JP2012074427A - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a shortage of bonding strength between columnar electrodes and solder terminals, and degradation in reliability without using an underfill material.SOLUTION: A semiconductor device comprises: a semiconductor substrate; a plurality of wiring lines provided on the semiconductor substrate; a plurality of solder terminals each connected to the plurality of wiring lines; and a resin layer covering at least portions of the plurality of wiring lines. An overcoat film, which covers at least around the solder terminals, is coated on the resin layer. The height of the overcoat film between the adjacent solder terminals is lower than that of the solder terminals.

Description

本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.

半導体基板に複数の柱状電極が設けられ、柱状電極の周囲に封止樹脂が設けられ、封止樹脂で覆われずに露出された柱状電極に対し半田端子が設けられた所謂WLP(Wafer Level Package)と呼ばれる半導体装置が知られている。ところで、柱状電極の周囲が封止樹脂で覆われているだけでは、半田端子と柱状電極との接合強度不足が懸念されている。また、封止樹脂自体の吸湿や、柱状電極と封止樹脂との接合界面からの吸湿によって、環境試験の信頼性が損なわれるといった問題もあった。近年では、半導体装置を回路基板に実装する際に、半導体装置と回路基板との間に液状のアンダーフィル材を充填し、硬化させることで、上述の問題を防止する技術が開発されている(例えば特許文献1参照)。   A so-called WLP (Wafer Level Package) in which a plurality of columnar electrodes are provided on a semiconductor substrate, a sealing resin is provided around the columnar electrodes, and solder terminals are provided on the columnar electrodes exposed without being covered with the sealing resin. ) Is known. By the way, if the periphery of the columnar electrode is simply covered with the sealing resin, there is a concern that the bonding strength between the solder terminal and the columnar electrode is insufficient. Further, there has been a problem that the reliability of the environmental test is impaired due to moisture absorption of the sealing resin itself and moisture absorption from the joint interface between the columnar electrode and the sealing resin. In recent years, when a semiconductor device is mounted on a circuit board, a technique for preventing the above-described problem has been developed by filling and curing a liquid underfill material between the semiconductor device and the circuit board ( For example, see Patent Document 1).

特開2005−347362号公報JP 2005-347362 A

ところで、他の電子機器と同様に半導体装置においても、製造コストの抑制が望まれているが、上述したようにアンダーフィル材を用いると製造コストを高める一因となっているのが実情である。
本発明の課題は、アンダーフィル材を用いなくとも、柱状電極と半田端子との接合強度不足や、信頼性の低下を抑制することである。
By the way, in the semiconductor device as well as other electronic devices, it is desired to suppress the manufacturing cost. However, as described above, the use of the underfill material contributes to the increase in the manufacturing cost. .
An object of the present invention is to suppress insufficient bonding strength between a columnar electrode and a solder terminal and a decrease in reliability without using an underfill material.

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた複数の配線と、
前記複数の配線上にそれぞれ接続された複数の半田端子と、
前記複数の配線の少なくとも一部を覆う樹脂層と、を備え、
前記樹脂層上には、少なくとも前記半田端子の周囲を覆うオーバーコート膜が被膜され、隣接する前記半田端子間の前記オーバーコート膜の高さは、前記半田端子の高さよりも低いことを特徴とする半導体装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
A semiconductor substrate;
A plurality of wirings provided on the semiconductor substrate;
A plurality of solder terminals respectively connected on the plurality of wirings;
A resin layer covering at least a part of the plurality of wirings,
An overcoat film covering at least the periphery of the solder terminal is coated on the resin layer, and the height of the overcoat film between the adjacent solder terminals is lower than the height of the solder terminal. A semiconductor device is provided.

上記半導体装置において好ましくは、
前記配線と前記半田端子との間に柱状電極を備え、
前記柱状電極によって前記配線と前記半田端子とが接続され、
前記オーバーコート膜は、前記半田端子全体を覆っている。
上記半導体装置において好ましくは、
前記半田端子に接続された配線パターンを有し、前記半導体基板に対向配置された配線基板を備えている。
In the semiconductor device, preferably
A columnar electrode is provided between the wiring and the solder terminal,
The wiring and the solder terminal are connected by the columnar electrode,
The overcoat film covers the entire solder terminal.
In the semiconductor device, preferably
A wiring board having a wiring pattern connected to the solder terminal and disposed opposite to the semiconductor substrate is provided.

また、本発明の他の態様によれば、
複数の配線と、前記複数の配線上にそれぞれ接続された複数の半田端子と、前記複数の配線の少なくとも一部を覆う樹脂層と、を備えた半導体基板の前記樹脂層上に、前記半田端子の周囲を覆うようにオーバーコート膜を形成し、
隣接する前記半田端子間の前記オーバーコート膜の高さは、前記半田端子の高さより低いことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
The solder terminal on the resin layer of the semiconductor substrate, comprising: a plurality of wirings; a plurality of solder terminals respectively connected on the plurality of wirings; and a resin layer covering at least a part of the plurality of wirings. Overcoat film is formed to cover the periphery of
A method of manufacturing a semiconductor device is provided, wherein a height of the overcoat film between the adjacent solder terminals is lower than a height of the solder terminals.

上記半導体装置の製造方法において好ましくは、
前記半導体基板上の前記半田端子下には柱状電極を形成し、
前記オーバーコート膜は、前記半田端子の全体を覆っている。
上記半導体装置の製造方法において好ましくは、配線パターンを有する配線基板を、前記配線パターンと前記半田端子とが接続されるように前記半導体基板に対して対向配置する。
Preferably in the manufacturing method of the semiconductor device,
A columnar electrode is formed under the solder terminal on the semiconductor substrate,
The overcoat film covers the entire solder terminal.
Preferably, in the method of manufacturing a semiconductor device, a wiring board having a wiring pattern is disposed opposite to the semiconductor substrate so that the wiring pattern and the solder terminal are connected.

本発明によれば、アンダーフィル材を用いなくとも、柱状電極と半田端子との接合強度不足や、信頼性の低下を抑制することができる。   According to the present invention, lack of bonding strength between the columnar electrode and the solder terminal and a decrease in reliability can be suppressed without using an underfill material.

本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment. 図1の半導体装置の変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device of FIG. 1. 図1の半導体装置の変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device of FIG. 1. 図1の半導体装置の変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device of FIG. 1. 図1の半導体装置の変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device of FIG. 1. 図1の半導体装置の変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device of FIG. 1. 図1の半導体装置の変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device of FIG. 1.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、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。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. 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.

図1は本発明の実施形態に係る半導体装置1を示す断面図である。この半導体装置1は、シリコン等からなる半導体基板11と、金属等の導電性材料からなる複数の接続パッド12と、酸化シリコンまたは窒化シリコン等の絶縁性材料からなる絶縁膜13と、保護膜14と、配線15と、柱状電極21と、封止樹脂22と、半田端子23と、オーバーコート膜24等と備える。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device 1 according to an embodiment of the present invention. The semiconductor device 1 includes a semiconductor substrate 11 made of silicon or the like, a plurality of connection pads 12 made of a conductive material such as metal, an insulating film 13 made of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, and a protective film 14. , Wiring 15, columnar electrode 21, sealing resin 22, solder terminal 23, overcoat film 24, and the like.

半導体基板11の表面には、電子回路や接続パッド12、及びこれらを接続する配線等が形成されている。
接続パッド12は半導体基板11上の配線と接続されている。絶縁膜13は半導体基板11の表面に形成され、電子回路や配線等を被覆する。
また、絶縁膜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。図1、図2に示すように、開口13aは接続パッド12よりも小さい。
On the surface of the semiconductor substrate 11, electronic circuits, connection pads 12, wirings for connecting these, and the like are formed.
The connection pad 12 is connected to the wiring on the semiconductor substrate 11. The insulating film 13 is formed on the surface of the semiconductor substrate 11 and covers electronic circuits and wirings.
The insulating film 13 is provided with an opening 13a for exposing the connection pad 12. As shown in FIGS. 1 and 2, the opening 13 a is smaller than the connection pad 12.

絶縁膜13の上面の一部には、保護膜14、配線15を介して柱状電極21が配置される。   A columnar electrode 21 is disposed on a part of the upper surface of the insulating film 13 via a protective film 14 and a wiring 15.

絶縁膜13の上面には、保護膜14が形成されている。保護膜14には、ポリイミド、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、またはこれらの複合材料等を用いることができる。   A protective film 14 is formed on the upper surface of the insulating film 13. The protective film 14 can be made of a high-functional plastic material such as polyimide or polybenzoxazole (PBO), a plastic material such as epoxy, phenol, or silicon, or a composite material thereof.

保護膜14には、接続パッド12を露出させる開口14aが設けられている。開口14aは保護膜14が感光性樹脂であれば、半導体基板11上に塗布−露光−現像−硬化させることで一括形成することができる。また、開口14aは、例えばレーザにより形成することができる。図1に示すように、保護膜14の開口14aは、絶縁膜13の開口13aよりも小さく、開口14aの外周部で接続パッド12と保護膜14とが密着している。   The protective film 14 is provided with an opening 14 a that exposes the connection pad 12. If the protective film 14 is a photosensitive resin, the openings 14a can be collectively formed on the semiconductor substrate 11 by coating, exposing, developing, and curing. The opening 14a can be formed by a laser, for example. As shown in FIG. 1, the opening 14a of the protective film 14 is smaller than the opening 13a of the insulating film 13, and the connection pad 12 and the protective film 14 are in close contact with each other at the outer periphery of the opening 14a.

保護膜14の上面の一部、及び、開口14aから露出した接続パッド12の上部には、配線15が形成されている。配線15は、下層であって、上層を電解メッキするための核となる電解めっき用シード層16と、上層である銅等の導電性材料を有する配線層19を含む。電解めっき用シード層16は、例えば、保護膜14との密着性を高める密着層としてTi、Ta、TiWなどを厚さ100nm程度、拡散防止層としてTiN、TaNなどを厚さ200nm程度、導電層としてCu等を厚さ600nm程度、スパッタリング法等により積層することが好ましい。電解めっき用シード層16の一部は、開口13a、14aを介して接続パッド12に接続されている。配線15は、半導体基板11に設けられた電子回路の配線を、柱状電極21に導通するための配線である。   A wiring 15 is formed on a part of the upper surface of the protective film 14 and on the connection pad 12 exposed from the opening 14a. The wiring 15 is a lower layer, and includes an electroplating seed layer 16 serving as a nucleus for electrolytic plating of the upper layer, and an upper wiring layer 19 having a conductive material such as copper. The electroplating seed layer 16 is made of, for example, Ti, Ta, TiW or the like as an adhesion layer that enhances adhesion with the protective film 14, and TiN, TaN, or the like as a diffusion prevention layer. It is preferable to stack Cu or the like with a thickness of about 600 nm by sputtering or the like. A part of the seed layer 16 for electrolytic plating is connected to the connection pad 12 through the openings 13a and 14a. The wiring 15 is a wiring for electrically connecting the wiring of the electronic circuit provided on the semiconductor substrate 11 to the columnar electrode 21.

電解めっき用シード層16の上面には銅等の導電性材料からなる配線層19が形成されている。配線層19は電解めっき用シード層16より厚く、例えば1μm〜5μmの厚さが好ましい。   A wiring layer 19 made of a conductive material such as copper is formed on the upper surface of the electroplating seed layer 16. The wiring layer 19 is thicker than the electroplating seed layer 16 and preferably has a thickness of, for example, 1 μm to 5 μm.

電解めっき用シード層16及び配線層19の積層体である配線15は、対応する1つ又は複数の接続パッド12と1つ又は複数の柱状電極21とを接続している。また、配線15は、それぞれ隣接する他の配線15と電気的に絶縁されるように配列されている。   The wiring 15, which is a laminate of the electroplating seed layer 16 and the wiring layer 19, connects the corresponding one or more connection pads 12 and the one or more columnar electrodes 21. The wirings 15 are arranged so as to be electrically insulated from other adjacent wirings 15.

配線15における接続パッド12とは反対側の端部はランドとなっている。ランド上面には、銅等の導電性材料からなる柱状電極21が形成されている。柱状電極21の高さは10〜70μm程度であり、配線15の厚さと合わせて15〜75μm程度である。柱状電極21の側面は、樹脂層としての封止樹脂22により保護されている。柱状電極21の上部には、半田端子23が設けられている。   The end of the wiring 15 opposite to the connection pad 12 is a land. A columnar electrode 21 made of a conductive material such as copper is formed on the top surface of the land. The height of the columnar electrode 21 is about 10 to 70 μm, and is about 15 to 75 μm together with the thickness of the wiring 15. The side surface of the columnar electrode 21 is protected by a sealing resin 22 as a resin layer. A solder terminal 23 is provided on the top of the columnar electrode 21.

配線15及び保護膜14の上部には、柱状電極21が設けられた部分を除き、封止樹脂22が充填されている。封止樹脂22は、例えば、熱硬化性ポリイミド、エポキシ系樹脂やフェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂と、シリカ等のフィラーとのコンポジット(複合材料)からなる。ただし、フィラーを含有していない熱硬化性樹脂でもよい。   An upper portion of the wiring 15 and the protective film 14 is filled with a sealing resin 22 except for a portion where the columnar electrode 21 is provided. The sealing resin 22 is made of, for example, a composite (composite material) of a thermosetting resin such as a thermosetting polyimide, an epoxy resin, or a phenol resin and a filler such as silica. However, a thermosetting resin containing no filler may be used.

封止樹脂22の上部には、半田端子23の周囲を覆うように、絶縁性樹脂からなるオーバーコート膜24が被膜されている。このため、半田端子23の頭頂部はオーバーコート膜24から露出している。また、オーバーコート膜24は、隣接する柱状電極21の間で凹む形状となるように被膜されている。   An overcoat film 24 made of an insulating resin is coated on the sealing resin 22 so as to cover the periphery of the solder terminal 23. Therefore, the top of the solder terminal 23 is exposed from the overcoat film 24. The overcoat film 24 is coated so as to have a shape that is recessed between adjacent columnar electrodes 21.

次に、半導体装置1の製造方法について図2〜図14を用いて説明する。ここで、図2〜図14は製造途中におけるダイシング前の半導体基板11を示す断面図である。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 will be described with reference to FIGS. Here, FIGS. 2 to 14 are cross-sectional views showing the semiconductor substrate 11 before dicing during manufacture.

まず、図2に示すように、ダイシング前の半導体基板(半導体ウエハ)11上に接続パッド12及び絶縁膜13を形成する。次に、図3に示すように、スパッタ等の気相堆積法により保護膜14の全面及び接続パッド12を覆う電解めっき用シード層16を形成する。
次に、図4に示すように、電解めっき用シード層16上の配線層19を形成する領域を除き、配線レジスト17を形成する。
First, as shown in FIG. 2, a connection pad 12 and an insulating film 13 are formed on a semiconductor substrate (semiconductor wafer) 11 before dicing. Next, as shown in FIG. 3, an electroplating seed layer 16 that covers the entire surface of the protective film 14 and the connection pads 12 is formed by a vapor deposition method such as sputtering.
Next, as shown in FIG. 4, a wiring resist 17 is formed except for a region where the wiring layer 19 is formed on the seed layer 16 for electrolytic plating.

次に、図5に示すように、配線レジスト17が形成されていない部分に、電解めっき用シード層16を陰極とする電解めっきにより配線層19を堆積する。
その後、図6に示すように、配線レジスト17を除去する。
Next, as shown in FIG. 5, a wiring layer 19 is deposited by electrolytic plating using the electrolytic plating seed layer 16 as a cathode in a portion where the wiring resist 17 is not formed.
Thereafter, as shown in FIG. 6, the wiring resist 17 is removed.

次に、図7に示すように、半導体基板11上である電解めっき用シード層16及び配線層19の上面にドライフィルムを積層してから、ドライフィルムに対して所定の断面形状の開口20aが多数形成されるように、ドライフィルムをパターニングすることで、柱状電極21用のレジスト20を形成する。このレジスト20に形成された開口20a内に柱状電極21が形成されることになる。   Next, as shown in FIG. 7, after a dry film is laminated on the top surface of the seed layer 16 for electrolytic plating and the wiring layer 19 on the semiconductor substrate 11, an opening 20a having a predetermined cross-sectional shape is formed on the dry film. The resist 20 for the columnar electrode 21 is formed by patterning the dry film so that a large number are formed. The columnar electrode 21 is formed in the opening 20 a formed in the resist 20.

次に、図8に示すように、電解めっき用シード層16を陰極とする電解めっきにより、レジスト20の開口20a内に柱状電極21を堆積する。
次に、図9に示すように、レジスト20を除去する。
Next, as shown in FIG. 8, columnar electrodes 21 are deposited in the openings 20a of the resist 20 by electrolytic plating using the seed layer 16 for electrolytic plating as a cathode.
Next, as shown in FIG. 9, the resist 20 is removed.

次に、図10に示すように、ソフトエッチングにより配線層19、柱状電極21が形成されていない領域の電解めっき用シード層16を除去して、配線層19とその下部の電解めっき用シード層16との積層体である配線15を形成する。
なお、この時、配線層19、柱状電極21の表面も電解めっき用シード層16の厚さと同程度にエッチングされるが、配線層19、柱状電極21は電解めっき用シード層16と比較して充分に厚いため、影響はない。
Next, as shown in FIG. 10, the electroplating seed layer 16 in the region where the wiring layer 19 and the columnar electrode 21 are not formed is removed by soft etching, and the wiring layer 19 and the electroplating seed layer below the wiring layer 19 are removed. A wiring 15 which is a laminate with 16 is formed.
At this time, the surfaces of the wiring layer 19 and the columnar electrode 21 are also etched to the same extent as the thickness of the electroplating seed layer 16, but the wiring layer 19 and the columnar electrode 21 are compared with the electroplating seed layer 16. Since it is thick enough, it has no effect.

次に、外観検査により配線15の断線や保護膜14上や柱状電極21の異物の有無や配線の欠陥を確認する。次に、保護膜14の表面を酸素プラズマにより処理することで、表面の不純な層を除去して、清浄な面を露出させ、表面の絶縁性を確保する。   Next, a disconnection of the wiring 15, the presence of foreign matter on the protective film 14 and the columnar electrode 21, and a wiring defect are confirmed by an appearance inspection. Next, by treating the surface of the protective film 14 with oxygen plasma, an impure layer on the surface is removed, a clean surface is exposed, and surface insulation is ensured.

次に、図11に示すように、半導体基板(半導体ウエハ)11上に、柱状電極21の上部まで覆う封止樹脂22を印刷法により充填する。   Next, as shown in FIG. 11, a sealing resin 22 that covers the top of the columnar electrode 21 is filled on the semiconductor substrate (semiconductor wafer) 11 by a printing method.

次に、図12に示すように、グラインダーで封止樹脂22を上面から研削しながら、同時に柱状電極21の上部を研削することで、柱状電極21及び封止樹脂22の上面を略面一に形成する。これにより柱状電極21が電解めっき時に不均一な高さに形成されていても、ほぼ同一の高さにすることができる。封止樹脂22における柱状電極21が配置された領域が開口22aとなる。
次に、半導体基板(半導体ウエハ)11の裏面を研削し、薄くする。
次に、柱状電極21の上面をライトエッチングすることにより表面処理を行い、図13に示すように半田端子23を設ける。
その後、図14に示すように、封止樹脂22の上部に対してオーバーコート膜24を被膜する。この際、半田端子23の周囲を覆って、なおかつ該半田端子23の頭頂部が露出するように、オーバーコート膜24を被膜する。さらに、隣接する柱状電極21の間においては、オーバーコート膜24は凹むように被膜する。すなわち、隣接する半田端子23間のオーバーコート膜24の高さは半田端子23の高さよりも低くなる。
オーバーコート膜24の硬化後、ダイシングすることにより、図1に示す半導体装置1が完成する。
Next, as shown in FIG. 12, the upper surface of the columnar electrode 21 and the upper surface of the columnar electrode 21 are ground substantially simultaneously by grinding the sealing resin 22 from the upper surface with a grinder. Form. As a result, even if the columnar electrodes 21 are formed at nonuniform heights during electrolytic plating, they can be made substantially the same height. A region of the sealing resin 22 where the columnar electrode 21 is disposed becomes an opening 22a.
Next, the back surface of the semiconductor substrate (semiconductor wafer) 11 is ground and thinned.
Next, surface treatment is performed by light-etching the upper surface of the columnar electrode 21, and solder terminals 23 are provided as shown in FIG.
Thereafter, as shown in FIG. 14, an overcoat film 24 is coated on the upper portion of the sealing resin 22. At this time, the overcoat film 24 is coated so as to cover the periphery of the solder terminal 23 and to expose the top of the solder terminal 23. Furthermore, between the adjacent columnar electrodes 21, the overcoat film 24 is coated so as to be recessed. That is, the height of the overcoat film 24 between the adjacent solder terminals 23 is lower than the height of the solder terminals 23.
The semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is completed by dicing after the overcoat film 24 is cured.

以上のように、本実施形態によれば、封止樹脂22上に半田端子23の周囲を覆う絶縁性のオーバーコート膜24が被膜されているので、このオーバーコート膜24によって半田端子23と柱状電極21との接合強度を高めることができる。また、オーバーコート膜24が被膜されていることで、封止樹脂22自体の吸湿や、半田端子23と柱状電極21との接合界面からの吸湿を防止することができ、環境試験の信頼性を高めることも可能である。このように、アンダーフィル材を用いなくとも、柱状電極21と半田端子23との接合強度不足や、信頼性の低下を抑制することが可能となる。
また、オーバーコート膜24が被膜されていることで、半導体装置1を実装基板に実装する際における半田の流れを抑制することができ、溶融した半田端子23同士のショートを防止することも可能である。このように半田端子23同士のショートが防止されていれば、ファインピッチ配置での基板実装が可能となる。
さらに、半田端子23のショートが防止されていることで半田端子23自体のサイズも大きくすることが可能となる。これにより、柱状電極21との接合強度や、実装基板との接合強度も向上させることができ、各種の機械的強度試験や、環境信頼性試験もより向上させることができる。
そして、半田端子23の大型化に伴って、柱状電極21の直径も大きくすることができるので、放熱性も高めることができる。放熱性の向上により半導体装置1の誤動作を抑制することもできる。
As described above, according to this embodiment, since the insulating overcoat film 24 covering the periphery of the solder terminal 23 is coated on the sealing resin 22, the solder terminal 23 and the columnar shape are covered by the overcoat film 24. The bonding strength with the electrode 21 can be increased. Further, since the overcoat film 24 is coated, moisture absorption of the sealing resin 22 itself and moisture absorption from the bonding interface between the solder terminal 23 and the columnar electrode 21 can be prevented. It can also be increased. As described above, it is possible to suppress insufficient bonding strength between the columnar electrode 21 and the solder terminal 23 and a decrease in reliability without using an underfill material.
Further, since the overcoat film 24 is coated, it is possible to suppress the flow of solder when the semiconductor device 1 is mounted on the mounting substrate, and it is also possible to prevent a short circuit between the melted solder terminals 23. is there. If short-circuiting between the solder terminals 23 is prevented in this way, board mounting with a fine pitch arrangement becomes possible.
Further, since the short circuit of the solder terminal 23 is prevented, the size of the solder terminal 23 itself can be increased. Thereby, the joint strength with the columnar electrode 21 and the joint strength with the mounting substrate can be improved, and various mechanical strength tests and environmental reliability tests can be further improved.
And since the diameter of the columnar electrode 21 can also be enlarged with the enlargement of the solder terminal 23, heat dissipation can also be improved. The malfunction of the semiconductor device 1 can be suppressed by improving the heat dissipation.

また、隣接する柱状電極21の半田端子23の間では、オーバーコート膜24が凹んでいるので、平坦な場合よりも半田端子23にかかる応力を緩和することができ、より強度を高めることができる。   In addition, since the overcoat film 24 is recessed between the solder terminals 23 of the adjacent columnar electrodes 21, the stress applied to the solder terminals 23 can be relaxed and the strength can be further increased as compared with the case of being flat. .

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
例えば、図15に示す半導体装置1Aのように、オーバーコート膜24aが半田端子23全体を覆っていてもよい。オーバーコート膜24aが半田端子23の全体を覆うのであれば、半田端子23を露出させるようにオーバーコート膜24を被膜する場合と比して被膜作業を簡素化することができる。そして、実装基板に半導体装置1Aを実装する際においては、リフロー加熱によって半田端子23とともにオーバーコート膜24aが溶融する。つまり、実装時においては半田端子23がオーバーコート膜24aから露出するため、基板への実装が可能となる。
なお、図16に示すように、実装前にオーバーコート膜24a及び半田端子23の頭頂部を研磨して、半田端子23を露出させてもよい。この場合、半田端子23の高さを均一化することができ、実装時の薄化が可能となる。
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as appropriate.
For example, as in the semiconductor device 1A shown in FIG. 15, the overcoat film 24a may cover the entire solder terminal 23. If the overcoat film 24 a covers the entire solder terminal 23, the coating operation can be simplified as compared with the case where the overcoat film 24 is coated so as to expose the solder terminal 23. When the semiconductor device 1A is mounted on the mounting substrate, the overcoat film 24a is melted together with the solder terminals 23 by reflow heating. That is, since the solder terminal 23 is exposed from the overcoat film 24a at the time of mounting, mounting on the substrate becomes possible.
As shown in FIG. 16, the solder terminal 23 may be exposed by polishing the top portion of the overcoat film 24a and the solder terminal 23 before mounting. In this case, the height of the solder terminal 23 can be made uniform, and thinning at the time of mounting becomes possible.

また、上記実施形態では、隣接する柱状電極21の半田端子23の間においては、オーバーコート膜24が凹んでいる場合を例示して説明したが、図17に示す半導体装置11Bのようにオーバーコート膜24bは平坦であっても構わない。この場合、図17に示す点線部Tの通り、半田端子23の全体を覆うように封止樹脂22上にオーバーコート膜24bを平坦に被膜し、オーバーコート膜24bの硬化後に、オーバーコート膜24b及び半田端子23を研磨することで形成される。研磨時においては、図18に示すように、半導体装置1Bの仕様に応じた高さとなるように研磨量を調整することが好ましい。   Further, in the above embodiment, the case where the overcoat film 24 is recessed between the solder terminals 23 of the adjacent columnar electrodes 21 has been described as an example. However, the overcoat as in the semiconductor device 11B shown in FIG. The film 24b may be flat. In this case, as indicated by the dotted line portion T shown in FIG. 17, the overcoat film 24b is flatly coated on the sealing resin 22 so as to cover the entire solder terminal 23, and after the overcoat film 24b is cured, the overcoat film 24b is coated. And the solder terminal 23 is polished. At the time of polishing, as shown in FIG. 18, it is preferable to adjust the polishing amount so that the height is in accordance with the specifications of the semiconductor device 1B.

そして、半導体装置1Bとしては、図19に示すように半導体基板11に対向配置された配線基板40をさらに備えていてもよい。配線基板40には、半田端子23に接続される配線パターン41が備えられている。配線パターン41と半田端子23とが接続されるように配線基板40を半導体基板11に対して対向配置すると、半導体基板11の裏面と、配線基板40の表面とが面一になる。図19では、配線基板40に埋め込まれた例を示しているが、表面実装であっても構わない。このように、配線基板40に対して実装されていれば、半田接続であるのでリペアすることが可能である。
なお、図20に示す半導体装置1Cのように、配線15上に直接半田端子23を形成し、半田端子23形成部以外は、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂層42で覆い、柱状電極21を形成しない構造であってもよい。
Then, the semiconductor device 1B may further include a wiring substrate 40 disposed to face the semiconductor substrate 11 as shown in FIG. The wiring board 40 is provided with a wiring pattern 41 connected to the solder terminal 23. When the wiring substrate 40 is disposed opposite to the semiconductor substrate 11 so that the wiring pattern 41 and the solder terminal 23 are connected, the back surface of the semiconductor substrate 11 and the front surface of the wiring substrate 40 are flush with each other. Although FIG. 19 shows an example embedded in the wiring board 40, surface mounting may be used. Thus, if it is mounted on the wiring board 40, it can be repaired because it is a solder connection.
As in the semiconductor device 1C shown in FIG. 20, the solder terminal 23 is formed directly on the wiring 15, and the portion other than the solder terminal 23 forming portion is covered with a resin layer 42 such as polyimide resin or epoxy resin, and the columnar electrode 21 is covered. The structure which does not form may be sufficient.

1 半導体装置
11 半導体基板
12 接続パッド
13 絶縁膜
13a 開口
14 保護膜
14a 開口
15 配線
16 電解めっき用シード層
21 柱状電極
22 封止樹脂(樹脂層)
22a 開口
23 半田端子
24 オーバーコート膜
40 配線基板
41 配線パターン
42 樹脂層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 11 Semiconductor substrate 12 Connection pad 13 Insulating film 13a Opening 14 Protective film 14a Opening 15 Wiring 16 Seed layer for electroplating 21 Columnar electrode 22 Sealing resin (resin layer)
22a Opening 23 Solder terminal 24 Overcoat film 40 Wiring board 41 Wiring pattern 42 Resin layer

Claims (6)

半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた複数の配線と、
前記複数の配線上にそれぞれ接続された複数の半田端子と、
前記複数の配線の少なくとも一部を覆う樹脂層と、を備え、
前記樹脂層上には、少なくとも前記半田端子の周囲を覆うオーバーコート膜が被膜され、隣接する前記半田端子間の前記オーバーコート膜の高さは、前記半田端子の高さよりも低いことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A plurality of wirings provided on the semiconductor substrate;
A plurality of solder terminals respectively connected on the plurality of wirings;
A resin layer covering at least a part of the plurality of wirings,
An overcoat film covering at least the periphery of the solder terminal is coated on the resin layer, and the height of the overcoat film between the adjacent solder terminals is lower than the height of the solder terminal. Semiconductor device.
請求項1記載の半導体装置において、
前記配線と前記半田端子との間に柱状電極を備え、
前記柱状電極によって前記配線と前記半田端子とが接続され、
前記オーバーコート膜は、前記半田端子全体を覆っていることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A columnar electrode is provided between the wiring and the solder terminal,
The wiring and the solder terminal are connected by the columnar electrode,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the overcoat film covers the entire solder terminal.
請求項1又は2に記載の半導体装置において、
前記半田端子に接続された配線パターンを有し、前記半導体基板に対向配置された配線基板を備えていることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 or 2,
A semiconductor device comprising: a wiring board having a wiring pattern connected to the solder terminal and disposed opposite to the semiconductor substrate.
複数の配線と、前記複数の配線上にそれぞれ接続された複数の半田端子と、前記複数の配線の少なくとも一部を覆う樹脂層と、を備えた半導体基板の前記樹脂層上に、前記半田端子の周囲を覆うようにオーバーコート膜を形成し、
隣接する前記半田端子間の前記オーバーコート膜の高さは、前記半田端子の高さより低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
The solder terminal on the resin layer of the semiconductor substrate, comprising: a plurality of wirings; a plurality of solder terminals respectively connected on the plurality of wirings; and a resin layer covering at least a part of the plurality of wirings. Overcoat film is formed to cover the periphery of
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a height of the overcoat film between adjacent solder terminals is lower than a height of the solder terminals.
請求項4記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板上の前記半田端子下には柱状電極を形成し、
前記オーバーコート膜は、前記半田端子の全体を覆っていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 4,
A columnar electrode is formed under the solder terminal on the semiconductor substrate,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the overcoat film covers the entire solder terminal.
請求項4又は5に記載の半導体装置の製造方法において、
配線パターンを有する配線基板を、前記配線パターンと前記半田端子とが接続されるように前記半導体基板に対して対向配置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 4 or 5,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: arranging a wiring substrate having a wiring pattern opposite to the semiconductor substrate so that the wiring pattern and the solder terminal are connected.
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