、樹脂コア31を柱状電極22の頭頂面に密着させる。
次に、図7に示すように、樹脂コア31の形成後、レジスト130を除去する。
次に、図8に示すように、樹脂コア31を半田32で覆って、半田32を柱状電極22の頂面に形成する。この際、樹脂コア31が柱状電極22の頭頂面に密着しているから、半田32を形成する際に樹脂コア31がずれてしまうことがなく、バンプ30を容易に製造することができる。
半田32を形成する方法としては、柱状電極22の頭頂面にフラックスを塗布して、溶けていない半田を樹脂コア31や柱状電極22上に搭載して、それをリフローする方法がある。リフローにより半田が溶けて、半田が樹脂コア31を覆って、柱状電極22の頭頂面に濡れ広がり、その半田が硬化して半田32になる。
半田32を形成する他の方法としては、半田ペースト(フラックスを含有していることが好ましい。)を樹脂コア31の上から柱状電極22の頭頂面に滴下して、その半田ペーストによって樹脂コア31を覆う方法がある。滴下した半田ペーストが硬化して半田32になる。
Next, as shown in FIG. 6, each opening 131 is filled with a liquid resin, and the resin is cured. Thereby, the resin core 31 is formed in the opening 131, the resin core 31 is erected on the top surface of the columnar electrode 22, and the resin core 31 is brought into close contact with the top surface of the columnar electrode 22.
Next, as shown in FIG. 7, after forming the resin core 31, the resist 130 is removed.
Next, as shown in FIG. 8, the resin core 31 is covered with solder 32, and the solder 32 is formed on the top surface of the columnar electrode 22. At this time, since the resin core 31 is in close contact with the top surface of the columnar electrode 22, the resin core 31 is not displaced when the solder 32 is formed, and the bump 30 can be easily manufactured.
As a method for forming the solder 32, there is a method in which a flux is applied to the top surface of the columnar electrode 22, an unmelted solder is mounted on the resin core 31 or the columnar electrode 22, and reflowed. The solder is melted by reflow, the solder covers the resin core 31, spreads on the top surface of the columnar electrode 22, and the solder is cured to become the solder 32.
As another method for forming the solder 32, a solder paste (preferably containing flux) is dropped onto the top surface of the columnar electrode 22 from the top of the resin core 31, and the resin core 31 is formed by the solder paste. There is a way to cover. The dropped solder paste is cured to become solder 32.

次に、ダイシングストリート112に沿って半導体ウエハ110をダイシングし、複数の半導体装置1に分割する。なお、バンプ30の製造は、ダイシング処理の後に行ってもよい。   Next, the semiconductor wafer 110 is diced along the dicing street 112 and divided into a plurality of semiconductor devices 1. The manufacture of the bumps 30 may be performed after the dicing process.

電子部品10の実装方法について説明する。
表面に配線や端子81が形成された回路基板80を準備する。
次に、電子部品10の封止層26の表面を回路基板80の表面に向け、半田32を端子81に位置合わせし、電子部品10をフェースダウンする。これにより、半田32が柱状電極22と端子81の間に挟まれる。
次に、電子部品10が搭載された回路基板80をリフロー炉に入れ、半田32をリフローして、端子81と柱状電極22を半田付けする。これにより、半田接合体が製造される。なお、半田32がリフローによって溶けて、樹脂コア31が端子81に接してもよい。
半田32や回路基板80等の冷却後、封止層26と回路基板80との間にアンダーフィル材82を注入する。
A method for mounting the electronic component 10 will be described.
A circuit board 80 having wiring and terminals 81 formed on the surface is prepared.
Next, the surface of the sealing layer 26 of the electronic component 10 is directed to the surface of the circuit board 80, the solder 32 is aligned with the terminal 81, and the electronic component 10 is faced down. As a result, the solder 32 is sandwiched between the columnar electrode 22 and the terminal 81.
Next, the circuit board 80 on which the electronic component 10 is mounted is placed in a reflow furnace, the solder 32 is reflowed, and the terminals 81 and the columnar electrodes 22 are soldered. Thereby, a solder joined body is manufactured. The solder 32 may be melted by reflow and the resin core 31 may be in contact with the terminal 81.
After cooling the solder 32 and the circuit board 80, an underfill material 82 is injected between the sealing layer 26 and the circuit board 80.

アンダーフィル材82の注入後、アンダーフィル材82を加熱し、アンダーフィル材82を硬化させる。アンダーフィル材82の硬化温度は半田32のリフロー温度よりも低い。なお、アンダーフィル材82が紫外線硬化性樹脂であれば、アンダーフィル材82に対して紫外線を照射することで、アンダーフィル材82を硬化させる。
以上により、電子部品10の実装構造2が完成する。
After the underfill material 82 is injected, the underfill material 82 is heated to cure the underfill material 82. The curing temperature of the underfill material 82 is lower than the reflow temperature of the solder 32. If the underfill material 82 is an ultraviolet curable resin, the underfill material 82 is cured by irradiating the underfill material 82 with ultraviolet rays.
Thus, the mounting structure 2 for the electronic component 10 is completed.

以上のように本実施形態によれば、封止層26の熱膨張率と回路基板80の熱膨張率との差によって生じる応力が、弾性を有する樹脂コア31によって緩和される。従って、電子部品10の発熱・冷却が繰り返されても、半田32に生じる応力変動が小さくなる。そのため、半田32の疲労寿命が向上する。特に、樹脂コア31が柱状電極22の頭頂面に密着しているから、半田32と柱状電極22との界面近傍で半田32が疲労することを防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, the stress caused by the difference between the thermal expansion coefficient of the sealing layer 26 and the thermal expansion coefficient of the circuit board 80 is relieved by the resin core 31 having elasticity. Therefore, even if heat generation / cooling of the electronic component 10 is repeated, the stress fluctuation generated in the solder 32 is reduced. Therefore, the fatigue life of the solder 32 is improved. In particular, since the resin core 31 is in close contact with the top surface of the columnar electrode 22, it is possible to prevent the solder 32 from being fatigued near the interface between the solder 32 and the columnar electrode 22.

また、樹脂コア31がポリイミド系樹脂等の耐熱性のある樹脂であるから、リフロー時に樹脂コア31に熱損傷しない。   Further, since the resin core 31 is a heat-resistant resin such as a polyimide resin, the resin core 31 is not thermally damaged during reflow.

〔第2の実施の形態〕
図9は、第2実施形態における半導体装置1Aの斜視図である。なお、第2実施形態と第1実施形態の互いに対応する部分には同一の符号を付す。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a perspective view of the semiconductor device 1A according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which mutually respond | corresponds in 2nd Embodiment and 1st Embodiment.

第2実施形態における封止層26は、第1実施形態における封止層26よりも薄い。
また、第2実施形態の半導体装置1Aでは、柱状電極が設けられていない。そして、封止層26のうち配線21のランド(電極)21a上には、開口26aが形成され、配線21のランド21aが電子部品10の電極となっている。
The sealing layer 26 in the second embodiment is thinner than the sealing layer 26 in the first embodiment.
In the semiconductor device 1A of the second embodiment, no columnar electrode is provided. An opening 26 a is formed on the land (electrode) 21 a of the wiring 21 in the sealing layer 26, and the land 21 a of the wiring 21 is an electrode of the electronic component 10.

バンプ30は、配線21のランド21a上に設けられている。バンプ30の樹脂コア31は、ランド21aの表面に密着した状態でランド21a上に形成され、ランド21aに対して立てた状態に設けられている。半田32は、樹脂コア31を覆って、樹脂コア31の周囲においてランド21aの表面に形成されている。   The bump 30 is provided on the land 21 a of the wiring 21. The resin core 31 of the bump 30 is formed on the land 21a in a state of being in close contact with the surface of the land 21a, and is provided in a state of being upright with respect to the land 21a. The solder 32 covers the resin core 31 and is formed on the surface of the land 21 a around the resin core 31.

図10は、実装構造2Aを示したものである。図10に示すように、回路基板80の端子81とランド21aが半田32によって接合されており、半田32が端子81とランド21aに結合している。   FIG. 10 shows the mounting structure 2A. As shown in FIG. 10, the terminal 81 and the land 21a of the circuit board 80 are joined by the solder 32, and the solder 32 is coupled to the terminal 81 and the land 21a.

以上に説明したことを除いて、第2実施形態と第1実施形態の互いに対応する部分は同様に設けられている。
また、第2実施形態におけるバンプ30の製造方法は、バンプ30を設置する箇所が配線21のランド21a上であることを除いて、第1実施形態におけるバンプ30の製造方法と同様である。
また、第2実施形態における実装方法は、実装するものが半導体装置1Aであることを除いて、第1実施形態における実装方法と同様である。
Except for what has been described above, the corresponding portions of the second embodiment and the first embodiment are provided in the same manner.
Further, the method for manufacturing the bump 30 in the second embodiment is the same as the method for manufacturing the bump 30 in the first embodiment, except that the place where the bump 30 is installed is on the land 21a of the wiring 21.
The mounting method in the second embodiment is the same as the mounting method in the first embodiment except that the semiconductor device 1A is mounted.

本実施形態においても、樹脂コア31がランド21aに密着しているから、半田32を容易に形成することができる。更に、半田32の疲労寿命を樹脂コア31によって向上させることができる。   Also in this embodiment, since the resin core 31 is in close contact with the land 21a, the solder 32 can be easily formed. Further, the fatigue life of the solder 32 can be improved by the resin core 31.

1、1A 半導体装置
2、2A 実装構造
10 電子部品
11 半導体基板
21a ランド(電極)
22 柱状電極(電極、外部接続用電極)
26 封止層
30 バンプ
31 樹脂コア
32 半田
40 半田接合体
80 回路基板
81 端子(第1の電極)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Semiconductor device 2, 2A Mounting structure 10 Electronic component 11 Semiconductor substrate 21a Land (electrode)
22 Columnar electrode (electrode, electrode for external connection)
26 Sealing layer 30 Bump 31 Resin core 32 Solder 40 Solder joint 80 Circuit board 81 Terminal (first electrode)

Claims (11)

半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された接続パッドと、
前記接続パッドと電気的に接続された配線と、
前記配線と電気的に接続された電極と、
前記電極の表面に形成されたコアと、
前記コアを覆い、前記コアの周囲における前記電極上に形成された半田と、
前記電極の周囲における前記半導体基板上に形成された封止層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
Connection pads formed on the semiconductor substrate;
A wiring electrically connected to the connection pad;
An electrode electrically connected to the wiring;
A core formed on the surface of the electrode;
Solder that covers the core and is formed on the electrode around the core;
A sealing layer formed on the semiconductor substrate around the electrode;
A semiconductor device comprising:
前記コアは、ポリイミド系樹脂又はエポキシ系樹脂からなる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 the core is made of a polyimide resin or an epoxy resin. 前記電極は、配線の一端部上に形成されたランドである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 the electrode is a land formed on one end of the wiring. 前記電極は、外部接続用電極である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 the electrode is an external connection electrode. 前記コアは、前記外部接続用電極の表面に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 4, wherein the core is provided on a surface of the external connection electrode. 請求項1乃至5に記載の半導体装置における半田と、回路基板の電極と、が接続されていることを特徴とする回路基板。   6. A circuit board, wherein the solder in the semiconductor device according to claim 1 is connected to an electrode of the circuit board. 電子部品の電極の表面にコアを形成する工程と、
半田で前記コアを覆い、前記コアの周囲において前記半田を前記電極の表面に形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a core on the surface of the electrode of the electronic component;
Covering the core with solder and forming the solder on the surface of the electrode around the core;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記コアは、ポリイミド系樹脂又はエポキシ系樹脂からなることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the core is made of a polyimide resin or an epoxy resin. 前記電極は、配線の一端部上に形成されたランドであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the electrode is a land formed on one end of the wiring. 前記電極は、外部接続用電極であることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the electrode is an external connection electrode. 前記コアは、前記外部接続用電極の表面に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the core is formed on a surface of the external connection electrode.
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