JP2012151269A - 半導体装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイグレーションによるショートを抑制し、かつバンプ又はリード配線の位置ずれに対するマージンを維持したまま、バンプの配置密度を高くすることができる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の電子デバイス４と、複数のバンプ３と、電子デバイス４とバンプ３とを接続するリード配線５と、を有し、バンプ３は第１のバンプ３と第２のバンプ３から構成され、第１のバンプ３と第２のバンプ３は電子デバイス４の配列方向に千鳥状に形成されている。
【選択図】図２

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。

電子デバイスを小型化するためには、半導体装置の外形は小さい方が好ましい。しかし半導体装置の役割が多様化するにつれ、半導体チップに形成される集積回路の高集積化が進み、これに伴って、半導体チップのピン数の増加が進んでいる。すなわち、現在では、半導体装置の小型化と、集積回路の高集積化及び電極の増加という要求を同時に満たすことが可能な半導体装置の開発が進んでいる。

この要求に応えることができる半導体装置として、例えば、特許文献１に記載されているように、半導体チップ上にリード配線が形成され、リード配線の電極上に形成されたバンプを用いてリード配線基板との電気的接続を行う形式の半導体装置が知られている。この形式の半導体装置では、半導体装置の外形を半導体チップの外形とほぼ同じにすることができるため、半導体装置の小型化が可能である。

特開２００７−１８００９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の半導体装置では、さらなる半導体装置の小型化と、集積回路の高集積化及び電極の増加とが進んでいった際に、半導体チップのリード配線の電極上に形成されている複数のバンプにおいて、隣接するバンプの間隔が狭くなってしまうという問題があった。
隣接するバンプの間隔が狭くなると、絶縁機能を有するアンダーフィル剤等の充填剤が、バンプ周囲に行き渡らなくなる。仮に行き渡ったとしても、例えばインクジェットプリンターのヘッド駆動回路のような高い電圧の信号を用いることが必要な装置に使用される際に、隣接するバンプ間の距離が短く、絶縁が破壊されてしまうマイグレーションが発生する。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、マイグレーションの発生を防止しつつバンプの配置密度を高くすることができる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］複数の電子デバイスと、複数のバンプと、電子デバイスとバンプとを接続するリード配線と、を有し、バンプは第１のバンプと第２のバンプとから構成され、第１のバンプと第２のバンプとは電子デバイスの配列方向に千鳥状に形成されている、ことを特徴とする。

本適用例によれば、第１のバンプと第２のバンプは千鳥状に配置されているため、バンプの配置密度を高くすることができる。従って、従来の半導体装置にくらべて小型の半導体装置を提供することができる。

［適用例２］さらに、リード配線は、電子デバイスとバンプとを最短距離で接続するように形成されている、構成としてもよい。

本適用例によれば、リード配線が電子デバイスとバンプとを最短距離で接続するように形成されることでリード配線の長さを最短にすることができ、配線抵抗を最小にすることができる。
従って、抵抗の小さい半導体装置を得ることができる。

［適用例３］さらに、第１のバンプに接続されている第１のリード配線の線幅と、第２のバンプに接続されている第２のリード配線の線幅とが異なる、構成としてもよい。

本適用例によれば、例えばトランジスターのような電子デバイスの定数について、リード配線の長さを考慮したうえで調整することで、リード配線と電子デバイスとの配線抵抗の値をバンプの配置位置にかかわらず一定とすることができる。

［適用例４］第１のリード配線の長さは、第２のリード配線の長さよりも長く、第１のリード配線の線幅は、第２のリード配線の線幅よりも大きい、構成としてもよい。

本適用例によれば、リード配線の長さと線幅とを調整することで、リード配線と電子デバイスとの配線抵抗の値をバンプの配置位置にかかわらず一定とすることができる。

［適用例５］第１のリード配線の長さは、第２のリード配線の長さよりも長く、第１のリード配線は抵抗領域を有さず、第２のリード配線は抵抗領域を有する、構成としてもよい。

本適用例によれば、リード配線の長さを考慮したうえでリード配線の抵抗領域における抵抗値を調整することで、リード配線と電子デバイスとの配線抵抗の値をバンプの配置位置にかかわらず一定とすることができる。

［適用例６］上記適用例の特徴を有する半導体装置の製造方法とする。

半導体装置の構成を説明するための図。 半導体装置の部分拡大図。 変形例１に係る半導体装置の部分拡大図。 変形例３に係る半導体装置の部分拡大図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。

以下、本発明を適用した実施形態に係る半導体装置について説明する。

図１は本実施形態に係る半導体装置１の構成を説明するための図である。図２は半導体装置１の部分拡大図である。図１及び図２に示すように、半導体装置１は、半導体基板２、複数のバンプ３、複数の電子デバイス４、複数のリード配線５、などから構成されている。

本実施形態に係る半導体装置は、図１に示すように、バンプ３が複数の電子デバイス４の配列方向（Ｘ方向）に一列ではなく千鳥状（互い違いに位置がずれた状態）に並んだ配置となっている。
また、各電子デバイス４の配置位置は、それぞれが接続するバンプ３の配置位置にかかわらずＸ方向と交差するＹ方向の位置を同じとしてある。さらに、リード配線５は、バンプ３と電子デバイス４との間をリード配線５の長さが最短になるように直線で配線されている。

以降、説明のために、図２に示すように、千鳥状に配置された複数のバンプ３のうち、長さＬ１のリード配線５に接続されているバンプを「上段（第１）のバンプ」といい、長さＬ１より短い長さＬ２のリード配線５に接続されているバンプを「下段（第２）のバンプ」という。

以上述べたように、本実施形態に係る半導体装置１によれば、以下の効果を得ることができる。

図１及び図２に示すように、上段のバンプ、下段のバンプ、がＸ方向に千鳥状に並んだ配置となっている。これにより、バンプ３をＸ方向に一列に配置する場合に比べ隣接するバンプ３との間隔を広くすることができる。間隔を広くすることができる結果、絶縁機能を有するアンダーフィル剤等の充填剤をバンプ３の周囲に行き渡らせることができるため、マイグレーション等を防止することができる。

また、各電子デバイス４のＹ方向の配置位置は、それぞれのバンプ３のＹ方向の配置位置にかかわらず同じとしてある。さらに、リード配線５は、バンプ３と電子デバイス４との間をリード配線５の長さが最短になるように配線されている。
これにより、マイグレーションを防止しつつ、半導体装置１全体を小型化することができる。

（変形例１）
上述した実施形態では、上段のバンプ３に接続されるリード配線５の長さＬ１と、下段のバンプ３に接続されるリード配線５の長さＬ２とが異なる形態とした。しかし、バンプ３の位置によりリード配線５の長さが異なるとその抵抗値が異なるため、信号に遅延が生じてしまう。そこで本変形例では、各リード配線５の抵抗値が同じとなるように、上段のバンプ３に接続されているリード配線５の幅を変更する。

図３は、変形例１に係る半導体装置１の部分拡大図である。本変形例に係る半導体装置１について同図を参照して説明する。なお、実施形態と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
変形例１は、上段のバンプ３に接続されているリード配線５の長さＬ１と、下段のバンプ３に接続されているリード配線５の長さＬ２との差に基づく抵抗値の差により生じる信号遅延を解決するため、上段のバンプ３に接続されているリード配線５の幅Ｗ１を下段のバンプ３に接続されているリード配線５の幅Ｗ２に比べ大きくするものである。

これにより、従来のバンプ３の配置方法に比べて高いバンプ配置密度を得つつ、一定の配線抵抗を得ることが可能である。

（変形例２）
変形例１では上段のバンプ３に接続されているリード配線５の幅Ｗ１を下段のバンプ３に接続されているリード配線５の幅Ｗ２に比べ大きくすることにより抵抗値を制御したが、逆に、下段のバンプ３に接続されているリード配線５の幅Ｗ２を上段のバンプ３に接続されているリード配線５の幅Ｗ１よりも小さくすることで抵抗値を制御することも可能である。

（変形例３）
変形例１，２ではバンプ３に接続されているリード配線５の幅を変化させることにより、リード配線の抵抗値を制御したが、リード配線５中に抵抗領域を設けることによってもリード配線５の抵抗値を制御することも可能である。

図４は、変形例３に係る半導体装置１の部分拡大図である。本変形例に係る半導体装置１について同図を参照して説明する。なお、実施形態と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
変形例３は上述した抵抗値の差について、図４に示すように、電子デバイス４と下段のバンプ３を接続するリード配線５に抵抗領域６を配置して、抵抗領域６における抵抗値を調整することによって解消するものである。

以上述べたように、本変形例に係る半導体装置１によれば、従来のバンプ３の配置方法に比べて高いバンプ配置密度を得つつ、一定の配線抵抗を得ることが可能である。

なお、上述した実施形態及び変形例１〜３の半導体装置を製造する方法も本発明に含まれるものとする。

１…半導体装置、２…半導体基板、３…バンプ、４…電子デバイス、５…リード配線、６…抵抗領域。

Claims (6)

1. 複数の電子デバイスと、
   複数のバンプと、
   前記電子デバイスと前記バンプとを接続するリード配線と、
   を有し、
   前記バンプは第１のバンプと第２のバンプとから構成され、
   前記第１のバンプと前記第２のバンプとは前記電子デバイスの配列方向に千鳥状に形成されている、
   半導体装置。
2. 前記リード配線は、前記電子デバイスと前記バンプとを最短距離で接続するように形成されている請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１のバンプに接続されている第１のリード配線の線幅と、前記第２のバンプに接続されている第２のリード配線の線幅とが異なる、請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. 前記第１のリード配線の長さは、前記第２のリード配線の長さよりも長く、
   前記第１のリード配線の線幅は、前記第２のリード配線の線幅よりも大きい、請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記第１のリード配線の長さは、前記第２のリード配線の長さよりも長く、
   前記第１のリード配線は抵抗領域を有さず、前記第２のリード配線は抵抗領域を有する、請求項３に記載の半導体装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

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