JP2017152646A - 電子部品、電子装置及び電子機器 - Google Patents

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electrode
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Ryo Kikuchi
遼 菊池
赤松 俊也
Toshiya Akamatsu
俊也 赤松
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Fujitsu Ltd
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    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13101Material 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 less than 400°C
    • H01L2224/13109Indium [In] as principal constituent
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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
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13101Material 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 less than 400°C
    • H01L2224/13111Tin [Sn] as principal constituent
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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
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13101Material 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 less than 400°C
    • H01L2224/13113Bismuth [Bi] as principal constituent
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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
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13138Material 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
    • H01L2224/13139Silver [Ag] as principal constituent
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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
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13138Material 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
    • H01L2224/13144Gold [Au] as principal constituent
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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
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13138Material 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
    • H01L2224/13147Copper [Cu] as principal constituent
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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
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13138Material 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
    • H01L2224/13155Nickel [Ni] as principal constituent
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    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
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    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material 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
    • H01L2224/13163Material 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 1550°C
    • H01L2224/13166Titanium [Ti] as principal constituent
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    • H01L2224/14Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H01L2224/1401Structure
    • H01L2224/1403Bump connectors having different sizes, e.g. different diameters, heights or widths
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    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
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    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16112Disposition the bump connector being at least partially embedded in the surface
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    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
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    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • H01L2224/16148Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked the bump connector connecting to a bonding area protruding from the surface
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    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting 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
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting 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
    • H01L2224/16227Disposition the bump connector connecting 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 the bump connector connecting to a bond pad of the item
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    • H01L2224/16238Disposition the bump connector connecting 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 the bump connector connecting to a bonding area protruding from the surface of the item
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    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
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    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting 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
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting 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
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting 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
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    • 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
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
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    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48105Connecting bonding areas at different heights
    • H01L2224/48106Connecting bonding areas at different heights the connector being orthogonal to a side surface of the semiconductor or solid-state body, e.g. parallel layout
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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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
    • H01L2224/48227Connecting 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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    • H01L2224/48221Connecting 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
    • H01L2224/48227Connecting 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
    • H01L2224/48228Connecting 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 the bond pad being disposed in a recess of the surface of the item
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    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
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    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods 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 bump connector
    • H01L2224/8119Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81191Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods 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 bump connector
    • H01L2224/8119Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81193Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods 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 bump connector
    • H01L2224/8138Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/81399Material
    • H01L2224/814Material 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
    • H01L2224/81438Material 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
    • H01L2224/81447Copper [Cu] as principal constituent
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    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods 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 bump connector
    • H01L2224/818Bonding techniques
    • H01L2224/81801Soldering or alloying
    • H01L2224/81815Reflow soldering
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    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • 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
    • H01L2224/8538Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/85399Material
    • H01L2224/854Material 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
    • H01L2224/85438Material 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
    • H01L2224/85447Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/94Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
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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
    • H01L2224/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

【課題】ウェットバック処理後のピラー電極群上の半田群が所望の高さに調整される電子部品を実現する。
【解決手段】電子部品1は、基板10、基板10上に設けられた絶縁膜20、ピラー電極31とその上に設けられた半田32、及び、ピラー電極41とその上に設けられた半田42を含む。半田32が設けられるピラー電極31は、絶縁膜20の、開口部21aとその周辺部21bとの段差を含む領域21上に設けられる。半田42が設けられるピラー電極41は、絶縁膜20の、開口部21aよりも大きい開口面積を有する開口部22aを含む領域22上、例えばその開口部22aに設けられる。
【選択図】図3

Description

本発明は、電子部品、電子装置及び電子機器に関する。
半導体チップ等の電子部品にピラー電極群を設ける技術、径の異なるピラー電極群を設ける技術が知られている。また、ピラー電極群の各上面に設けた半田を予め所定温度でリフロー(ウェットバック処理)した電子部品を、その半田を用いて接続相手の電子部品と電気的に接続する技術が知られている。
特開2013−110151号公報 特開2014−132635号公報
ピラー電極群の各上面に設けられる半田には、例えばピラー電極群の径や配置の違いに起因して、ウェットバック処理後の上端位置に差が生じる場合がある。ウェットバック処理後の半田の上端位置にこのような差があると、一部のピラー電極(群)上の半田が接続相手の電子部品と電気的に接続されず未接続部が生じたり、接続されても接続部に強度不足が生じたりして、接続信頼性が低下する恐れがある。
また、このような未接続や強度不足による接続信頼性の低下は、半田群の上端位置が均一な電子部品を、端子群の上端位置に差のある相手側の電子部品と接続する際にも、同様に起こり得る。
本発明の一観点によれば、基板と、前記基板上に設けられ、第1開口部と前記第1開口部の第1周辺部とを含む第1領域と、前記第1開口部よりも大きい開口面積を有する第2開口部を含む第2領域とを有する絶縁膜と、前記第1領域上に設けられた第1ピラー電極と、前記第1ピラー電極上に設けられた第1半田と、前記第2領域上に設けられた第2ピラー電極と、前記第2ピラー電極上に設けられた第2半田とを含む電子部品が提供される。
また、本発明の一観点によれば、上記のような電子部品が用いられた電子装置及び電子機器が提供される。
開示の技術によれば、ウェットバック処理後のピラー電極群上の半田群が所望の上端位置に調整される電子部品を実現することが可能になる。また、そのような電子部品群を用いた電子装置及び電子機器を実現することが可能になる。
径の異なるピラー電極群を含む電子部品の一例の説明図である。 径の異なるピラー電極群を含む電子部品の別例の説明図である。 第1の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。 第1の実施の形態に係る電子部品の端子の説明図(その1)である。 第1の実施の形態に係る電子部品の端子の説明図(その2)である。 第1の実施の形態に係る電子部品の第1の変形例を示す図である。 第1の実施の形態に係る電子部品の第2の変形例を示す図である。 第1の実施の形態に係る絶縁膜の開口部の別例を示す図(その1)である。 第1の実施の形態に係る絶縁膜の開口部の別例を示す図(その2)である。 第1の実施の形態に係る絶縁膜の開口部の別例を示す図(その3)である。 第1の実施の形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す図(その1)である。 第1の実施の形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す図(その2)である。 第1の実施の形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す図(その3)である。 電子部品の断面像の一例を示す図である。 第1の実施の形態に係る電子部品間接続の第1の例を示す図である。 第1の実施の形態に係る電子部品間接続の第2の例を示す図である。 ピラー電極群の高さばらつきの説明図である。 第2の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。 第2の実施の形態に係る電子部品間接続の一例を示す図である。 半導体チップの構成例を示す図である。 半導体パッケージの構成例を示す図である。 半導体パッケージの別の構成例を示す図である。 回路基板の構成例を示す図である。 電子機器の一例を示す図である。
はじめに、ピラー電極群を含む電子部品について述べる。
ここでは、径の異なるピラー電極群を含む電子部品を例にする。
ピラー電極は、比較的微細な端子を実現することができ、LSI(Large Scale Integration)チップ等の電子部品において、その端子密度の向上、多端子化、それによる高機能化等を図ることができる。例えば、2.5次元実装や3次元実装に用いられる電子部品の端子にピラー電極を用いることで、電子部品間の配線長の短縮、それによる伝送性能の向上等が図られる。
このようなピラー電極を端子に用いる電子部品では、信号伝送用の端子については、その微細化が進む一方、電源供給用の端子については、電流密度耐性を確保するため、信号伝送用の端子のピラー電極よりも径の大きいピラー電極が求められる場合がある。1つの電子部品内に、このような径の異なるピラー電極群が設けられる場合、図1又は図2に示すようなことが起こり得る。
図1は径の異なるピラー電極群を含む電子部品の一例の説明図である。図1(A)にはウェットバック処理前の電子部品の要部断面を模式的に図示し、図1(B)にはウェットバック処理後の電子部品の要部断面を模式的に図示している。
図1(A)に示す電子部品100は、半導体チップや半導体パッケージ等の半導体装置又はそのような半導体装置群、或いは、プリント基板やインターポーザ等の回路基板又はそのような回路基板群を含む、各種電子部品である。
電子部品100は、基板110、絶縁膜120、端子130及び端子140を含む。尚、ここでは2つの端子130及び端子140を含む電子部品100を例示するが、電子部品100の端子数はこれに限定されるものではない。
基板110は、電子部品100の本体部である。基板110の表面110aには、基板110の内部の回路素子と電気的に接続されたパッド電極111及びパッド電極112が設けられる。パッド電極111及びパッド電極112には、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の各種導体材料が用いられる。
絶縁膜120は、基板110の表面110aに設けられ、パッシベーション膜(保護膜)として機能する。絶縁膜120には、基板110のパッド電極111及びパッド電極112にそれぞれ通じる開口部121及び開口部122が設けられる。
端子130は、絶縁膜120の開口部121から露出するパッド電極111上に設けられたピラー電極131と、そのピラー電極131上に設けられた半田132とを有する。端子140は、絶縁膜120の開口部122から露出するパッド電極112上に設けられたピラー電極141と、そのピラー電極141上に設けられた半田142とを有する。
端子130のピラー電極131は、端子140のピラー電極141よりも小さな径を有する。比較的小径のピラー電極131が設けられる開口部121及びパッド電極111は、比較的大径のピラー電極131が設けられる開口部122及びパッド電極112よりも、小さな平面サイズとされる。
端子130のピラー電極131、及び端子140のピラー電極141には、各種導体材料を用いることができる。例えば、ピラー電極131及びピラー電極141には、Cuが用いられる。ピラー電極131上の半田132、及びピラー電極141上の半田142には、各種半田材料を用いることができる。例えば、半田132及び半田142には、スズ(Sn)及び銀(Ag)を含有するSn−Ag系半田が用いられる。
ピラー電極131及びピラー電極141は、例えばめっき法を用いて設けられる。半田132及び半田142も同様に、例えばめっき法を用いて設けられる。図1(A)には、このようにめっき法を用いて設けられたピラー電極131及び半田132を有する端子130、並びにピラー電極141及び半田142を有する端子140を例示している。
端子130及び端子140には、リフローによるウェットバック処理が施される。図1(B)には、ウェットバック処理後の端子130及び端子140を例示している。ウェットバック処理により、端子130の半田132、及び端子140の半田142は、一旦溶融された後、凝固(固化)される。半田132及び半田142は、溶融時の表面張力の作用により、丸みを帯びた形状となる。ウェットバック処理は、例えば、端子130及び端子140の高さ検査を精度良く行う目的で、実施される。
図1(A)に示すように、径の異なる端子130及び端子140が設けられた電子部品100では、比較的小径のピラー電極131上に設けられる半田132の方が、比較的大径のピラー電極141上に設けられる半田142よりも、量が少なくなる。そのため、図1(B)に示すように、ウェットバック処理後には、比較的小径のピラー電極131上の半田132が、比較的大径のピラー電極141上の半田142よりも薄くなり、端子130と端子140との間に高さギャップGが生じる。
ウェットバック処理後の端子130及び端子140に、このような高さギャップGが生じると、この電子部品100を他の電子部品と接続する際、端子130が当該他の電子部品の対応する端子と電気的に接続されず、未接続部が生じ得る。或いは、電気的に接続されても、その接続部の強度が不足することが起こり得る。
また、図2は径の異なるピラー電極群を含む電子部品の別例の説明図である。図2(A)及び図2(B)にはそれぞれ、ウェットバック処理後の電子部品の要部断面を模式的に図示している。
径の異なる端子130及び端子140が設けられる電子部品100において、半田132及び半田142を設ける際に、例えば比較的大径のピラー電極141を基準にして半田132及び半田142の量を調整すると、図2(A)に示すようなことが起こり得る。
即ち、比較的大径のピラー電極141を基準にした量で半田132及び半田142を設けると、比較的小径のピラー電極131上に設けられる半田132の量が過剰になる場合がある。この場合、図2(A)に示すように、ウェットバック処理で溶融した半田132が、ピラー電極131の上面から側面に流出する、所謂半田こぼれFが生じる恐れがある。このような半田こぼれFが生じると、端子130及び端子140との間に高さギャップが生じ、上記同様、他の電子部品との接続時に、未接続部が生じたり、接続部の強度不足が生じたりする恐れがある。また、半田こぼれFが生じた電子部品100では、端子130のこぼれた半田132が、より広範囲に流出すると、隣接する他の端子(端子140等)と接触し、ショートが生じる恐れがある。
一方、半田132及び半田142を設ける際に、例えば比較的小径のピラー電極131を基準にして半田132及び半田142の量を調整すると、比較的大径のピラー電極141上に設けられる半田142の量が不足する場合がある。即ち、比較的小径のピラー電極131を基準にした量で半田132及び半田142を設けると、端子130側では上記のような半田こぼれFが抑えられるものの、端子140側では他の電子部品との接続に必要な半田142の量を確保できない恐れがある。
例えば、ウェットバック処理時には、図2(B)に示すように、ピラー電極131と半田132との間、及びピラー電極141と半田142との間に、それぞれ金属間化合物133及び金属間化合物143が生成され得る。そのため、比較的小径のピラー電極131を基準にした半田142の量では、半田142の一部が金属間化合物143の生成に消費される分、他の電子部品との接続に使用できる半田142の量が減り、未接続部や接続強度不足の発生を招く恐れがある。また、半田142が適量よりも少ないことで、端子130と端子140との間に高さギャップが生じ、他の電子部品との接続時に、未接続部や接続強度不足の発生を招く恐れもある。
電子部品100における高さギャップG(図1(B))、半田こぼれF(図2(A))、半田132又は半田142の高さや量の不足(図2(A)及び図2(B))は、他の電子部品との接続不良を招き、それらの接続信頼性を低下させる原因となり得る。
以上のような点に鑑み、ここでは以下に説明する第1の実施の形態に示すような手法を採用し、高い信頼性で接続相手の電子部品との接続が可能な電子部品、及び高い信頼性で接続された電子部品群を含む電子装置を実現する。
以下、第1の実施の形態について説明する。
図3は第1の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図3(A)にはウェットバック処理前の電子部品の要部断面を模式的に図示し、図3(B)にはウェットバック処理後の電子部品の要部断面を模式的に図示している。
図3(A)に示す電子部品1には、半導体チップや半導体パッケージ等の半導体装置又はそのような半導体装置群を含むもの、或いは、プリント基板やインターポーザ等の回路基板又はそのような回路基板群を含むもの等、各種電子部品が用いられる。尚、電子部品1には、一基板に含まれる半導体装置群を個片化したものや個片化する前の当該基板、一基板に含まれる回路基板群を個片化したものや個片化する前の当該基板が含まれる。
電子部品1は、基板10、絶縁膜20、端子30及び端子40を含む。尚、ここでは2つの端子30及び端子40を含む電子部品1を例示するが、電子部品1の端子数はこれに限定されるものではない。
基板10は、電子部品1の本体部である。基板10の表面10aには、基板10の内部の回路素子と電気的に接続されたパッド電極11及びパッド電極12が設けられる。パッド電極11及びパッド電極12には、Al、Cu等の各種導体材料が用いられる。
絶縁膜20は、基板10の表面10aに設けられ、パッシベーション膜として機能する。絶縁膜20には、ポリイミド等の有機系絶縁材料、又は酸化シリコン(SiO)や窒化シリコン(SiN)等の無機系絶縁材料を用いることができる。絶縁膜20には、基板10のパッド電極11及びパッド電極12にそれぞれ通じる開口部21a及び開口部22aが設けられる。開口部21aは、開口部22aよりも小さな開口面積となるように設けられる。
端子30は、ピラー電極31とその上に設けられた半田32とを有する。端子30のピラー電極31は、端子40のピラー電極41よりも小さな径を有する。ピラー電極31は、絶縁膜20の開口部21aとその周辺部21bとを含む領域21上に、設けられる。このようにピラー電極31は、開口部21aとその周辺部21bとの段差を含む領域21上に、設けられる。ピラー電極31の上面には、例えば図3(A)に示すように、開口部21aに対応する部位が窪んで凹部31aが設けられる。
端子40は、ピラー電極41とその上に設けられた半田42とを有する。端子40のピラー電極41は、端子30のピラー電極31よりも大きな径を有する。ピラー電極41は、例えば図3(A)に示すように、絶縁膜20の開口部22aの領域22上に、設けられる。このように図3(A)の例では、ピラー電極41は、開口部22aの領域22上に設けられ、ピラー電極31とは異なり、開口部22aの周辺部22b上には設けられず、そのため、ピラー電極41の上面は平坦又はほぼ平坦となる。
端子30のピラー電極31、及び端子40のピラー電極41には、各種導体材料を用いることができる。例えば、ピラー電極31及びピラー電極41には、Cuが用いられる。ピラー電極31及びピラー電極41には、Cuのほか、又はCuと共に、ニッケル(Ni)、金(Au)、チタン(Ti)等の導体材料が用いられてもよい。
ピラー電極31上の半田32、及びピラー電極41上の半田42には、各種半田材料を用いることができる。例えば、半田32及び半田42には、Sn及びAgを含有するSn−Ag系半田が用いられる。半田32及び半田42には、このほか、Sn及びAgに更にCuを含有するSn−Ag−Cu系半田、Sn及びビスマス(Bi)を含有するSn−Bi系半田、Sn及びインジウム(In)を含有するSn−In系半田等が用いられてもよい。
ピラー電極31及びピラー電極41、並びにそれらの上にそれぞれ設けられる半田32及び半田42は、例えば、めっき法を用いて設けられる。図3(A)には、このようにめっき法を用いて設けられたピラー電極31及び半田32を有する端子30、並びにピラー電極41及び半田42を有する端子40を例示している。尚、ここでは図示を省略するが、めっき法を用いて設けられるピラー電極31及びピラー電極41には、その下端部に、めっき時の給電に用いられるシード層(例えばTiとCuの積層膜)が含まれてよい。
図3(A)に示すような電子部品1の、リフローによるウェットバック処理後の状態の一例が図3(B)である。ウェットバック処理により、端子30の半田32、及び端子40の半田42は、一旦溶融された後、凝固される。半田32及び半田42は、溶融時の表面張力の作用により、丸みを帯びた形状となる。
ここで、図4及び図5は第1の実施の形態に係る電子部品の端子の説明図である。
図4には、電子部品1のピラー電極31及びピラー電極41を示している。電子部品1では、図4に示すように、比較的小径のピラー電極31は、絶縁膜20の、開口部21aとその周辺部21bとの段差を含む領域21上に設けられる。比較的大径のピラー電極41は、絶縁膜20の、開口部22aの領域22上に設けられる。絶縁膜20のこのような領域21及び領域22にそれぞれ、めっき法を用いてピラー電極31及びピラー電極41を設けると、図4に示すように、段差を含む領域21上に設けられる比較的小径のピラー電極31の方が、上端位置が高くなる。
そのため、図3(A)の状態において、ピラー電極31上の半田32が、ピラー電極41上の半田42より少量になっても、図3(B)に示すように、ウェットバック処理後の半田32と半田42の上端位置の均一化(鎖線で図示)を図ることが可能になる。即ち、比較的小径のピラー電極31とその上の半田32とを含む端子30と、比較的大径のピラー電極41とその上の半田42とを含む端子40との、ウェットバック処理後の高さ(パッド電極11及びパッド電極12からの高さ)が均一化される。これにより、端子30と端子40との間の高さばらつきを抑えることが可能になる。その結果、電子部品1を他の電子部品と接続する際の接続不良を抑え、それらを含む接続信頼性の高い電子装置を実現することが可能になる。
更に、絶縁膜20の、開口部21aとその周辺部21bとの段差を含む領域21上にピラー電極31が設けられることで、そのピラー電極31の上面には、絶縁膜20の開口部21aに対応して凹部31aが設けられ得る。ピラー電極31の上面にこのような凹部31aが存在すると、ウェットバック処理時に溶融される半田32は、図5に示すように、ピラー電極31の凹部31aに流れる力が働き(矢印で図示)、ピラー電極31の上面に留まり、その上面より外側への流出が抑えられる。これにより、溶融された半田32の、ピラー電極31の側面への半田こぼれを抑えつつ、ウェットバック処理後の半田32と半田42の上端位置の均一化を図り、高さばらつきを抑えることが可能になる。その結果、電子部品1を他の電子部品と接続する際の接続不良を抑え、それらを含む接続信頼性の高い電子装置を実現することが可能になる。
電子部品1のピラー電極31の高さ、ピラー電極31の凹部31aのサイズ(容積)、ピラー電極31及び半田32を含むウェットバック処理後の端子30の高さは、例えば、絶縁膜20の厚さ、開口部21aの開口面積等によって調整することができる。ウェットバック処理後の端子30及び端子40の高さが均一化されるように、例えば、絶縁膜20の厚さ、開口部21a及び開口部22aの開口面積等が調整され、ピラー電極31及びピラー電極41の高さ、ピラー電極31の凹部31aのサイズが調整される。
図6は第1の実施の形態に係る電子部品の第1の変形例を示す図である。図6(A)にはウェットバック処理前の電子部品の要部断面を模式的に図示し、図6(B)にはウェットバック処理後の電子部品の要部断面を模式的に図示している。
図6(A)に示す電子部品1Aは、比較的小径のピラー電極31の上面が、比較的大径のピラー電極41の上面と同様に、平坦又はほぼ平坦になっている点で、上記電子部品1と相違する。このように、ピラー電極31の上面には、必ずしも上記のような凹部31aが設けられることを要しない。ピラー電極31の径や高さ、絶縁膜20の開口部21aの開口面積、ピラー電極31のめっき条件等を調整し、ピラー電極31の上面に、凹部31a又は明確な凹部31aを設けない構成とすることもできる。
電子部品1Aのように、ピラー電極31の上面が平坦になる場合でも、ピラー電極31は、開口部21aとその周辺部21bとの段差を含む領域21上に設けられることで、ピラー電極41よりも上端位置が高くなる。半田めっき時には、ピラー電極41上に、接続不良が抑えられる量の半田42を設けると同時に、ピラー電極31上に、ウェットバック処理時の半田こぼれが抑えられる量の半田32を設ける。半田32及び半田42を共に適切な量とし、ピラー電極31を適切な上端位置とすれば、図6(B)に示すように、ピラー電極31の上面が平坦でも、ウェットバック処理により、半田こぼれを抑えつつ、半田32及び半田42の上端位置の均一化(鎖線で図示)を図ることができる。
電子部品1Aによっても、端子30と端子40との間の高さばらつきを抑え、それに起因した他の電子部品との接続不良を抑えて、接続信頼性の高い電子装置を実現することができる。
図7は第1の実施の形態に係る電子部品の第2の変形例を示す図である。図7(A)にはウェットバック処理後の電子部品の要部断面を模式的に図示し、図7(B)にはピラー電極を設ける前の絶縁膜の要部平面を模式的に図示している。
図7(A)に示す電子部品1Bは、比較的小径のピラー電極31を含む端子30と、比較的大径のピラー電極41を含む端子40と、更にそれらの中間の径を有するピラー電極51を含む端子50とを含む。
端子50のピラー電極51は、図7(A)に示すように、基板10上に設けられたパッド電極13に通じる開口部23aが設けられた絶縁膜20の、開口部23aとその周辺部23bとの段差を含む領域23上に、設けられる。ピラー電極51の上面には、図7(A)に示すように、開口部23aに対応する部位が窪んで凹部51aが設けられる。このようなピラー電極51上に、半田52が設けられる。
ピラー電極51には、ピラー電極31及びピラー電極41と同様に、各種導体材料を用いることができ、例えばCuが用いられる。ピラー電極51は、その下端部に、めっき時の給電に用いられるシード層(図示せず)を含んでよい。半田52には、半田32及び半田42と同様に、各種半田材料を用いることができ、例えばSn−Ag系半田が用いられる。
図7(B)には、開口部21a、開口部22a及び開口部23aが設けられた絶縁膜20の平面を模式的に示している。図7(B)には、ピラー電極31、ピラー電極41及びピラー電極51の位置、即ち各々が設けられる領域21、領域22及び領域23の外縁を、点線で図示している。
電子部品1Bにおいて、比較的小径のピラー電極31が設けられる絶縁膜20の領域21には、例えば図7(B)に示すように、ピラー電極31の平面形状(又は断面形状)を縮小した平面形状の開口部21aが設けられる。比較的大径のピラー電極41が設けられる絶縁膜20の領域22には、例えば図7(B)に示すように、ピラー電極41の平面形状と同じ又は同等の平面形状の開口部22aが設けられる。中径のピラー電極51が設けられる絶縁膜20の領域23には、例えば図7(B)に示すように、ピラー電極51の平面形状を縮小した平面形状であって、小径のピラー電極31を設ける開口部21aよりも開口面積の大きい開口部23aが設けられる。電子部品1Bのように、絶縁膜20には、ピラー電極31、ピラー電極41及びピラー電極51の各々の径に応じた開口面積の開口部21a、開口部22a及び開口部23aが設けられる。
ここで、中径のピラー電極51には、比較的小径のピラー電極31よりも、大きなサイズ(容積)の凹部51aが設けられる。そのため、ピラー電極51上の半田52が、比較的小径のピラー電極31上の半田32より多量でも、凹部51aによってウェットバック処理後の半田52の厚みを一部相殺し、その上端位置を半田32の上端位置に揃えることが可能になる。また、中径のピラー電極51上の半田52が、比較的大径のピラー電極41上の半田42より少量でも、段差を含む領域23上にピラー電極51を設けてその上端位置を高め、ウェットバック処理後の半田52の上端位置を、半田42の上端位置に揃えることが可能になる。半田32、半田42及び半田52の上端位置を揃え、それらを含む端子30、端子40及び端子50の高さを均一化(鎖線で図示)することで、電子部品1Bを他の電子部品と接続する際の接続不良を抑え、接続信頼性の高い電子装置を実現することが可能になる。
ここでは径の異なる3種類のピラー電極31、ピラー電極41及びピラー電極51を含む電子部品1Bを例示したが、径の異なる4種類以上のピラー電極群が設けられる電子部品であっても、同様とすることができる。即ち、その絶縁膜(パッシベーション膜)に、ピラー電極群の径に応じた開口面積の開口部を設け、ピラー電極群を、絶縁膜の開口部とその周辺部との段差を含む領域、或いは周辺部を含まない開口部の領域に設ける。これにより、ピラー電極群の各々の上に設けられる半田のウェットバック処理後の上端位置を均一化した電子部品を実現し、更に、それと他の電子部品との接続不良が抑えられた接続信頼性の高い電子装置を実現する。
図7(B)には、平面円形状のピラー電極31及びピラー電極51が設けられる領域21及び領域23に、それぞれピラー電極31及びピラー電極51を縮小した平面円形状の開口部21a及び開口部23aを設ける例を示した。
但し、以上述べた、ピラー電極31が設けられる領域21の開口部21aの平面形状や、ピラー電極51が設けられる領域23の開口部23aの平面形状は、図7(B)に例示したようなものには限定されない。
図8〜図10は第1の実施の形態に係る絶縁膜の開口部の別例を示す図である。図8〜図10にはそれぞれ、ピラー電極を設ける前の絶縁膜の要部平面を模式的に図示し、ピラー電極が設けられる領域を点線で図示している。
絶縁膜20の、ピラー電極が設けられる領域24(上記のピラー電極31が設けられる領域21、又はピラー電極51が設けられる領域23に相当)の開口部24aは、図8(A)に例示するような平面正方形状とすることができる。ピラー電極が設けられる領域24の開口部24aは、図8(B)に例示するような平面十字形状とすることもできる。このように開口部24aは、これを含む領域24の平面形状、即ちそこに設けられるピラー電極の平面形状とは異なる平面形状としてもよい。
また、ピラー電極が設けられる領域24の開口部24aは、図9(A)に例示するような平面楕円形状としたり、図9(B)に例示するような平面長方形状としたりすることもできる。このように開口部24aは、平面視で縦横の長さが異なるような平面形状としてもよい。尚、ここでは領域24の径(直径)に相当する長軸方向長さの開口部24aを例示したが、開口全体が領域24の外縁より内側に収まるような平面楕円形状、平面矩形状の開口部24aを設けることができる。
また、ピラー電極が設けられる領域24の開口部24aは、複数の開口部で構成されてもよい。例えば、開口部24aは、図10(A)に例示するような2本の平面長方形状の開口部24a1を含む構成としたり、図10(B)に例示するような4つの平面正方形状の開口部24a2を含む構成としたりすることができる。このように開口部24aは、1つのピラー電極が設けられる領域24に対して複数の開口部24a1又は複数の開口部24a2を含む構成としてもよい。尚、ここでは平面長方形状の開口部24a1群及び平面正方形状の開口部24a2群を例示したが、平面円形状や平面楕円形状、或いは四角形以外の平面多角形状とした開口部24a1群及び開口部24a2群を設けることができる。
領域24には、図8〜図10の例に従い、1つ又は複数の開口部を含む各種平面形状の開口部24aを設けることができる。開口部24aからはパッド電極25が露出する。
領域24に設けられるピラー電極の上面には、各開口部24aの平面形状に応じた凹部が設けられ、凹部が設けられたピラー電極の上面に、半田が設けられる。絶縁膜(パッシベーション膜)の領域24に設けられるピラー電極の径に応じて、絶縁膜の厚さ、並びに、その領域24の開口部24aの平面形状、サイズ及び個数(開口面積)が調整され、ウェットバック処理後の半田の上端位置(端子高さ)が均一化される。
領域24の開口部24aは、平面視で線対称の形状及び配置で設けることが好ましい。このようにすると、ピラー電極の上面に設けられた半田がウェットバック処理で溶融された時に、その半田を、偏りを抑えてピラー電極の上面に留まらせ、半田こぼれを効果的に抑えることができる。
続いて、電子部品の製造方法の一例について説明する。ここでは、上記電子部品1の製造方法を例にして説明する。
図11〜図13は第1の実施の形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す図である。図11〜図13には第1の実施の形態に係る電子部品の製造工程の要部断面を模式的に図示している。
図11(A)に示すように、表面10aにパッド電極11及びパッド電極12が設けられた基板10(電子部品1の本体部)上に、有機系絶縁材料又は無機系絶縁材料が用いられ、パッシベーション膜となる絶縁膜20が所定の膜厚で形成される。
次いで、図11(B)に示すように、パッド電極11及びパッド電極12に通じる開口部21a及び開口部22aが形成される。絶縁膜20に感光性有機系絶縁材料が用いられる場合には、フォトリソグラフィ技術が用いられ、絶縁膜20に対する露光及び現像が行われる。絶縁膜20に非感光性有機系絶縁材料又は無機系絶縁材料が用いられる場合には、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術が用いられ、レジストパターンの形成及びそれをマスクにした絶縁膜20のエッチングが行われる。例えばこのような技術が用いられ、絶縁膜20に、パッド電極11に通じる所定の平面形状、サイズ及び個数の開口部21a、並びに、パッド電極12に通じる所定の平面形状、サイズ及び個数の開口部22aが形成される。この例では、開口部22aの方が開口部21aよりも大きな開口面積となるように形成される。
次いで、図11(C)に示すように、シード層60が形成される。例えば、シード層60として、Ti及びCuが、それぞれ所定の膜厚で、順に形成される。
次いで、フォトリソグラフィ技術が用いられ、図12(A)に示すように、所定の開口部71及び開口部72を有するレジストパターン70が形成される。レジストパターン70の開口部71は、電子部品1の比較的小径のピラー電極31(端子30)が設けられる領域21(開口部21a及びその周辺部21bを含む)に対応する領域に、そのピラー電極31の径に対応する径で、形成される。レジストパターン70の開口部72は、電子部品1の比較的大径のピラー電極41(端子40)が設けられる領域22(開口部22a)に対応する領域に、そのピラー電極41の径に対応する径で、形成される。
次いで、シード層60を給電層に用いたCuの電解めっきにより、図12(B)に示すように、レジストパターン70の開口部71に、比較的小径のピラー電極31が形成され、レジストパターン70の開口部72に、比較的大径のピラー電極41が形成される。ピラー電極31は、絶縁膜20の、開口部21aとその周辺部21bとの段差を含む領域21上に、形成される。ピラー電極41は、絶縁膜20の、開口部22aの領域22上に、形成される。絶縁膜20の段差を含む領域21に形成されるピラー電極31の方が、そのような段差を含まない領域22に形成されるピラー電極41よりも、上端位置が高くなる。段差を含む領域21に形成されるピラー電極31の上面には、開口部21aに対応する凹部31aが形成される。段差を含まない領域22に形成されるピラー電極41は、その上面が平坦又はほぼ平坦になる。
次いで、シード層60を給電層に用いたSn−Ag系半田の電解めっきが行われる。これにより、図12(C)に示すように、レジストパターン70の開口部71に形成されたピラー電極31上に、半田32が形成され、レジストパターン70の開口部72に形成されたピラー電極41上に、半田42が形成される。
次いで、図13(A)に示すように、レジストパターン70が除去され、レジストパターン70の除去後に露出するシード層60が、図13(B)に示すように、エッチングにより除去される。これにより、下端部にシード層60を含むピラー電極31及びピラー電極41が、絶縁膜20の表面で電気的に分離されて、形成される。
以上の工程により、絶縁膜20の段差を含む領域21上に、ピラー電極31及び半田32を含む端子30が形成され、段差を含まない領域22上に、ピラー電極41及び半田42を含む端子40が形成された、ウェットバック処理前の電子部品1が得られる。
電子部品1のウェットバック処理が行われると、半田32及び半田42が加熱、溶融され、図13(C)に示すように、ピラー電極31上及びピラー電極41上にそれぞれ、丸みを帯びた形状の半田32及び半田42が形成される。
比較的小径のピラー電極31は、絶縁膜20の段差を含む領域21上に形成されることで、段差を含まない領域22上に形成される比較的大径のピラー電極41よりも、上端位置が高くなる。更に、ピラー電極31は、段差を含む領域21の、その開口部21aに対応した凹部31aを有する。これにより、ウェットバック処理後に、半田32及び半田42の上端位置が均一化(鎖線で図示)される電子部品1が得られる。
電子部品1の製造においては、このようにウェットバック処理後の半田32及び半田42の上端位置が均一化されるように、所定の工程の条件が調整される。例えば、絶縁膜20の厚さ、開口部21a及び開口部22aの平面形状、サイズ及び個数、ピラー電極31及びピラー電極41の高さ、ピラー電極31の凹部31aのサイズ、半田32及び半田42の量等が調整される。
電子部品の断面像の一例を図14に示す。
図14(A)及び図14(B)には、基板10上に設けられた絶縁膜20の、段差を含む領域21上に、径d1が約25μmのCuのピラー電極31を形成し、段差を含まない領域22上に、径d2が約40μmのCuのピラー電極41を形成したものの、断面像を例示している。図14(A)はウェットバック処理前の断面像、図14(B)はウェットバック処理後の断面像である。
図14(A)を例にすると、領域21には、断面テーパー状の開口部21aが形成されている。このような開口部21aは、その形成工程(図11(A)及び図11(B))の条件を調整することで得られる。絶縁膜20の開口部21aの径Dは約15μm、絶縁膜20の領域21の段差Sは約4μmである。領域21のピラー電極31上には半田32が形成され、領域22のピラー電極41上には半田42が形成されている。
図14(A)に示すように、段差Sを含む領域21に形成されたピラー電極31は、段差を含まない領域22に形成されたピラー電極41に比べて、上端位置が高くなっている。ピラー電極31の上面には凹部31aが形成されており、ピラー電極41の上面は平坦又はほぼ平坦になっている。
ウェットバック処理が行われると、半田32及び半田42は溶融され、図14(B)に示すように、丸みを帯びた形状になる。図14(B)より、半田32は、凹部31aを有するピラー電極31の上面に留まっており、ピラー電極31の側面への半田32の流出は認められず、半田こぼれを回避できていることが確認された。更に、図14(B)より、ピラー電極31上の半田32の上端位置と、ピラー電極41上の半田42の上端位置とを、均一にできている(鎖線で図示)ことが確認された。
尚、この図14の例のように、絶縁膜20の、ピラー電極31が形成される領域21の開口部21aを、断面テーパー状とすると、ピラー電極31を形成する際の導体材料の堆積時に、開口部21aの隅にボイドが生じるのを効果的に抑えることができる。
図15は第1の実施の形態に係る電子部品間接続の第1の例を示す図である。図15(A)には接続前の状態の要部断面を模式的に図示し、図15(B)には接続後の状態の要部断面を模式的に図示している。
上記のような電子部品1は、例えば図15(A)及び図15(B)に示すようにして、他の電子部品200Aと電気的及び機械的に接続される。
ここで、電子部品200Aには、半導体装置や回路基板、或いは、半導体装置群や回路基板群を含むもの等、各種電子部品が用いられる。電子部品200Aの本体部である基板210の表面210aには、外部接続端子として、内部の回路素子と電気的に接続されたピラー電極231A及びピラー電極241Aが設けられる。電子部品200Aのピラー電極231A及びピラー電極241Aはそれぞれ、電子部品1のピラー電極31及びピラー電極41と対応する位置に、ピラー電極31及びピラー電極41と対応する径で、設けられる。
電子部品200Aと、ウェットバック処理後の電子部品1との接続時には、図15(A)に示すように、電子部品1と電子部品200Aとが、互いのピラー電極31とピラー電極231A、ピラー電極41とピラー電極241Aの位置合わせが行われて対向配置される。そして、ピラー電極31上の半田32及びピラー電極41上の半田42が、リフローにより加熱、溶融され、それぞれピラー電極231A及びピラー電極241Aに接合される。これにより、図15(B)に示すような、電子部品1と電子部品200Aの、互いのピラー電極31とピラー電極231A、ピラー電極41とピラー電極241Aが、それぞれ半田32と半田42を介して電気的及び機械的に接続された電子装置300Aが得られる。
上記のように電子部品1では、ウェットバック処理後の半田32及び半田42の上端位置が均一化されている。そのため、図15(A)及び図15(B)に示すような接続時に、半田32及び半田42をそれぞれ、未接続や接続強度不足等の接続不良を抑えてピラー電極231A及びピラー電極241Aと接続することができる。これにより、接続信頼性の高い電子装置300Aが実現される。
尚、電子部品200Aのピラー電極231A上及びピラー電極241A上に半田を設け、電子部品1との接続前にウェットバック処理を行う場合には、電子部品1の例に従い、ピラー電極231A上及びピラー電極241A上の半田の上端位置を均一化しておく。
図16は第1の実施の形態に係る電子部品間接続の第2の例を示す図である。図16(A)には接続前の状態の要部断面を模式的に図示し、図16(B)には接続後の状態の要部断面を模式的に図示している。
この例では、本体部である基板210の表面210aに外部接続端子としてパッド電極231B及びパッド電極241Bを備えた電子部品200Bに、ウェットバック処理後の電子部品1が接続される。電子部品200Bには、半導体装置や回路基板、或いは、半導体装置群や回路基板群を含むもの等、各種電子部品が用いられる。パッド電極231B及びパッド電極241Bは、基板210の内部の回路素子と電気的に接続され、それぞれ電子部品1のピラー電極31及びピラー電極41と対応する位置に設けられる。
電子部品200Bと、ウェットバック処理後の電子部品1との接続時には、図16(A)に示すように、電子部品1と電子部品200Bとが、互いのピラー電極31とパッド電極231B、ピラー電極41とパッド電極241Bの位置合わせが行われて対向配置される。そして、ピラー電極31上の半田32及びピラー電極41上の半田42が、リフローにより加熱、溶融され、それぞれパッド電極231B及びパッド電極241Bに接合される。これにより、図16(B)に示すような、電子部品1と電子部品200Bの、互いのピラー電極31とパッド電極231B、ピラー電極41とパッド電極241Bが、それぞれ半田32と半田42を介して電気的及び機械的に接続された電子装置300Bが得られる。
電子部品1では、ウェットバック処理後の半田32及び半田42の上端位置が均一化されているため、図16(A)及び図16(B)に示すようなパッド電極231B及びパッド電極241Bとの接続時にも、未接続や接続強度不足等の接続不良が抑えられる。これにより、接続信頼性の高い電子装置300Bが実現される。
図15及び図16には、電子部品1と電子部品200Aとの接続、電子部品1と電子部品200Bとの接続を例示した。この図15又は図16の例に従い、上記の電子部品1A及び電子部品1Bについても、対応するピラー電極群又はパッド電極群を備えた接続相手の電子部品との接続を行い、接続信頼性の高い電子装置を得ることが可能である。
尚、接続する電子部品の組合せとしては、例えば、半導体チップと回路基板の組合せ、半導体パッケージと回路基板の組合せ、半導体チップと半導体パッケージの組合せ、半導体チップ同士の組合せ、半導体パッケージ同士の組合せ、回路基板同士の組合せがある。また、接続する電子部品は、個片化後のもの同士の組合せ、個片化前のものと個片化後のものの組合せ、或いは個片化前のもの同士の組合せであってもよい。個片化前の電子部品と個片化後の電子部品とを接続した場合や、個片化前の電子部品同士を接続した場合には、接続後に個片化し、個々の電子装置を得ることができる。
以上、第1の実施の形態について説明した。第1の実施の形態では、異なる径のピラー電極群が設けられる電子部品において、比較的小径のピラー電極は、絶縁膜(パッシベーション膜)の開口部とその周辺部との段差を含む領域上に設ける。比較的大径のピラー電極は、比較的大きな開口面積の開口部とその周辺部との段差を含む領域上に設けるか、又は、そのような段差を含まない開口部の領域上に設ける。このような構成を採用することによって、異なる径のピラー電極上にそれぞれ設けられる半田の上端位置を均一化する。それにより、この電子部品を他の電子部品と接続する際の未接続や接続強度不足等の接続不良を抑え、接続信頼性の高い電子部品群を含む電子装置を実現することが可能になる。
ところで、電子部品に設けられるピラー電極群には、その電子部品内での配置に起因して、高さばらつきが生じることがある。この点に関し、次の図17を参照して説明する。
図17はピラー電極群の高さばらつきの説明図である。
図17(A)には、本体部である基板410Aの、絶縁膜420(パッシベーション膜)から露出するパッド電極411の上に、電解めっきにより、ピラー電極431群が形成され、更に各々の上に半田432群が形成された電子部品400Aを例示している。電子部品400Aには、半導体装置や回路基板、或いは、半導体装置群や回路基板群を含むもの等、各種電子部品が用いられる。
図17(A)に示すように、基板410A上に電解めっきでピラー電極431群及び半田432群を形成すると、電解めっきの性質上、ピラー電極431群及び半田432群の上端位置(パッド電極411からの高さ)にばらつきが生じることがある。具体的には、ピラー電極431群及び半田432群の上端位置が、基板410Aの中央部で低く、外周部で高くなることがある。
また、図17(B)には、本体部である基板410Bに反りが生じている電子部品400Bを例示している。電子部品400Bには、半導体装置や回路基板、或いは、半導体装置群や回路基板群を含むもの等、各種電子部品が用いられる。
基板410Bには、その構成材料の熱膨張係数差や薄膜化によって、反りが生じることがある。基板410Bの、絶縁膜420から露出するパッド電極411の上に、上端位置が均一のピラー電極431群及び半田432群が形成されていたとしても、基板410Bに反りが生じると、図17(B)に示すように、ピラー電極431群及び半田432群の上端位置にはばらつきが生じる。
ピラー電極431群及び半田432群の上端位置に、図17(A)及び図17(B)に示すようなばらつきが生じていると、電子部品400A又は電子部品400Bを他の電子部品と接続する際、接続不良が発生する恐れがある。
そこで、以下に説明する第2の実施の形態に示すような手法を採用し、高い信頼性で接続相手の電子部品との接続が可能な電子部品、及び高い信頼性で接続された電子部品群を含む電子装置を実現する。
以下、第2の実施の形態について説明する。
図18は第2の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図18(A)及び図18(B)にはそれぞれ、ウェットバック処理後の電子部品の要部断面を模式的に図示している。
図18(A)に示す電子部品1Cは、表面10Caにパッド電極11C群が設けられた基板10Cと、基板10C上に設けられパッド電極11C群にそれぞれ通じる開口部21Ca群を有する絶縁膜20Cと、絶縁膜20Cの上方に突出する端子30C群とを含む。
電子部品1Cには、半導体装置や回路基板、或いは、半導体装置群や回路基板群を含むもの等、各種電子部品が用いられる。基板10Cは、電子部品1Cの本体部である。パッド電極11Cは、基板10Cの内部の回路素子と電気的に接続される。パッド電極11Cには、Al、Cu等の各種導体材料が用いられる。
絶縁膜20Cは、パッシベーション膜として機能する。絶縁膜20Cには、有機系絶縁材料又は無機系絶縁材料が用いられる。絶縁膜20Cに設けられる開口部21Ca群は、例えば、基板10Cの中央部で開口面積が小さく、基板10Cの外周部に向かうにつれて開口面積が大きくなるように設けられる。
端子30C群はそれぞれ、ピラー電極31Cとその上に設けられた半田32Cとを有する。ピラー電極31C群には、Cu等の各種導体材料が用いられ、半田32C群には、Sn−Ag系半田等の各種半田材料が用いられる。ピラー電極31C群の径は、同じ又は同等とされる。ピラー電極31C群は、電解めっきにより形成される。
中央部のピラー電極31Cは、開口部21Caとその周辺部21Cbとの段差を含む領域21C上に設けられ、このピラー電極31Cの上面には、凹部31Caが設けられる。外周部のピラー電極31Cは、開口部21Caの領域21C上に設けられ、このピラー電極31Cの上面は、平坦又はほぼ平坦になる。これらの中間のピラー電極31Cは、中間の開口面積の開口部21Caとその周辺部21Cbとの段差を含む領域21C上に設けられ、このピラー電極31Cの上面には、中央のピラー電極31Cの凹部31Caよりも大きなサイズの凹部31Caが設けられる。
このように、ピラー電極31D群が電解めっきで設けられる図18(A)のような電子部品1Cについて、外周部に向かって開口部21Ca群の開口面積を調整し、凹部31Ca群のサイズを調整することで、半田32C群の上端位置を均一化(鎖線で図示)する。上記図17(A)のように、ピラー電極431群の高さが外周部に向かって高くなる電解めっきでも、図18(A)のように開口部21Ca群の開口面積を調整し、凹部31Ca群のサイズを調整することで、半田32C群の上端位置の均一化を図ることができる。
また、図18(B)に示す電子部品1Dは、表面10Daにパッド電極11D群が設けられた基板10Dと、基板10D上に設けられパッド電極11D群にそれぞれ通じる開口部21Da群を有する絶縁膜20Dと、絶縁膜20Dの上方に突出する端子30D群とを含む。
電子部品1Dには、半導体装置や回路基板、或いは、半導体装置群や回路基板群を含むもの等、各種電子部品が用いられる。基板10Dは、電子部品1Dの本体部である。パッド電極11Dは、基板10Dの内部の回路素子と電気的に接続される。パッド電極11Dには、Al、Cu等の各種導体材料が用いられる。この例では、上記図17(B)と同様に、基板10Dが、パッド電極11Dの配設面側に凹状(パッド電極11Dの配設面と反対の面側に凸状)に反った形状を有している。
絶縁膜20Dは、パッシベーション膜として機能する。絶縁膜20Dには、有機系絶縁材料又は無機系絶縁材料が用いられる。絶縁膜20Dに設けられる開口部21Da群は、例えば、基板10Dの中央部で開口面積が小さく、基板10Dの外周部に向かうにつれて開口面積が大きくなるように設けられる。
端子30D群はそれぞれ、ピラー電極31Dとその上に設けられた半田32Dとを有する。ピラー電極31D群には、Cu等の各種導体材料が用いられ、半田32D群には、Sn−Ag系半田等の各種半田材料が用いられる。ピラー電極31D群の径、及びパッド電極11Dからの高さは、同じ又は同等とされる。
例えば、中央部のピラー電極31Dは、開口部21Daとその周辺部21Dbとの段差を含む領域21D上に設けられ、このピラー電極31Dの上面には、凹部31Daが設けられる。また、外周部のピラー電極31Dは、開口部21Daの領域21D上に設けられ、このピラー電極31Dの上面は、平坦又はほぼ平坦になる。これらの中間のピラー電極31D群は、中間の開口面積の開口部21Daとその周辺部21Dbとの段差を含む領域21D上に設けられ、このピラー電極31Dの上面には、中央のピラー電極31Dの凹部31Daよりも大きなサイズの凹部31Daが設けられる。
このように、凹状に反った基板10D上にピラー電極31D群が設けられる図18(B)のような電子部品1Dについて、外周部に向かって開口部21Da群の開口面積を調整し、凹部31Da群のサイズを調整することで、半田32D群の上端位置を均一化(鎖線で図示)する。
尚、図18(A)及び図18(B)には、外周部のピラー電極31C,31Dを、絶縁膜20C,20Dの、段差を含まない領域(開口部21Ca,21Da)に設けるようにした。このほか、外周部のピラー電極31C,31Dを、他と同様に、絶縁膜20C,20Dの、所定の開口面積の開口部21Ca,21Daとそれらの周辺部21Cb,21Dbとの段差を含む領域に形成し、半田32C,32Dの上端位置を均一化してもよい。
上記手法は、図18(A)及び図18(B)に示すような形態の電子部品1C,1Dに限らず、ピラー電極群上にそれぞれ設けられる半田群の上端位置にばらつきが生じるような各種電子部品に対して、同様に適用可能である。即ち、半田の上端位置が低くなるピラー電極が設けられる領域には、絶縁膜(パッシベーション膜)に比較的小さな開口部を設け、その周辺部との段差を含む領域にピラー電極を設ける。半田の上端位置が高くなるピラー電極が設けられる領域には、絶縁膜(パッシベーション膜)に比較的大きな開口部を設け、その周辺部との段差を含む領域にピラー電極を設ける。或いは、半田の上端位置が高くなるピラー電極が設けられる領域には、絶縁膜(パッシベーション膜)の開口部、即ち段差を含まない領域にピラー電極を設ける。このようにすることで、各種電子部品について、ピラー電極群上にそれぞれ設けられる半田群の上端位置の均一化を図ることができる。
図19は第2の実施の形態に係る電子部品間接続の一例を示す図である。図19(A)には接続前の状態の要部断面を模式的に図示し、図19(B)には接続後の状態の要部断面を模式的に図示している。
ここでは、上記図18(A)に示した電子部品1Cと、他の電子部品200Cとの接続を例にして説明する。電子部品200Cには、半導体装置や回路基板、或いは、半導体装置群や回路基板群を含むもの等、各種電子部品が用いられる。電子部品200Cの本体部である基板210Cの表面210Caには、内部の回路素子と電気的に接続されたピラー電極231C群が設けられる。電子部品200Cのピラー電極231C群はそれぞれ、電子部品1Cのピラー電極31C群と対応する位置に、ピラー電極31C群と対応する径で、設けられる。
電子部品200Cと、ウェットバック処理後の電子部品1Cとの接続時には、図19(A)に示すように、電子部品1Cと電子部品200Cとが、互いのピラー電極31C群とピラー電極231C群の位置合わせが行われて対向配置される。そして、ピラー電極31C群上の半田32C群がリフローにより加熱、溶融され、それぞれピラー電極231C群に接合される。これにより、図19(B)に示すような、電子部品1Cと電子部品200Cの、互いのピラー電極31C群とピラー電極231C群がそれぞれ半田32C群を介して電気的及び機械的に接続された電子装置300Cが得られる。
上記のように電子部品1Cでは、ウェットバック処理後の半田32C群の上端位置が均一化されている。そのため、図19(A)及び図19(B)に示すような接続時に、半田32C群をそれぞれ、未接続や接続強度不足等の接続不良を抑えてピラー電極231C群と接続することができる。これにより、接続信頼性の高い電子装置300Cが実現される。
尚、ここでは電子部品1Cを、外部接続端子としてピラー電極231C群を備えた電子部品200Cと接続する例を示したが、外部接続端子として、ピラー電極ではなく、パッド電極を備えた電子部品と接続する場合も、これと同様の手順で行うことができる。
また、上記図18(B)に示した電子部品1Dも、この電子部品1Cの例と同様にして、ピラー電極又はパッド電極を備えた他の電子部品と接続することができる。
尚、接続する電子部品の組合せとしては、例えば、半導体チップと回路基板の組合せ、半導体パッケージと回路基板の組合せ、半導体チップと半導体パッケージの組合せ、半導体チップ同士の組合せ、半導体パッケージ同士の組合せ、回路基板同士の組合せがある。また、接続する電子部品は、個片化後のもの同士の組合せ、個片化前のものと個片化後のものの組合せ、或いは個片化前のもの同士の組合せであってもよい。個片化前の電子部品と個片化後の電子部品とを接続した場合や、個片化前の電子部品同士を接続した場合には、接続後に個片化し、個々の電子装置を得ることができる。
以上の説明では、各種電子部品のピラー電極群上に設けられる半田群の上端位置を均一化する例を示したが、上記手法によれば、半田群の上端位置を、接続相手の電子部品が備える端子群の高さに応じて、適宜調整することが可能である。例えば、接続相手の電子部品の端子群の上端位置に差がある場合、低い端子(群)に対応する半田(群)の上端位置は高くなるように調整し、高い端子(群)に対応する半田(群)の上端位置は低くなるように調整する。半田(群)の上端位置を高くするためには、例えば、絶縁膜(パッシベーション膜)に設けた比較的小さな開口部とその周辺部との段差を含む領域にピラー電極を設ける。半田(群)の上端位置を低くするためには、例えば、絶縁膜(パッシベーション膜)に設けた比較的大きな開口部とその周辺部との段差を含む領域にピラー電極を設けるか、或いは、絶縁膜の開口部即ち段差を含まない領域にピラー電極を設ける。上記手法を用いることで、ピラー電極群上の半田群を、均一に限らず、所望の高さに調整することが可能である。
以下の図20〜図23には、上記第1及び第2の実施の形態で述べた電子部品1,1A,1B,1C,1Dに用いられる或いは含まれる半導体装置(半導体チップ、半導体パッケージ)及び回路基板の基本構成を例示する。
図20は半導体チップの構成例を示す図である。図20には、半導体チップの一例の要部断面を模式的に図示している。
図20に示す半導体チップ500は、トランジスタ等の回路素子が設けられた半導体基板510と、半導体基板510の表面510aに設けられた配線層520とを有する。
半導体基板510には、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、シリコンゲルマニウム(SiGe)等の基板のほか、ガリウムヒ素(GaAs)、インジウムリン(InP)等の基板が用いられる。このような半導体基板510に、トランジスタ、容量、抵抗等の回路素子が設けられる。図20には一例として、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ530を図示している。
MOSトランジスタ530は、半導体基板510に設けられた素子分離領域511により画定された素子領域に設けられる。MOSトランジスタ530は、半導体基板510上にゲート絶縁膜531を介して形成されたゲート電極532と、ゲート電極532の両側の半導体基板510内に形成されたソース領域533及びドレイン領域534とを有する。ゲート電極532の側壁には、絶縁膜のスペーサ535(サイドウォール)が設けられる。
このようなMOSトランジスタ530等が設けられた半導体基板510上に、配線層520が設けられる。配線層520は、半導体基板510に設けられたMOSトランジスタ530等に電気的に接続された導体部521(配線、ビア等)と、導体部521を覆う絶縁部522とを有する。導体部521には、Cu等の各種導体材料が用いられる。絶縁部522には、SiO等の無機絶縁材料や、樹脂等の有機絶縁材料が用いられる。配線層520上には、導体部521に電気的に接続されたパッド電極540群が設けられる。パッド電極540には、Al等の各種導体材料が用いられる。
半導体チップ500(本体部)は、このような基本構成を有する。パッド電極540群が設けられた配線層520上に、上記第1及び第2の実施の形態で述べた例に従い、絶縁膜(パッシベーション膜)、並びに、ピラー電極及び半田を有する端子が設けられる。
図21は半導体パッケージの構成例を示す図である。図21(A)及び図21(B)にはそれぞれ、半導体パッケージの一例の要部断面を模式的に図示している。
図21(A)に示す半導体パッケージ600A、図21(B)に示す半導体パッケージ600Bは、パッケージ基板610と、パッケージ基板610上に搭載された半導体チップ620と、半導体チップ620を封止する封止層630とを有する。
パッケージ基板610には、例えば、プリント基板が用いられる。パッケージ基板610は、導体部611(配線、ビア等)と、導体部611を覆う絶縁部612とを有する。導体部611には、Cu等の各種導体材料が用いられる。絶縁部612には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂材料、そのような樹脂材料をガラス繊維や炭素繊維に含浸した複合樹脂材料等が用いられる。
図21(A)の半導体パッケージ600Aでは、パッケージ基板610の表面610aに、半導体チップ620が、樹脂や導電性ペースト等のダイアタッチ材641で接着、固定され、ワイヤ650でワイヤボンディングされる。半導体チップ620及びワイヤ650は、封止層630で封止される。また、図21(B)の半導体パッケージ600Bでは、パッケージ基板610の表面610aに、半導体チップ620が、半田等のバンプ621でフリップチップ接続される。パッケージ基板610と半導体チップ620との間には、アンダーフィル樹脂642が充填される。半導体チップ620は、封止層630で封止される。封止層630には、エポキシ樹脂等の樹脂材料、そのような樹脂材料に絶縁性フィラーを含有させた材料等が用いられる。パッケージ基板610上には、導体部611に電気的に接続されたパッド電極660群が設けられる。パッド電極660には、Al等の各種導体材料が用いられる。
半導体パッケージ600A及び半導体パッケージ600B(本体部)は、このような基本構成を有する。パッド電極660群が設けられたパッケージ基板610上に、上記第1及び第2の実施の形態で述べた例に従い、絶縁膜(パッシベーション膜)、並びに、ピラー電極及び半田を有する端子が設けられる。
尚、半導体パッケージ600A及び半導体パッケージ600Bのパッケージ基板610上には、同種又は異種の複数の半導体チップ620が搭載されてもよく、また、半導体チップ620のほか、チップコンデンサ等の他の電子部品が搭載されてもよい。
図22は半導体パッケージの別の構成例を示す図である。図22には、半導体パッケージの別例の要部断面を模式的に図示している。
図22に示す半導体パッケージ700は、樹脂層710と、樹脂層710に埋設された同種又は異種の複数(ここでは一例として2つ)の半導体チップ720と、樹脂層710の表面710aに設けられた配線層730(再配線層)とを有する。半導体パッケージ700は、擬似SoC(System on a Chip)等とも称される。
半導体チップ720は、その端子721の配設面が露出するように樹脂層710に埋設される。配線層730は、Cu等の導体部731(再配線、ビア等)と、導体部731を覆う樹脂材料等の絶縁部732とを有する。配線層730上には、導体部731に電気的に接続されたパッド電極740群が設けられる。パッド電極740には、Al等の各種導体材料が用いられる。
半導体パッケージ700(本体部)は、このような基本構成を有する。パッド電極740群が設けられた配線層730上に、上記第1及び第2の実施の形態で述べた例に従い、絶縁膜(パッシベーション膜)、並びに、ピラー電極及び半田を有する端子が設けられる。
尚、半導体パッケージ700の樹脂層710には、1つの半導体チップ720、或いは同種又は異種の3つ以上の半導体チップ720が埋設されてもよく、また、半導体チップ720のほか、チップコンデンサ等の他の電子部品が埋設されてもよい。
図23は回路基板の構成例を示す図である。図23には、回路基板の一例の要部断面を模式的に図示している。
図23には、回路基板800として、複数の配線層を含む多層プリント基板を例示している。回路基板800は、Cu等の導体部811(配線、ビア等)と、導体部811を覆う樹脂材料等の絶縁部812とを有する。絶縁部812上には、導体部811に電気的に接続されたパッド電極820群が設けられる。パッド電極820には、Al等の各種導体材料が用いられる。
回路基板800(本体部)は、このような基本構成を有する。パッド電極820群が設けられた絶縁部812上に、上記第1及び第2の実施の形態で述べた例に従い、絶縁膜(パッシベーション膜)、並びに、ピラー電極及び半田を有する端子が設けられる。
尚、多層プリント基板のほか、コア基板の表裏面に配線パターン及び絶縁層を積層するビルドアップ基板、基材にSi基板、有機基板、ガラス基板を用いるインターポーザ等の各種回路基板でも同様である。
また、上記第1及び第2の実施の形態で述べた電子部品1,1A,1B,1C,1Dを他の電子部品と接続して得られる電子装置等は、各種電子機器に用いることができる。例えば、コンピュータ(パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等)、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器に用いることができる。
図24は電子機器の一例を示す図である。
図24には、電子機器の一例を模式的に図示している。図24に示すように、例えば上記図15に示したような電子装置300Aが、先に例示したような各種の電子機器900に搭載(内蔵)される。
電子装置300Aは、ウェットバック処理後のピラー電極31上の半田32及びピラー電極41上の半田42の上端位置が均一化された電子部品1が、対応するピラー電極231A及びピラー電極241Aを有する電子部品200Aと接続されることで、得られる。電子部品1の、ウェットバック処理後の半田32及び半田42の上端位置が均一化されていることで、電子部品1と電子部品200Aとの接続時における接続不良が抑えられ、接続信頼性の高い電子装置300Aが実現される。このような電子装置300Aを搭載した、性能及び信頼性の高い電子機器900が実現される。
ここでは電子装置300Aを例にして述べたが、他の電子装置を搭載する各種電子機器も同様に実現される。
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 基板と、
前記基板上に設けられ、第1開口部と前記第1開口部の第1周辺部とを含む第1領域と、前記第1開口部よりも大きい開口面積を有する第2開口部を含む第2領域とを有する絶縁膜と、
前記第1領域上に設けられた第1ピラー電極と、
前記第1ピラー電極上に設けられた第1半田と、
前記第2領域上に設けられた第2ピラー電極と、
前記第2ピラー電極上に設けられた第2半田と
を含むことを特徴とする電子部品。
(付記2) 前記第1半田及び前記第2半田の上端は、前記基板に対して同じ高さに位置することを特徴とする付記1に記載の電子部品。
(付記3) 前記第1ピラー電極は、前記第1半田が設けられる上面に、前記第1開口部に対応する部位が窪んだ第1凹部を有することを特徴とする付記1又は2に記載の電子部品。
(付記4) 前記第2領域は、前記第2開口部であることを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の電子部品。
(付記5) 前記第2領域は、前記第2開口部と前記第2開口部の第2周辺部とを含むことを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の電子部品。
(付記6) 前記第2ピラー電極は、前記第2半田が設けられる上面に、前記第2開口部に対応する部位が窪んだ第2凹部を有することを特徴とする付記5に記載の電子部品。
(付記7) 前記第1ピラー電極は、前記第2ピラー電極よりも小さい径を有することを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の電子部品。
(付記8) 前記第1ピラー電極は、前記第2ピラー電極と同じ径を有することを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の電子部品。
(付記9) 前記第1ピラー電極及び前記第2ピラー電極の下端は、前記基板に対して同じ高さに位置することを特徴とする付記1乃至8のいずれかに記載の電子部品。
(付記10) 前記第1開口部は、複数の開口部を含むことを特徴とする付記1乃至9のいずれかに記載の電子部品。
(付記11) 前記第1領域は、前記基板の中央部に位置し、
前記第2領域は、前記中央部よりも外側に位置することを特徴とする付記1乃至10のいずれかに記載の電子部品。
(付記12) 基板と、
前記基板上に設けられ、第1開口部と前記第1開口部の第1周辺部とを含む第1領域と、前記第1開口部よりも大きい開口面積を有する第2開口部を含む第2領域とを有する絶縁膜と、
前記第1領域上に設けられた第1ピラー電極と、
前記第2領域上に設けられた第2ピラー電極と
を含む第1電子部品と、
前記第1電子部品と対向して配置され、前記第1ピラー電極と対応する位置に設けられた第1端子と、前記第2ピラー電極と対応する位置に設けられた第2端子とを含む第2電子部品と、
前記第1ピラー電極と前記第1端子との間に設けられた第1半田と、
前記第2ピラー電極と前記第2端子との間に設けられた第2半田と
を含むことを特徴とする電子装置。
(付記13) 基板と、
前記基板上に設けられ、第1開口部と前記第1開口部の第1周辺部とを含む第1領域と、前記第1開口部よりも大きい開口面積を有する第2開口部を含む第2領域とを有する絶縁膜と、
前記第1領域上に設けられた第1ピラー電極と、
前記第2領域上に設けられた第2ピラー電極と
を含む第1電子部品と、
前記第1電子部品と対向して配置され、前記第1ピラー電極と対応する位置に設けられた第1端子と、前記第2ピラー電極と対応する位置に設けられた第2端子とを含む第2電子部品と、
前記第1ピラー電極と前記第1端子との間に設けられた第1半田と、
前記第2ピラー電極と前記第2端子との間に設けられた第2半田と
を含む電子装置を備えることを特徴とする電子機器。
1,1A,1B,1C,1D,100,200A,200B,200C,400A,400B 電子部品
10,10C,10D,110,210,210C,410A,410B 基板
10a,10Ca,10Da,110a,210a,210Ca,510a,610a,710a 表面
11,11C,11D,12,13,25,111,112,231B,241B,411,540,660,740,820 パッド電極
20,20C,20D,120,420 絶縁膜
21,21C,21D,22,23,24 領域
21a,21Ca,21Da,22a,23a,24a,24a1,24a2,71,72,121,122 開口部
21b,21Cb,21Db,22b,23b 周辺部
30,30C,30D,40,50,130,140,721 端子
31,31C,31D,41,51,131,141,231A,231C,241A,431 ピラー電極
31a,31Ca,31Da,51a 凹部
32,32C,32D,42,52,132,142,432 半田
60 シード層
70 レジストパターン
133,143 金属間化合物
300A,300B,300C 電子装置
500,620,720 半導体チップ
510 半導体基板
511 素子分離領域
520,730 配線層
521,611,731,811 導体部
522,612,732,812 絶縁部
530 MOSトランジスタ
531 ゲート絶縁膜
532 ゲート電極
533 ソース領域
534 ドレイン領域
535 スペーサ
600A,600B,700 半導体パッケージ
610 パッケージ基板
621 バンプ
630 封止層
641 ダイアタッチ材
642 アンダーフィル樹脂
650 ワイヤ
710 樹脂層
800 回路基板
900 電子機器

Claims (8)

  1. 基板と、
    前記基板上に設けられ、第1開口部と前記第1開口部の第1周辺部とを含む第1領域と、前記第1開口部よりも大きい開口面積を有する第2開口部を含む第2領域とを有する絶縁膜と、
    前記第1領域上に設けられた第1ピラー電極と、
    前記第1ピラー電極上に設けられた第1半田と、
    前記第2領域上に設けられた第2ピラー電極と、
    前記第2ピラー電極上に設けられた第2半田と
    を含むことを特徴とする電子部品。
  2. 前記第1ピラー電極は、前記第1半田が設けられる上面に、前記第1開口部に対応する部位が窪んだ第1凹部を有することを特徴とする請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記第2領域は、前記第2開口部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品。
  4. 前記第2領域は、前記第2開口部と前記第2開口部の第2周辺部とを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品。
  5. 前記第2ピラー電極は、前記第2半田が設けられる上面に、前記第2開口部に対応する部位が窪んだ第2凹部を有することを特徴とする請求項4に記載の電子部品。
  6. 前記第1ピラー電極は、前記第2ピラー電極よりも小さい径を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電子部品。
  7. 基板と、
    前記基板上に設けられ、第1開口部と前記第1開口部の第1周辺部とを含む第1領域と、前記第1開口部よりも大きい開口面積を有する第2開口部を含む第2領域とを有する絶縁膜と、
    前記第1領域上に設けられた第1ピラー電極と、
    前記第2領域上に設けられた第2ピラー電極と
    を含む第1電子部品と、
    前記第1電子部品と対向して配置され、前記第1ピラー電極と対応する位置に設けられた第1端子と、前記第2ピラー電極と対応する位置に設けられた第2端子とを含む第2電子部品と、
    前記第1ピラー電極と前記第1端子との間に設けられた第1半田と、
    前記第2ピラー電極と前記第2端子との間に設けられた第2半田と
    を含むことを特徴とする電子装置。
  8. 基板と、
    前記基板上に設けられ、第1開口部と前記第1開口部の第1周辺部とを含む第1領域と、前記第1開口部よりも大きい開口面積を有する第2開口部を含む第2領域とを有する絶縁膜と、
    前記第1領域上に設けられた第1ピラー電極と、
    前記第2領域上に設けられた第2ピラー電極と
    を含む第1電子部品と、
    前記第1電子部品と対向して配置され、前記第1ピラー電極と対応する位置に設けられた第1端子と、前記第2ピラー電極と対応する位置に設けられた第2端子とを含む第2電子部品と、
    前記第1ピラー電極と前記第1端子との間に設けられた第1半田と、
    前記第2ピラー電極と前記第2端子との間に設けられた第2半田と
    を含む電子装置を備えることを特徴とする電子機器。
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