JP2012104790A - 半導体装置 - Google Patents

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Takeshi Hayakawa
健 早川
Korenori Iwamoto
是則 岩本
Koji Sato
幸治 佐藤
Hiroshi Nakajima
寛 中嶋
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    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
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    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/4824Connecting between the body and an opposite side of the item with respect to the body
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    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
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    • H01L2224/8319Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
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    • H01L2224/85203Thermocompression bonding
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    • H01L2224/852Applying energy for connecting
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    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/921Connecting a surface with connectors of different types
    • H01L2224/9212Sequential connecting processes
    • H01L2224/92142Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92147Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
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    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
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    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
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    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
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    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
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    • H01L2225/06555Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking
    • H01L2225/06568Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking the devices decreasing in size, e.g. pyramidical stack
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    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H01L23/3128Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
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    • H01L2924/151Die mounting substrate
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Abstract

【課題】外部端子接続箇所での破断の発生を低減し、半導体装置の二次実装の信頼性を向上する。
【解決手段】本発明の半導体装置は、配線基板2と、配線基板2の一面に接着部材10を介して搭載された半導体チップ3と、配線基板2の他面に形成され、半導体チップ3と電気的に接続された外部電極5とを有し、接着部材10の周端部10aが外部電極5と重ならない位置に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、配線基板の一面に半導体チップが搭載され、その配線基板の他面に複数の外部端子が格子状に配置された半導体装置に関する。
特許文献1及び特許文献2には、配線基板の一面に半導体チップを接着部材を介して搭載し、その配線基板の他面に、前記半導体チップと電気的に接続された半田ボールを配設した半導体装置が開示されている。この半導体装置はBGA(Ball Grid Array)型半導体装置と呼ばれている。
特開2001-044324号公報 特開2001-044229号公報
上記した従来技術では、半導体チップのサイズと同等のサイズの接着部材を介して、配線基板に半導体チップが搭載されており、接着部材の端部が、配線基板の他面に配置される半田ボールと重なる場合がある。この場合、その半田ボールに2種類の歪みが加わることで、半導体装置の配線基板と半田ボールとの接続箇所(以下、半田ボール接続箇所と呼ぶ。)が破断し、半導体装置をプリント基板へ実装するとき(以下、二次実装と呼ぶ。)の信頼性が低下する問題がある。
上記した、半田ボールに加わる2種類の歪みは、半導体装置の温度変化による膨張収縮により半田ボールに加わるせん断力と、接着部材の塗布領域と接着部材のない領域での弾性率の差により境界領域で発生する反りに起因する。
本発明の一つの態様では、半導体装置は、配線基板と、該配線基板の一面に接着部材を介して搭載された半導体チップと、該配線基板の他面に形成され、該半導体チップと電気的に接続された外部電極とを有しており、上記の接着部材の周端部が外部電極と重ならない位置に配置されていることを特徴とする。
上記のように構成したことにより、接着部材の塗布領域と接着部材のない領域での弾性率の差により境界領域で発生する反りを、半田ボールのような外部端子と重なる領域で発生させないことが可能となる。これにより、二次実装の際に外部端子にかかる歪みを分散させることで、外部端子接続箇所での破断の発生を低減し、半導体装置の二次実装の信頼性を向上することができる。
また、接着部材の周端部が、半導体チップの周端部より外方に張り出すように配置されることで、半導体チップの周端部と接着部材の周端部が異なる位置に配置されるので、半導体チップの歪みと接着部材の歪みが一点に集中することなく、分散される。結果、外部端子にかかる歪みをさらに低減することができる。
したがって本発明によれば、外部端子接続箇所での破断の発生を低減し、半導体装置の二次実装の信頼性を向上することができる。
第1の実施例の半導体装置の概略構成を示す平面図。 第1の実施例の半導体装置の概略構成を示す断面図。 第1の実施例の半導体装置の組立フローを示す断面図。 第1の実施例の半導体装置の組立フローを示す断面図。 第2の実施例の半導体装置の概略構成を示す平面図。 第2の実施例の半導体装置の概略構成を示す断面図。 第2の実施例の半導体装置の組立フローを示す断面図。 第2の実施例の半導体装置の組立フローを示す断面図。 第3の実施例の半導体装置の概略構成を示す平面図。 第3の実施例の半導体装置の概略構成を示す断面図。 第4の実施例の半導体装置の概略構成を示す平面図。 第4の実施例の半導体装置のコーナ部に対応する断面図(a)とそのコーナ部以外の断面図(b)。 その他の実施例の半導体装置の概略構成を示す断面図。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
[第1の実施例]
図1は第1の実施例の半導体装置の概略構成を示す平面図で、図2はその断面図である。
図1及び図2に示される本実施例の半導体装置1Aは、一面に所定の配線パターン(不図示)が形成された配線基板2と、この配線基板2の一面に搭載された半導体チップ3と、半導体チップ3の周囲を覆って半導体チップ3と配線基板2との電気接続部を封止する封止体4と、配線基板2の他面に配設された外部端子である半田ボール5等の金属ボールとを有する。尚、図1では封止体4を部分的に取り去って構造を分かりやすく示してある。
配線基板2は、基板面内にマトリックス状に区画された複数の製品形成部を有する略矩形のガラスエポキシ配線基板(以下、配線母基板と呼ぶ。)を製品形成部毎に分割して個片化したものである。配線基板2の絶縁基材6の一面と他面には所定の配線パターン(不図示)が形成されており、それらの配線は部分的に絶縁膜(例えばソルダーレジスト)7で覆われている。
配線基板2の一面に形成されている配線のうち、ソルダーレジストなどの絶縁膜7に覆われていない部分には、複数の接続パッド8が形成されている。また、配線基板2の他面に形成されている配線のうち、ソルダーレジストなどの絶縁膜7に覆われていない部分には、複数のランド9が形成されている。そして、接続パッド8とこれに対応するランド9とは、配線基板2の内部に形成された配線を介して電気的に接続されている。
半導体チップ3は、配線基板2の一面側の絶縁膜7上に接着部材10を介して搭載されている。接着部材10には、半導体チップ3の、電極パッド11を含む回路が形成されている一面(おもて面)とは反対側の面(裏面)が接着されている。電極パッド11とこれに対応する接続パッド8とは、導電性ワイヤ12によって電気的に接続されている。
接着部材10としては、例えば絶縁ペースト或いはDAF(Die Attached Film)等が用いられる。接着部材10は、その周端部10aが配線基板2の他面側の半田ボール5と重ならない位置、例えば格子状に配置された半田ボール5同士の間の位置に配置されるように設けられている。また接着部材10は、半導体チップ3の裏面サイズよりも大きいサイズで形成されており、接着部材10の周端部10aが半導体チップ3の周端部3aから張り出すように配置されている。
このように本願は、接着部材10の周端部10aが半田ボール5と重ならない位置、例えば半田ボール5間の位置に配置されている半導体装置1Aを提供する。この構成により、接着部材10が塗布された領域と接着部材10の無い領域での弾性率の差により境界領域で発生する反りを、半田ボールと重なる領域では発生させないことが可能となる。また同時に、半導体装置1Aの温度変化による膨張収縮で半田ボール5に加わるせん断力も抑制される。したがって、二次実装の際に半田ボール5にかかる歪みを分散させることができ、半田ボール接続箇所での破断発生を低減し、半導体装置1Aの二次実装の信頼性を向上できる。
また本願は、接着部材10の周端部10aが半導体チップ3の周端部3aより側方に張り出すように配置されている半導体装置1Aを提供している。このような構成では、半導体チップ3の周端部3aと接着部材10の周端部10aが異なる位置に配置されることで、半導体チップ3の周端部3aでの歪みと接着部材10の周端部10aでの歪みが一点に集中することなく、分散される為、二次実装の際に半田ボール5にかかる歪みをさらに低減することができる。
次に、半導体装置1Aの製造工程について説明する。
図3及び図4は、第1の実施例の半導体装置の組立フローを示す断面図である。
まず、図3(a)に示すような配線母基板2−1が準備される。配線母基板2−1は、基板面内にマトリックス状に区画された複数の製品形成部13(切断後に配線基板2となる部分)を有している。それぞれの製品形成部13間の境界には、製品形成部13毎に分割する際のダイシングライン14が設けられている。
続いて、チップ接着部材10の配設工程が実施される。具体的には、配線母基板2−1の一面上に、図3(b)に示すように印刷用マスク15がセットされる。印刷用マスク15は、それぞれの製品形成部13に対応した複数の開口穴15aを有している。それぞれの開口穴15aは、その開口縁部が半田ボール搭載用のランド9の間の領域に配置されるように形成されている。尚、ランド9は配線母基板2−1の他面側に矩形の製品形成部13毎に格子状に配置されている。
そして、図3(c)に示すように、印刷用マスク15上に塗布された接着部材10(例えば絶縁ペースト)をスキージ16で開口穴15a内に供給する。その後、印刷用マスク15を除去することで、図3(d)に示すように、それぞれの製品形成部13の一面に、所定の厚さの接着部材10の層を形成し、かつ、接着部材10の周端部10aをランド9の間に対応する位置に配置することができる。尚、接着部材10としては、絶縁ペーストに替えてDAF(Die Attached Film)を使用してもよい。
次に、ダイボンディング工程が実施される。具体的には、図3(e)に示すように、配線母基板2−1のそれぞれの製品形成部13の一面に半導体チップ3が搭載される。接着部材10の層は、基板上を半導体チップ3が占めるサイズより大きいサイズで形成されている。これにより、接着部材10の周端部10aは半導体チップ3のそれぞれの辺から張り出すように配置されている。尚、接着部材10がDAFである場合、このように半導体チップ3が占めるサイズより大きく、かつ、基板上に貼り付けたときに周端部10aがランド9の間に対応する位置に配置できるDAFが使用される。
半導体チップ3は、その一面に論理回路、或いは記憶回路等が形成されたSi基板を有し、該Si基板の周辺近傍位置には複数の電極パッド11が形成されている。また、電極パッド11を除く半導体チップ3の一面には、回路形成面を保護するパッシベーション膜(不図示)が形成されている。第1の実施例においては、半導体チップ3の裏面側(回路形成面に対向する面)が接着部材10の層を介して配線母基板2−1の一面に接着固定される。
全ての製品形成部13に半導体チップ3を搭載し終えたらワイヤボンディング工程に移行する。図4(a)に示すように、ワイヤボンディング工程では、半導体チップ3の一面に形成されている電極パッド11と、それに対応する配線母基板2−1上の接続パッド8とが導電性のワイヤ12を介して接続される。かかるワイヤ12は例えばAu或いはCu等からなる。また、ワイヤボンディングには、図示しないワイヤボンディング装置が用いられる。具体的には、溶融され、ボールが形成されたワイヤ12の一端を、半導体チップ3の電極パッド11に超音波熱圧着した後、ワイヤ12の他端を配線母基板2−1上の対応する接続パッド8に超音波熱圧着する。尚、ワイヤ12は、半導体チップ3の端側の角との干渉を避けるために所定のループ形状を描くように形成される。
続いて、配線母基板2−1は封止工程に移される。封止工程では、図4(b)に示すように、半導体チップ3が搭載された面側の複数の製品形成領域13を一括的に覆う封止体4が形成される。具体的には、上型と下型からなる成形金型(不図示)を有するトランスファモールド装置などの成型装置を用いて封止工程が実行される。上型には複数の製品形成部13を一括して覆う大きさのキャビティが形成されている。下型には配線母基板2−1を配置するための凹部が形成されている。ワイヤボンディング工程が完了した配線母基板2−1は、下型の凹部にセットされる。そして上型と下型で配線母基板2−1の周縁部をクランプすることで、配線母基板2−1の上方に、上記の大きさのキャビティが形成される。その後、熱硬化性の封止樹脂(例えばエポキシ樹脂)をキャビティの中へ充填し、所定の温度(例えば180℃)でキュアすることで、封止樹脂が硬化して封止体4が形成される。
次に、配線母基板2−1はボールマウント工程に移される。具体的には図4(c)に示すように、配線母基板2−1の他面の製品形成部13毎に格子状に配置された複数のランド9の上に、導電性の半田ボール5が接合される。ボールマウント工程では、配線母基板2−1上のランド9の配置に合わせて複数の吸着孔が形成された不図示のボールマウンターが用いられる。具体的には、半田ボール5が前記吸着孔に保持され、フラックスを介して、複数のランド9に一括的に接合される。
その後、配線母基板2−1はダイシング工程に移される。具体的には、図4(d)に示すように、配線母基板2−1の封止体4側にダイシングテープ17が接着される。そして、ダイシング装置のダイシングブレード18により配線母基板2−1を縦横にダイシングライン14に沿って切断することで、各製品形成部13の間が分離される。その後、ダイシングテープ17から各製品形成部13をピックアップすることで、図1及び図2に示すような半導体装置1Aが得られる。
[第2の実施例]
次に、第2の実施例について説明するが、第1の実施例と同じ構成要素については同じ符号を用いることにする。図5は第2の実施例の半導体装置の概略構成を示す平面図、図6はその断面図である。
図5及び図6に示される本実施例の半導体装置1Bは、中央に開口部2aが形成された配線基板2と、この配線基板2の一面に搭載された半導体チップ3と、半導体チップ3の周囲を覆うと共に開口部2aにおける、半導体チップ3と配線基板2の電気接続部を封止する封止体4と、配線基板2の他面に配設された外部端子である半田ボール5の金属ボールとを有する。尚、図5では封止体4を部分的に取り去って構造を分かりやすく示してある。
配線基板2は、基板面内にマトリックス状に区画された複数の製品形成部を有する略矩形のガラスエポキシ配線基板(以下、配線母基板と呼ぶ。)を製品形成部毎に分割して個片化したものである。前記各製品形成部が相当する配線基板2の中央領域には、配線基板2の両面を貫通する細長い矩形の開口部2aが形成されている。また、配線基板2の絶縁基材6の他面には、開口部2aを除いて所定の配線パターン(不図示)が形成されている。それらの配線は部分的に絶縁膜(例えばソルダーレジスト)7で覆われている。
配線基板2の他面に形成されている配線のうち、ソルダーレジストなどの絶縁膜7に覆われていない部分には、複数の接続パッド8及びランド9が形成されている。そして、絶縁膜7に覆われている部分の配線は、接続パッド8とこれに対応するランド9とを電気的に接続する配線を含んでいる。
半導体チップ3は、配線基板2の一面上に接着部材10を介して搭載されている。接着部材10には、半導体チップ3の、電極パッド11を含む回路が形成されている一面(おもて面)が接着されている。複数の電極パッド11は半導体チップ3の中央領域に列状に配置され、配線基板2の開口部2aから露出している。また、複数の接続パッド8は、配線基板2の他面における開口部2aの2つの長辺の縁部に沿って配置されている。電極パッド11とこれに対応する接続パッド8とは、導電性ワイヤ12によって電気的に接続されている。これにより、半導体チップ3の電極パッド11とこれに対応するランド9とが電気的に接続される。
配線基板2は、細長い矩形の開口部2aにより分断された2つの領域、すなわち矩形の開口部2aの2つの長辺からその各長辺に対向する配線基板2の各端辺までの2つの領域を有する。そして、それぞれの領域の配線基板2の他面側(半導体チップ3と反対側の面)に複数のランド9が格子状に配置されている。それぞれのランド9には半田ボール5が接合されている。
配線基板2の一面側の接着部材10としては、例えば絶縁ペースト或いはDAF(Die Attached Film)等が用いられる。本実施例の接着部材10は、開口部2aにより分断されるそれぞれの領域に配置されている。それぞれの接着部材10は、矩形の開口部2aの1つの長辺からその長辺に対向する配線基板2の端辺に向かって拡がっている。そして、それぞれの接着部材10は、開口部2a側とは反対側の周端部10aが配線基板2の他面側の半田ボール5と重ならない位置、例えば格子状に配置された半田ボール5同士の間の位置に配置されるように設けられている。また接着部材10は、半導体チップ3の裏面サイズよりも大きいサイズで形成されている。これにより、接着部材10の周端部10aが半導体チップ3の周端部3aから張り出すように配置されている。
このような位置に接着部材10の周端部10aを配置する効果は、第1の実施例で述べた効果と同じである。さらに本実施例は、半導体チップ3の回路形成面側を配線基板2の一面に接着するフェースダウン方式を採用したことで、配線基板2の一面側の封止体4の厚さを薄くできるため、半導体装置の薄型化を図ることができる。また、配線基板2の他面側に接続パッド8とランド9を形成することで、配線層が1層のみである配線基板を用いることができる。
次に、半導体装置1Bの製造工程について説明する。
図7及び図8は、第2の実施例の半導体装置の組立フローを示す断面図である。
まず、図7(a)に示すような配線母基板2−2が準備される。配線母基板2−2は、基板面内にマトリックス状に区画された複数の製品形成部13(切断後に配線基板2となる部分)を有している。それぞれの製品形成部13間の境界には、製品形成部13毎に分割する際のダイシングライン14が設けられている。さらに、各製品形成部13の中央には細長い矩形の開口部2aが形成されている。
続いて、チップ接着部材10の配設工程が実施される。具体的には、配線母基板2−2の一面上に、図7(b)に示すように印刷用マスク15がセットされる。印刷用マスク15は、それぞれの製品形成部13に対応した複数の開口穴15aを有しており、それぞれの開口穴15aは、その開口縁部が半田ボール搭載用のランド9の間の領域に配置されるように形成されている。尚、ランド9は、配線母基板2−2の他面側であって製品形成部13毎の開口部2aの両側の領域に格子状に配置されている。
そして、図7(c)に示すように、印刷用マスク15上に塗布された接着部材10(例えば絶縁ペースト)をスキージ16で開口穴15a内に供給する。その後、印刷用マスク15を除去することで、図7(d)に示すように、それぞれの製品形成部13の一面に、所定の厚さの接着部材10の層を形成し、かつ、接着部材10の、開口部2a側とは反対側の周端部10aをランド9の間に対応する位置に配置することができる。尚、接着部材10としては、絶縁ペーストに替えてDAF(Die Attached Film)を使用してもよい。
次に、ダイボンディング工程が実施される。具体的には、図7(e)に示すように、配線母基板2−2のそれぞれの製品形成部13の一面に半導体チップ3が搭載される。接着部材10の層は、基板上を半導体チップ3が占めるサイズより大きいサイズで形成されている。これにより、接着部材10の、開口部2a側とは反対側の周端部10aは半導体チップ3のそれぞれの辺から張り出すように配置されている。尚、接着部材10がDAFである場合、このように半導体チップ3が占めるサイズより大きく、かつ、基板上に貼り付けたときに周端部10aがランド9の間に対応する位置に配置できるDAFが使用される。
第2の実施例においては、半導体チップ3の回路形成面(電極パッド11が形成された面)を下向きにし、この回路形成面が、接着部材10の層を介して配線母基板2−2の一面に接着固定される。このとき、配線母基板2−2各製品形成部13の開口部2aから電極パッド11が露出するように半導体チップ3が固定される。
全ての製品形成部13に半導体チップ3を搭載し終えたらワイヤボンディング工程に移行する。図8(a)に示すように、ワイヤボンディング工程では、半導体チップ3の一面に形成されている電極パッド11と、それに対応する配線母基板2−2上の開口部2aの周辺近傍位置の接続パッド8とが導電性のワイヤ12を介して接続される。かかるワイヤ12は例えばAu或いはCu等からなる。また、ワイヤボンディングには、図示しないワイヤボンディング装置が用いられる。ワイヤ12は、開口部2aの周縁の角との干渉を避けるために所定のループ形状を描くように形成される。
続いて、配線母基板2−2は封止工程に移される。封止工程では、図8(b)に示すように、半導体チップ3が搭載された面側の複数の製品形成領域13を一括的に覆う封止体4が形成される。この封止工程は、第1の実施形態と同様に、上型と下型からなる成形金型(不図示)を有するトランスファモールド装置などの成型装置を用いて実行される。下型には配線母基板2−2をセットするための凹部が形成されている。本実施例ではその凹部の基板支持面に、各製品形成部13の開口部2aへ熱硬化性の封止樹脂(例えばエポキシ樹脂)を注入可能な溝が形成されている。
次に、配線母基板2−2はボールマウント工程に移される。具体的には図8(c)に示すように、配線母基板2−2の他面の製品形成部13毎に格子状に配置された複数のランド9の上に、導電性の半田ボール5が接合される。ボールマウント工程では、配線母基板2−2上のランド9の配置に合わせて複数の吸着孔が形成された不図示のボールマウンターが用いられ、半田ボール5が複数のランド4に一括的に接合される。
その後、配線母基板2−2はダイシング工程に移される。具体的には、図8(d)に示すように、配線母基板2−2の封止体4側にダイシングテープ17が接着される。そして、ダイシング装置のダイシングブレード18により配線母基板2−2を縦横にダイシングライン14に沿って切断することで、各製品形成部13の間が分離される。その後、ダイシングテープ17から各製品形成部13をピックアップすることで、図5及び図6に示すような半導体装置1Bが得られる。
[第3の実施例]
次に、第3の実施例について説明するが、第1の実施例と同じ構成要素については同じ符号を用いることにする。図9は第3の実施例の半導体装置の概略構成を示す平面図、図10はその断面図である。
図9及び図10に示される本実施例の半導体装置1Cは、第2の実施例の半導体装置1Bとほぼ同様に構成されているが、接着部材10が配線基板2の一面側の略全面に形成されている点で異なる。具体的には、接着部材10の周端部10aが開口部2aの縁から配線基板2の外周端部2b近傍まで拡がっている。これにより、接着部材10の周端部10aが、格子状に配置された複数の半田ボール5からなる外部端子群の外側に配置されている。このように第3実施例では、接着部材10の周端部10aを半田ボール5と重ならない位置に配置することで、第1及び第2の実施例と同様の効果が得られる。すなわち、二次実装の際に半田ボール5にかかる歪みを低減することができる。
また第3の実施例では、接着部材10を配線基板2の一面の略全面に形成することで、接着部材10の周端部10aを半導体チップ3の周端部3aから第2の実施例よりも遠くに離間することができる。結果、半導体チップ3の周端部3aにおける歪みと接着部材10の周端部10aにおける歪みの干渉を第2の実施例よりも低減できる。
尚、接着部材10の周端部10aと配線基板2の外周端部2bが一致するように接着部材10を構成しても良い。しかし本実施例のように、接着部材10の周端部10aを配線基板2の周端部2aから僅かに内側に配置することで、半導体装置1Cの外側から接着部材10を通じて湿気が吸収されるのを抑制することができる。
本実施例の半導体装置1Cの製造工程は第2の実施例の半導体装置1Bの製造工程と同じであるので、その説明は割愛する。
[第4の実施例]
次に、第4の実施例について説明するが、第1の実施例と同じ構成要素については同じ符号を用いることにする。図11は第4の実施例の半導体装置の概略構成を示す平面図である。図12の(a)は図11の半導体装置のコーナ部に対応する断面図、(b)はそのコーナ部以外の断面図である。
図11及び図12に示される本実施例の半導体装置1Dは、第2の実施例の半導体装置1Bとほぼ同様に構成されているが、格子状に配置された半田ボール群が占める矩形状領域の4コーナに対応する、接着部材10の周端部10aの部位が、配線基板2の外周端部2bの近傍に配されている点で異なる。
第4実施例でも、接着部材10の周端部10aが半導体チップ3の周端部から張り出し、半田ボール5と重ならない位置に配置されており、第1及び第2の実施例と同様の効果が得られる。
特に本実施例では、半田ボール群が占める矩形状領域の4コーナに対応する、接着部材10の周端部10aの部位が、半田ボール群が占める領域の外側へ配線基板2の外周端部2bの近傍の位置まで拡げられている。これにより、半田ボール群が占める矩形状領域の4コーナにおける温度サイクル性を向上することができる。さらに、該4コーナに対応する部位以外の、接着部材10の周端部10aは、半田ボール群が占める領域の内側に位置し、半田ボール5の間の位置のような、半田ボール5と重ならない位置に配置されている。このため、配線基板2の外周端部2bから接着部材10を通じて湿気が吸収されるのを抑制することもできる。
本実施例の半導体装置1Dの製造工程は第2の実施例の半導体装置1Bの製造工程と同じであるので、その説明は割愛する。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記の実施例では一つの配線基板に一つの半導体チップを搭載した半導体装置について説明したが、本発明はこれに限られない。図13に示すように配線基板2に最も近い半導体チップ3を配線基板2に接着する接着部材10の周端部10aを半田ボールと重ならない位置に配置した構成であれば、一つの配線基板2に複数の半導体チップ3が積層された半導体装置1Fも本願発明に含まれる。
尚、以下に付記する半導体装置もまた本願発明に含まれる。
(付記1)配線基板と、
前記配線基板の一面に接着部材を介して搭載された半導体チップと、前記配線基板の他面に形成され、前記半導体チップと電気的に接続された外部電極とを有し、前記接着部材の周端部は前記外部電極と重ならない位置に配置されていることを特徴とする半導体装置。
(付記2)付記1に記載の半導体装置であって、前記接着部材の周端部が、前記半導体チップの周端部より外方に張り出すように配置されている半導体装置。
(付記3)付記1または2に記載の半導体装置であって、前記外部電極は導電性のボールであり、かつ前記配線基板の他面に格子状に配設されている半導体装置。
(付記4)付記3に記載の半導体装置であって、前記格子状に複数配設された導電性ボールの一群が占める領域のコーナに対応する、前記接着部材の周端部の部位が、前記配線基板の外周端部の近傍の位置に配されており、該コーナに対応する部位以外の、前記接着部材の周端部が前記領域の内側に位置し、前記導電性ボールの間の位置に配置されている半導体装置。
(付記5)付記1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置であって、前記半導体チップの、電極パッドを含む回路が形成された一面とは反対側の他面が前記配線基板の一面に接着されている半導体装置。
(付記6)付記1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置であって、前記配線基板は前記配線基板の両面を貫通する開口部を有し、電極パッドを含む回路が形成された前記半導体チップの一面における該電極パッドが前記開口部から露出するように、該一面が前記配線基板の一面に接着されている半導体装置。
(付記7)付記5に記載の半導体装置であって、前記配線基板の一面上の前記半導体チップの外方に形成され、前記半導体チップの前記電極パッドと電気的に接続される接続パッドを有し、前記接続パッドと前記外部電極が、前記配線基板の内部に形成された配線を介して導通されている半導体装置。
(付記8)付記6に記載の半導体装置であって、前記配線基板の他面における前記開口部の周縁近傍位置に形成され、前記開口部内に露出する前記半導体チップの前記電極パッドと電気的に接続される接続パッドを有し、前記接続パッドと前記外部電極が、前記配線基板の他面上に形成された配線を介して導通されている半導体装置。
(付記9)付記1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置であって、複数の前記半導体チップが前記配線基板の一面に対して垂直な方向に積層されている半導体装置。
(付記10)付記1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置であって、前記接着部材が導電性ペーストからなる半導体装置。
(付記11)付記1乃至10のいずれか1項に記載の半導体装置であって、前記配線基板の一面上に形成された、前記半導体チップの周囲を封止する封止体をさらに有する半導体装置。
(付記12)付記1乃至11のいずれか1項に記載の半導体装置であって、前記電極パッドと前記接続パッドが導電性ワイヤを介して電気的に接続されている半導体装置。
1A,1B,1C,1D,1F 半導体装置
2 配線基板
2a 開口部
2b 配線基板の外周端部
3 半導体チップ
3a 半導体チップの周端部
4 封止体
5 半田ボール
6 絶縁基材
7 絶縁膜
8 接続パッド
9 ランド
10 接着部材
10a 接着部材の周端部
11 電極パッド
12 導電性ワイヤ
13 製品形成部
14 ダイシングライン
15 印刷用マスク
15a 開口部
16 スキージ
17 ダイシングテープ
18 ダイシングブレード

Claims (6)

  1. 配線基板と、
    前記配線基板の一面に接着部材を介して搭載された半導体チップと、
    前記配線基板の他面に形成され、前記半導体チップと電気的に接続された外部電極とを有し、
    前記接着部材の周端部は前記外部電極と重ならない位置に配置されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 請求項1に記載の半導体装置であって、
    前記接着部材の周端部が、前記半導体チップの周端部より外方に張り出すように配置されている半導体装置。
  3. 請求項1または2に記載の半導体装置であって、
    前記外部電極は導電性のボールであり、かつ前記配線基板の他面に格子状に配設されている半導体装置。
  4. 請求項3に記載の半導体装置であって、
    前記格子状に配設された導電性ボールの一群が占める領域のコーナ部に対応する、前記接着部材の周端部の部位が、前記配線基板の外周端部の近傍の位置に配されており、該コーナ部に対応する部位以外の前記接着部材の周端部が前記領域の内側に位置し、前記導電性ボールの間の位置に配置されている半導体装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
    前記半導体チップの、電極パッドを含む回路が形成された一面とは反対側の他面が前記配線基板の一面に接着されている半導体装置。
  6. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置であって、
    前記配線基板は前記配線基板の両面を貫通する開口部を有し、
    電極パッドを含む回路が形成された前記半導体チップの一面における該電極パッドが前記開口部から露出するように、該一面が前記配線基板の一面に接着されている半導体装置。
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