JP2019186281A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接続部およびアンダーフィルを介して半導体チップが基板に搭載された半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a substrate via a connection portion and an underfill.
従来、この種の半導体装置としては、例えば特許文献1に記載のものが挙げられる。特許文献1に記載の半導体装置は、複数の端子およびこれに電気的に接続されたはんだバンプを有するBGA(Ball Grid Arrayの略)型の半導体チップが基板上に搭載され、半導体チップと基板に形成された配線とがはんだバンプを介して接続された構成とされている。この半導体装置は、さらにアンダーフィルを備え、アンダーフィルが基板と半導体チップとの隙間を充填するように配置されている。
Conventionally, as this type of semiconductor device, for example, the one described in
この半導体装置では、アンダーフィルは、基板と半導体チップとの隙間に配置されることで、基板と半導体チップとの線膨張係数差に起因する応力が、基板と半導体チップとを電気的に接続するはんだバンプに集中することを緩和する役割を果たす。 In this semiconductor device, the underfill is disposed in a gap between the substrate and the semiconductor chip, so that stress caused by a difference in linear expansion coefficient between the substrate and the semiconductor chip electrically connects the substrate and the semiconductor chip. Plays a role in mitigating concentration on solder bumps.
ところで、この種の半導体装置では、半導体チップが備える複数の端子の一部が高周波信号の伝送に用いられる場合において、アンダーフィルが所定の箇所に配置されたときには、当該高周波信号の損失が生じ得る。 By the way, in this type of semiconductor device, when a part of a plurality of terminals included in a semiconductor chip is used for transmission of a high-frequency signal, loss of the high-frequency signal may occur when the underfill is disposed at a predetermined location. .
具体的には、アンダーフィルが、半導体チップのうち高周波信号の伝送に用いられる端子もしくはこれと電気的に接続された部材、または基板上の配線のうち該端子と電気的に接続された配線、に接触している場合には、高周波信号の損失が生じる。これは、半導体チップおよび基板のうち高周波信号の伝送に用いられる部材に、これらを構成する材料とは異なる誘電率の材料で構成されたアンダーフィルが接触し、高周波信号の伝送経路における特性インピーダンスが変化することが原因である。 Specifically, the underfill is a terminal used for transmitting a high-frequency signal in a semiconductor chip or a member electrically connected to the terminal, or a wiring electrically connected to the terminal among wirings on a substrate, If it is in contact with the signal, a high-frequency signal is lost. This is because an underfill made of a material having a dielectric constant different from that of the material constituting the semiconductor chip and the substrate used for high-frequency signal transmission contacts the characteristic impedance in the high-frequency signal transmission path. It is caused by change.
また、半導体チップが例えばスイッチや物理量に応じた信号を出力するセンサなどの機能を果たす素子部を備える場合において、アンダーフィルがこの素子部を覆ったときには、素子部が正常に作動しない等の不具合が生じ得る。 In addition, when the semiconductor chip is provided with an element part that functions as a switch or a sensor that outputs a signal corresponding to a physical quantity, for example, when the underfill covers this element part, the element part does not operate normally. Can occur.
上記のように、この種の半導体装置では、はんだバンプと基板との間の応力集中を緩和すると共に、高周波信号の損失や素子部の動作不良などの特性低下を抑制するためには、アンダーフィルは、所定の部材とは接触しない選択的な配置とされなければならない。しかしながら、特許文献1に記載の半導体装置では、アンダーフィルが半導体チップと基板との隙間に単に充填されているに過ぎず、上記の特性低下を効果的に抑制することができない。
As described above, in this type of semiconductor device, in order to alleviate stress concentration between the solder bump and the substrate, and to suppress deterioration in characteristics such as loss of high-frequency signals and malfunction of the element portion, Must be in a selective arrangement that does not contact a given member. However, in the semiconductor device described in
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、アンダーフィルが選択的に配置され、アンダーフィルによる半導体チップと基板との接合部における応力緩和と、アンダーフィルによる特性低下の抑制とが両立する構造の半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and underfill is selectively disposed. Stress relaxation at the joint between the semiconductor chip and the substrate due to underfill, and suppression of characteristic deterioration due to underfill can be achieved. An object is to provide a semiconductor device having a compatible structure.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の半導体装置は、一面(1a)を有し、複数の接続部(15)を一面側に備える半導体チップ(1)と、接続部を介して半導体チップが搭載される基板(3)と、半導体チップと基板との隙間に配置されるアンダーフィル(2)と、を備える。このような構成において、接続部の一部は、高周波を伝送する高周波用接続部(151)であり、一面に対する法線方向から見て、高周波用接続部と他の接続部との間には壁部(16)が配置され、壁部は、該法線方向から見て、該高周波用接続部と他の接続部とを区画しており、高周波用接続部は、アンダーフィルから露出しており、複数の接続部のうち高周波用接続部と異なる接続部は、アンダーフィルにより覆われている。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to
これにより、アンダーフィルが半導体チップと基板との間に配置されつつも、半導体チップのうち高周波信号を伝送する接続部が該アンダーフィルから露出した構成の半導体装置となる。これにより、アンダーフィルによる接続部への応力集中の緩和と高周波信号の損失低減とが両立した半導体装置となる。 As a result, the semiconductor device has a configuration in which a connection portion for transmitting a high-frequency signal is exposed from the underfill while the underfill is disposed between the semiconductor chip and the substrate. As a result, a semiconductor device in which alleviation of stress concentration on the connecting portion due to underfill and reduction in loss of high-frequency signals are achieved.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 Reference numerals in parentheses attached to each component and the like indicate an example of a correspondence relationship between the component and the like and specific components described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
第1実施形態について、図1〜図7Bを参照して述べる。本実施形態の半導体装置は、例えば、自動車などの車両に搭載される半導体装置(例えばミリ波レーダなど)に適用されることができる。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. The semiconductor device of this embodiment can be applied to a semiconductor device (for example, a millimeter wave radar) mounted on a vehicle such as an automobile.
図1では、構成を分かり易くするため、後述する半導体チップ1および基板3の構成要素であって、上面視では見えないものを破線または二点鎖線で示している。図1〜図7Bでは、構成を分かり易くするため、構成要素の寸法や厚みなどをデフォルメして誇張したものを示している。また、図2では、見易くするため、半導体チップ1のうち後述する端子12、絶縁層13および再配線層14を省略している。
In FIG. 1, in order to make the configuration easy to understand, constituent elements of a
本実施形態の半導体装置は、図1もしくは図2に示すように、半導体チップ1と、アンダーフィル2と、基板3とを備え、基板3のうち基材30の上面30a上に半導体チップ1が搭載されると共に、これらの隙間にアンダーフィル2が選択的に配置されている。
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the semiconductor device of this embodiment includes a
半導体チップ1は、例えば、WLCSP(Wafer level Chip Size Packageの略)とされており、通常の半導体プロセスで形成される。半導体チップ1は、例えば、図3に示すように、一面1aを有する略板状とされ、ベアチップ11、端子12、絶縁層13、再配線層14、接続部15および壁部16を備える。半導体チップ1の一面1a側には、図3で示すように、端子12、絶縁層13、再配線層14、接続部15および壁部16が配置されている。
The
ベアチップ11は、例えば、主としてシリコンなどの半導体材料によりなり、図示しない集積回路(IC)を備えると共に、図3に示すように、表面11aを有する矩形板状とされ、表面11a側に端子12が形成されている。
The
端子12は、例えば、Al(アルミニウム)などの金属材料により構成され、表面11aに対する法線方向から見て、アレイ状に複数配置されている。端子12は、図3に示すように、再配線層14と接続されると共に、絶縁層13により覆われている。複数の端子12は、その数や配置については用途に応じて適宜変更される。
The
絶縁層13は、例えば、通常の再配線工程にて用いられる絶縁性材料、例えばポリイミドなどの樹脂材料などで構成される。
The insulating
再配線層14は、通常の再配線工程にて用いられる導電性材料、例えばCu(銅)、Al、Ag(銀)やAu(金)などの金属材料などで構成される。再配線層14は、例えば、電解メッキや無電解メッキなどにより形成され、図3に示すように、複数の端子12とこれらに対応する接続部15とをそれぞれ電気的に接続している。
The
接続部15は、半導体チップ1を基板3に搭載する際に用いられ、半導体チップ1の端子12と基板3上に形成された配線とを電気的に接続する部材であり、例えば、図1に示すように、複数形成されると共に、アレイ状に配置される。接続部15は、例えば、図2に示すように、CuやAgなどの金属材料によりなる下地層15aとはんだによりなるバンプ15bとが積層された構成とされ、電解メッキや無電解メッキなどにより形成される。なお、下地層15aおよびバンプ15bは、半導体チップ1の一面1aに対する法線方向(以下「一面法線方向」という)における高さ(以下、単に「高さ」という)については任意である。
The
複数の接続部15は、本実施形態では、その一部が例えばミリ波帯(周波数30GHz〜300GHz)などの高周波用信号の伝送に用いられる高周波用接続部151とされ、残部が他の用途に用いられる他の接続部152とされている。
In the present embodiment, a part of the plurality of
高周波用接続部151は、本実施形態では、図1に示すように、上面視にて、複数の接続部15のうち半導体チップ1の外郭に隣接する位置、すなわち最外周に2つ配置されている。高周波用接続部151は、必ずしも最外周に配置されていなくてもよいが、高周波信号の伝送における損失低減の観点から、最外周に配置されることが好ましい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, two high-
高周波用接続部151は、本実施形態では、例えば、図1もしくは図2に示すように、後述する高周波用配線33にそれぞれ接続されると共に、後述する壁部16に部分的に囲まれ、アンダーフィル2から露出している。2つの高周波用接続部151は、例えば、一方が半導体チップ1から基板3へ高周波信号を伝送する出力用の接続部とされ、他方が基板3から半導体チップ1へ高周波信号を伝送する入力用の接続部とされる。これにより、高周波信号を伝送する高周波用接続部151に、誘電率の異なる材料により構成されるアンダーフィル2が接触することによる高周波信号の損失が抑制される。
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the high-
壁部16は、後述する本実施形態の半導体装置の製造工程のうちアンダーフィル2の形成工程において、アンダーフィル2が高周波用接続部151に接触することを防止する壁としての役割を果たす部材である。壁部16は、本実施形態では、接続部15のうち下地層15aと同じ材料によりなり、接続部15の形成工程において接続部15と共に電解メッキや無電解メッキなどにより形成される。
The
壁部16は、図1に示すように、上面視にて、高周波用接続部151と他の接続部152との間であって、高周波用接続部151から離れた位置に配置されると共に、これらを区画している。具体的には、壁部16は、例えば図1に示すように、上面視にて、略U字形状とされると共に、高周波用接続部151が接続される高周波用配線33の延設方向と異なる方向において、高周波用接続部151を部分的に囲む配置とされている。
As shown in FIG. 1, the
壁部16は、本実施形態では、図2もしくは図3に示すように、基板3と隙間を隔てて配置され、一面法線方向における高さが接続部15の高さよりも小さい。言い換えると、壁部16は、本実施形態では、半導体チップ1を基板3上に搭載する際に、基板3に接触せず、かつ後述するアンダーフィル2の形成工程においてアンダーフィル2を構成する材料が壁部16と基板3との隙間に留まる程度の高さとされている。壁部16の高さや形状の詳細については、後述する。
In this embodiment, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the
アンダーフィル2は、半導体チップ1と基板3との接合部分の補強、当該接合部分への応力集中の緩和や封止による保護等の役割を果たすものであり、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料によりなる。アンダーフィル2は、半導体チップ1を基板3上に搭載した後、樹脂材料を溶媒に混合することなどにより液状とされた材料(以下「アンダーフィル材」という)を、半導体チップ1の端面側から半導体チップ1の直下に注入して加熱硬化することで配置される。
The
アンダーフィル2は、高周波信号の損失低減のため、図2に示すように、半導体チップ1と基板3との隙間においては、高周波用接続部151を含む所定の領域と異なる領域を充填する選択的な配置とされている。アンダーフィル2は、図1に示すように、上面視にて、半導体チップ1の外郭から外側の領域においては、高周波信号の損失低減の観点から、基板3のうち高周波用接続部151に電気的に接続された高周波用配線33とは接触しない配置とされることが好ましい。
The
基板3は、例えば、図2に示すように、基材30と、複数のランド31と、ソルダーレジスト層32と、高周波用配線33とを備える。基板3は、他の図示しない配線や電子部品が搭載されていてもよい。
For example, as shown in FIG. 2, the
基材30は、例えば、主としてポリイミド樹脂などの合成樹脂により構成され、図1もしくは図2に示すように、上面30aを有する矩形板状とされると共に、上面30a側にランド31、ソルダーレジスト層32および高周波用配線33が配置されている。
The
ランド31は、例えば、Cuなどの金属材料により構成され、図2に示すように、半導体チップ1の接続部15が接合されている。ランド31は、高周波信号が伝送される高周波用配線33や図示しない他の配線などが接続されている。ランド31は、本実施形態では、例えば、図2に示すように、断面視にて、接続部15の直下に配置される第1のランド311と壁部16の直下に配置される第2のランド312とを有してなる。
The
なお、第2のランド312は、本実施形態では、後述する壁部16と基板3との隙間の高さ方向における寸法を調整するダミーとして用いられており、第1のランド311およびこれに接続される配線と電気的に分離している。
In the present embodiment, the
ソルダーレジスト層32は、例えば、ポリイミド樹脂などの絶縁性材料によりなり、図2に示すように、上面30a側に形成され、第1のランド311の一部、第2のランド312および図示しない配線の一部などを覆っている。
The solder resist
ソルダーレジスト層32は、本実施形態では、液状のアンダーフィル材の濡れ性が良好な任意の絶縁性材料で構成され、このアンダーフィル材が壁部16を超えて高周波用接続部151に到達することを抑制するための所定の配置とされている。この詳細については後述する。また、ソルダーレジスト層32は、例えば、上面30aに対する法線方向における厚みが50μm程度とされるが、適宜調整されてもよい。
In this embodiment, the solder resist
高周波用配線33は、Cuなどの金属材料により構成され、第1のランド311のうち高周波用接続部151が接続されるものに接続されている。高周波用配線33は、本実施形態では、例えば、図示しないアンテナなどに接続されると共に、図1に示すように、アンダーフィル2から露出している。
The high-
以上が本実施形態の半導体装置の構成である。 The above is the configuration of the semiconductor device of this embodiment.
次に、壁部16と基板3との隙間について、図3を参照して説明する。
Next, the clearance gap between the
壁部16と基板3のうち断面視にて壁部16の直下に位置する部分(以下「壁直下部」という)との間には、本実施形態では、例えば、図3に示すように、隙間が存在している。
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 3, between the
図3に示すように、半導体チップ1の一面1aと基板3の上面30aとの隙間をギャップG0とし、壁部16と壁直下部との隙間をギャップG1として、ギャップG1は、ギャップG0の10%以下とされることが好ましい。具体的には、ギャップG0が例えば100μm〜150μmである場合には、ギャップG1は、15μm以下、好ましくは5μm〜10μmとされることとなる。これにより、アンダーフィル2の形成工程において、壁部16と壁直下部との間において毛細管現象が生じることとなる。
As shown in FIG. 3, the gap between the one
次に、壁部16および基板3のうち壁直下部の形状等およびその効果について、図3を参照して説明する。
Next, the shape and the effect of the
壁部16と壁直下部との隙間には、後述する製造工程のうちアンダーフィル材を流し込む工程において、毛細管現象が働く結果、図3に示すように、アンダーフィル2が充填される。このとき、アンダーフィル材が壁部16を超えて高周波用接続部151に到達しないようにするため、壁部16は、図3に示すように、壁部16のうち基板3側の先端部分の断面形状が角を有する形状、好ましくは直角形状とされる。
As shown in FIG. 3, the
一方、基板3のうち壁直下部は、本実施形態では、図3に示すように、第2のランド312とこれを覆うソルダーレジスト層32の一部とにより構成されている。壁直下部は、図3に示すように、断面視にて基板3の上面30aのうち壁部16を一面法線方向に沿って投影した領域に形成されている。この壁直下部のうち壁部16側、かつ高周波用接続部151側の先端部分は、壁部16と同様に、その断面形状が角を有する形状、好ましくは直角形状とされる。
On the other hand, in the present embodiment, the portion immediately below the wall of the
なお、壁部16および壁直下部は、図3に示すように、断面視にて、高周波用接続部151側の端面が揃えられることが好ましい。
In addition, as shown in FIG. 3, it is preferable that the end surface by the side of the
これにより、壁部16の先端部分の面および壁直下部の先端部分の面のうち高周波用接続部151側の端部において、これらの面に沿って、アンダーフィル材が高周波用接続部151側にはみ出しにくい形状となる。そのため、アンダーフィル2と高周波用接続部151との接触が防止され、高周波用接続部151がアンダーフィル2から露出した構造となる。
Thereby, in the edge part by the side of the high
次に、壁部16の形状および基材30上のソルダーレジスト層32の配置について、図4を参照して説明する。
Next, the shape of the
図4では、壁部16やソルダーレジスト層32の形状等を分かり易くするため、上面視では見えない壁部16、高周波用接続部151、第1のランド311の一部、ソルダーレジスト層32および高周波用配線33の一部を実線で示している。また、図4では、上記の目的で、半導体チップ1の外郭を一点鎖線で示すと共に、第1のランド311のうちソルダーレジスト層32に覆われて見えない外郭を破線で示している。
In FIG. 4, in order to easily understand the shape of the
なお、以下、説明の簡略化のため、図4に示すように、上面視にて、壁部16のうち高周波用接続部151側の壁面を「内壁面16a」と称し、その反対側の壁面を「外壁面16b」と称する。また、図4に示すように、便宜的に、図4紙面中の左右方向を「X方向」と称し、図4紙面中においてX方向と垂直な方向を「Y方向」と称する。
In the following, for simplification of description, as shown in FIG. 4, the wall surface on the high
壁部16の内壁面16aは、図4に示すように、上面視にて、X方向に沿った部分とY方向に沿った部分との交差部分が湾曲形状とされることが好ましい。これは、アンダーフィル材の注入時に、当該交差部分と基板3との隙間に到達したアンダーフィル材が、交差部分の形状に沿って滑らかに流動し、高周波用接続部151側にはみ出すことが抑制されるためである。
As shown in FIG. 4, the
なお、当該交差部分は、角のない形状とされていればよく、図4に示すようなR形状だけでなく、適宜変更されてもよい。 In addition, the said intersection part should just be made into the shape without an angle | corner, and may be suitably changed not only R shape as shown in FIG.
一方、本実施形態では、図4に示すように、基材30の上面30aのうち上面視にて半導体チップ1の直下領域、かつ、壁部16の直下領域と高周波用接続部151に接続される第1のランド311との間の一部領域は、ソルダーレジスト層32から露出している。具体的には、図4に示すように、基材30の上面30aのうち少なくとも壁部16の直下の領域に隣接する部分を含む領域は、ソルダーレジスト層32から露出している。言い換えると、ソルダーレジスト層32のうち壁部16の直下領域と第1のランド311との間に、ソルダーレジスト層32を貫通する溝が形成され、第1のランド311がこの溝に部分的に囲まれているとも言える。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
また、基材30の上面30aのうち上記のソルダーレジスト層32から露出する領域(以下「露出領域」という)は、ソルダーレジスト層32よりもアンダーフィル材の濡れ性が悪い状態とされている。具体的には、例えば、基材30を主としてソルダーレジスト層32よりもアンダーフィル材の濡れ性が悪い絶縁性材料により構成したり、アンダーフィル材の濡れ性が悪くなるように任意の撥液処理を施したりすることが挙げられる。
Further, a region exposed from the solder resist layer 32 (hereinafter referred to as “exposed region”) on the
これにより、壁部16と基板3との隙間に進入したアンダーフィル材が、高周波用接続部151側にはみ出そうとしても、アンダーフィル材の濡れ性の悪い露出領域における表面張力の作用によりその進行が阻まれることとなる。
As a result, even if the underfill material that has entered the gap between the
したがって、壁部16の内壁面16aの形状によるアンダーフィル材の流動への影響、および基材30の露出領域によるアンダーフィル材の濡れ広がりのへ影響により、アンダーフィル材が高周波用接続部151に接触することが防止される。
Therefore, due to the influence of the shape of the
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法の一例について、図5Aないし図7Bを参照して説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 5A to 7B.
なお、本実施形態の半導体装置では、半導体チップ1の製造において壁部16を形成する点を除き、任意の半導体プロセスを採用できるため、この点以外の工程については簡単に説明する。また、図5Aないし図6Dでは、工程を分かり易くするため、半導体チップ1のうち高周波用接続部151および壁部16を備える一部の断面を示し、他の領域については省略している。
In the semiconductor device of the present embodiment, any semiconductor process can be adopted except that the
まず、図5Aに示すように、通常の半導体プロセスにより複数の端子12が表面11a側に形成されたベアチップ11を用意する。そして、図5Bに示すように、ベアチップ11の表面11a上に、ポリイミドなどの感光性の絶縁性材料によりなり、絶縁層13の一部である第1絶縁膜131を形成した後、フォトリソグラフィエッチング法によってパターニングし、端子12の一部を露出させる。
First, as shown in FIG. 5A, a
続けて、例えば、Ti(チタン)とCuとが積層されてなり、第1絶縁膜131および端子12の一部を覆う図示しないシード層をスパッタリングなどにより成膜する。その後、図5Cに示すように、このシード層上に感光性の絶縁性材料によりなるレジスト膜4を塗布法により成膜し、フォトリソグラフィエッチング法によりパターニングして、シード層のうち端子12およびその周囲を覆う部分を露出させる。
Subsequently, for example, Ti (titanium) and Cu are laminated, and a seed layer (not shown) covering the first insulating
次いで、図5Dに示すように、例えば、電解メッキなどによりCuなどで再配線層14を形成した後、レジスト剥離液などによりレジスト膜4を剥離し、図示しないシード層をエッチング液などにより除去する。その後、例えば、図5Bでの説明と同様の手順により、再配線層14および第1絶縁膜131を覆う第2絶縁膜132の成膜およびパターニングを行い、ベアチップ11の表面11aおよび再配線層14の一部を覆う絶縁層13を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, for example, after forming the
そして、例えば、Ti(チタン)とCuとが積層されてなり、再配線層14のうち第2絶縁膜132から露出した部分(以下「露出部」という)および第2絶縁膜132を覆う図示しないシード層をスパッタリングなどにより成膜する。その後、例えば、図5Cでの説明と同様の手順により、このシード層上にレジスト膜4の成膜およびパターニングを行う。このとき、図6Aに示すように、図示しないシード層のうち再配線層14の露出部およびその周囲を覆う部分を露出させる開口部4aと、図示しないシード層のうち該露出部から離れた部分を覆う部分を露出させる開口部4bと、を備えるレジスト膜4とする。
Then, for example, Ti (titanium) and Cu are laminated, and a portion of the
その後、例えば、図5Dでの説明と同様の手順により、図6Bに示すように、Cuなどによりなる下地層15aおよび壁部16を形成した後、下地層15aおよび壁部16上に図示しないNi(ニッケル)の薄膜を電解メッキなどにより形成する。そして、図6Cに示すように、絶縁層13上のレジスト膜4を第1レジスト膜41として、例えば、壁部16を覆う第2レジスト膜42をディスペンサー塗布などにより形成し、電解メッキなどによりはんだによりなるバンプ15bを下地層15a上に形成する。
5D, for example, after forming the
続けて、例えば、図5Dでの説明と同様の手順で、レジスト膜41、42および図示しないシード層を除去した後、はんだによりなるバンプ15bを加熱融解させてから放冷して再度固化させる。これにより、図6Dに示すように、複数の接続部15および高周波用接続部151を部分的に囲む壁部16を備える半導体チップ1を製造することができる。
Subsequently, for example, after removing the resist
次いで、図7Aに示すように、接続部15が接続される第1のランド311と、壁部16に対応する位置に第2のランド312と、これらを覆うソルダーレジスト層32と、高周波用配線33とを備える基板3を用意し、半導体チップ1と位置合わせをする。そして、例えば、リフロー方式によりバンプ15bを加熱融解させてから放冷により再度固化することで、半導体チップ1と基板3とを接続する。
Next, as shown in FIG. 7A, the
そして、図7Bに示すように、エポキシ樹脂などを溶媒等により溶解した液状のアンダーフィル材を半導体チップ1の端面から半導体チップ1の直下に流し込み、加熱硬化させることでアンダーフィル2を形成する。具体的には、半導体チップ1のうち一面1aとその反対面1bとの間の面を端面1cとし、端面1cのうち上面視にて高周波用接続部151側の部分を第1端面1caとし、その反対側の部分を第2端面1cbとして、第2端面1cbから上記の塗液を流し込む。このとき、壁部16が高周波用接続部151を部分的に囲んでいるため、液状のアンダーフィル材が高周波用接続部151と接触することが防止される。この状態でアンダーフィル材を加熱硬化してアンダーフィル2を形成することで、アンダーフィル2が選択的に配置された本実施形態の半導体装置を製造することができる。
Then, as shown in FIG. 7B, a liquid underfill material in which an epoxy resin or the like is dissolved with a solvent or the like is poured from the end face of the
本実施形態によれば、半導体チップ1が基板3上に搭載され、半導体チップ1のうち高周波信号を伝送する高周波用接続部151がアンダーフィル2から露出すると共に、他の接続部152がアンダーフィル2に覆われた構造の半導体装置となる。そのため、アンダーフィル2が壁部16の存在により選択的に配置され、他の接続部152への応力集中の緩和と、高周波用接続部151を介した高周波信号の伝送における損失低減と、が両立した構造の半導体装置となる。
According to this embodiment, the
(第2実施形態)
第2実施形態について、図8、図9を参照して述べる。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIGS.
図8では、図1と同様に、半導体チップ1および基板3の構成要素であって、上面視では見えないものを破線または二点鎖線で示すと共に、構成要素の大きさなどをデフォルメして誇張したものを示している。図8、図9では、図1と同様に、構成要素の厚みなどをデフォルメして誇張したものを示すと共に、半導体チップ1の一部を省略している。
In FIG. 8, as in FIG. 1, the constituent elements of the
本実施形態の半導体装置は、図8に示すように、壁部16が他の接続部152のうち高周波用接続部151と隣接するものにより構成され、ソルダーレジスト層32から一部露出した第2のランド312と電気的に接続されている。本実施形態の半導体装置は、上記の点において第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
As shown in FIG. 8, in the semiconductor device of this embodiment, the
壁部16は、本実施形態では、例えば、図8に示すように、他の接続部152のうち高周波用接続部151に隣接するものであって、壁状とされると共に、基板3のうちグラウンド電位とされた部分に接続される、グラウンド接続部152aで構成されている。壁部16は、例えば図8に示すように、上面視にて、略U字形状とされると共に、高周波用接続部151が接続される高周波用配線33の延設方向と異なる方向において、高周波用接続部151を部分的に囲む配置とされている。
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 8, the
壁部16は、本実施形態では、図9に示すように、他の接続部152と同様に、CuやAgなどの金属材料により構成される下地層16cとはんだによりなるバンプ16dとが積層された構成とされている。壁部16は、例えば、電解メッキや無電解メッキなどにより接続部15と同時に形成される。壁部16は、本実施形態では、例えば、図9に示すように、基板3のうちグラウンド電位とされた第2のランド312に接続されており、基板3との間に隙間が生じない配置とされている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the
なお、本実施形態では、壁部16と第2のランド312とが接続されているため、基板3の上面30aのうち高周波用接続部151と壁部16との間の領域については、ソルダーレジスト層32に覆われていてもよい。
In the present embodiment, since the
本実施形態によれば、第1実施形態による効果が得られると共に、壁部16と基板3との間に隙間が生じない構造であるため、第1実施形態よりもさらにアンダーフィル2が高周波用接続部151と接触することが抑制された半導体装置となる。また、本実施形態では、壁部16と接続部15とが同じ構成とされ、同時に形成できるため、製造コストが低減された半導体装置となる効果も期待される。
According to the present embodiment, the effects of the first embodiment can be obtained, and a gap is not generated between the
(第2実施形態の変形例)
第2実施形態の変形例について、図10を参照して説明する。図10では、図2と同様に、構成要素の厚みなどをデフォルメして誇張したものを示すと共に、半導体チップ1の一部を省略している。
(Modification of the second embodiment)
A modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 10, as in FIG. 2, the components are exaggerated by deforming the thickness and the like, and a part of the
本変形例の半導体装置は、高周波用接続部151、壁部16および他の接続部152が、図10に示すように、はんだによりなるバンプで構成されている点において上記第2実施形態と相違する。
The semiconductor device of this modification is different from the second embodiment in that the high-
本変形例の半導体装置は、半導体チップ1のうち高周波用接続部151、壁部16および他の接続部152をはんだによりなるバンプのみで構成する点を除き、上記第1実施形態の半導体装置と同じ製造方法により製造されることができる。例えば、図6Bで説明した下地層15aおよび壁部16の形成の代わりに、はんだによりなるバンプを電解メッキで形成した後、レジスト膜4および図示しないシード層を除去し、リフローすることで本変形例において用いられる半導体チップ1を用意できる。
The semiconductor device of this modification is the same as the semiconductor device of the first embodiment except that the high-
本変形例によれば、上記第2実施形態と同様の効果が得られる半導体装置となる。 According to this modification, the semiconductor device can obtain the same effects as those of the second embodiment.
(第3実施形態)
第3実施形態について、図11、図12を参照して述べる。図11では、図1と同様に、半導体チップ1および基板3の構成要素であって、上面視では見えないものを破線または二点鎖線で示すと共に、構成要素の大きさなどをデフォルメして誇張したものを示している。図11、12では、図1と同様に、構成要素の厚みなどをデフォルメして誇張したものを示すと共に、半導体チップ1の一部を省略している。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 11, as in FIG. 1, the constituent elements of the
本実施形態の半導体装置は、例えば、図11に示すように、上面視にて、高周波用接続部151を部分的に囲む壁部16を第1壁部161として、素子部17と該素子部17を囲む第2壁部162とをさらに備える点において、上記第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
For example, as shown in FIG. 11, the semiconductor device according to the present embodiment includes, as a top view, a
第2壁部162は、図11に示すように、上面視にて素子部17を囲む配置とされ、図12に示すように、第1壁部161と同様の構成とされている。第2壁部162は、第1壁部161と同様に、アンダーフィル材が所定の位置に流れ込むことを遮る壁としての役割を果たす。なお、第2壁部162は、素子部17を囲み、素子部17がアンダーフィル2に覆われることを抑制できればよく、その位置や形状などについては適宜変更される。
As shown in FIG. 11, the second wall portion 162 is disposed so as to surround the
素子部17は、図12に示すように、半導体チップ1に形成され、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systemsの略)などにより構成され、スイッチやセンサなどとして機能する部位である。素子部17は、例えば、アクチュエータ、加速度センサ、圧力センサなどとして機能する任意の構成とされ、任意の半導体プロセスにより形成される。素子部17は、図11もしくは図12に示すように、第2壁部162により囲まれることで、アンダーフィル2から露出している。
As shown in FIG. 12, the
基板3は、本実施形態では、図12に示すように、半導体チップ1のうち素子部17を含む所定の領域、すなわち第2壁部162に囲まれる領域を投影した領域(以下、単に「素子部投影領域」という)にスルーホール34が形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the
スルーホール34は、図12に示すように、基材30の上面30aとその反対側の面とを繋ぐ貫通孔であり、素子部17が出力した信号などを図示しない外部の電子部品などに伝送するために用いられ、必要に応じて壁面に図示しない電極層が形成される。なお、素子部17が圧力センサとして機能する構成とされている場合は、基板3のうち素子部投影領域には、スルーホール34以外に図示しない貫通孔が形成される。
As shown in FIG. 12, the through-
なお、基板3の素子部投影領域のうちその外郭を含む所定の領域については、アンダーフィル材が素子部投影領域に流れ込むことを抑制する目的で、図12に示すように、上面30aがソルダーレジスト層32から露出していることが好ましい。これにより、上記第1実施形態での説明と同じ理由で、素子部投影領域のうち基材30の上面30aが露出した部分でアンダーフィル材の濡れ性が悪化し、当該部分における表面張力の作用によりアンダーフィル材の流れ込みが抑制される。
For a predetermined region including the outline of the element portion projection area of the
本実施形態によれば、第1実施形態での効果に加えて、素子部17を備えつつも、第2壁部162によりアンダーフィル2と素子部17との接触およびこれに伴う動作不良が抑制された半導体装置となる。
According to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the second wall portion 162 suppresses the contact between the
(第4実施形態)
第4実施形態について、図13、図14を参照して述べる。図13、図14では、後述するソルダーレジスト層32およびアンダーフィル2の配置を分かり易くするため、断面を示すものではないが、アンダーフィル2もしくはアンダーフィル材2aにハッチングを施している。また、図13、図14では、見易くするために、半導体チップ1の外郭および構成要素を破線で示し、上面視にて半導体チップ1で隠される部分を実線で示すと共に、構成要素の大きさなどをデフォルメして誇張したものを示している。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 13 and FIG. 14, in order to make it easy to understand the arrangement of the solder resist
ところで、従来、この種の半導体装置では、アンダーフィル2が上面視にて半導体チップ1の外郭の外側へはみ出した構成とされることが一般的である。このとき、アンダーフィル2は、高周波信号の損失低減の観点から、高周波用接続部151に接触しないだけでなく、基板3のうち高周波用配線33にも接触しないか、もしくは接触したとしてもその部分ができるだけ少ない配置とされることが好ましい。
Conventionally, this type of semiconductor device generally has a configuration in which the
しかしながら、従来、アンダーフィル2の半導体チップ1からのはみ出し量を制御することが難しく、高周波用配線33にアンダーフィル2が広範囲で接触してしまい、高周波信号の損失や半導体装置の高周波特性のバラツキが生じていた。
However, conventionally, it is difficult to control the amount of the
そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、上面視にてソルダーレジスト層32のうち半導体チップ1からはみ出す部分の幅を調整し、アンダーフィル2が半導体チップ1からはみ出す量(以下「はみ出し量」という)が制御された本実施形態の半導体装置に至った。
Therefore, as a result of intensive studies, the inventors adjusted the width of the portion of the solder resist
本実施形態の半導体装置は、図13に示すように、上面視にて、アンダーフィル2のはみ出し量がソルダーレジスト層32に制御された構成とされている点で、上記第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
As shown in FIG. 13, the semiconductor device of the present embodiment is different from the first embodiment in that the amount of protrusion of the
なお、以下、説明の簡略化のため、図13に示すように、半導体チップ1の端面1cのうち高周波用接続部151に隣接するものを「第1端面1ca」と称し、第1端面1caと反対側のものを「第2端面1cb」と称する。また、図13に示すように、ソルダーレジスト層32のうち上面視にて半導体チップ1の外郭外側の領域を「はみ出し領域32a」と称し、はみ出し領域32aのうちアンダーフィル材が滴下される領域を「滴下領域32aa」と称する。
In the following description, for simplification of description, as shown in FIG. 13, the
本実施形態の半導体装置では、ソルダーレジスト層32は、液状のアンダーフィル材の濡れ性が良好な材料、すなわち親液性の材料で構成されている。ソルダーレジスト層32は、本実施形態では、図14に示すように、はみ出し領域32aのうち上面視にて第2端面1cbの外郭のなす直線よりも半導体チップ1の反対側の領域が、アンダーフィル材が滴下される滴下領域32aaとされている。
In the semiconductor device of this embodiment, the solder resist
ソルダーレジスト層32は、例えば、図14に示すように、はみ出し領域32aのうち滴下領域32aaと異なる部分における幅L1が一定とされている。幅L1は、任意であるが、例えば0.2mm〜1mm程度とされる。
For example, as shown in FIG. 14, the solder resist
なお、ここでいう「はみ出し領域32aの幅」とは、上面視にて、はみ出し領域32aが接する半導体チップ1の外郭に対して直交する方向における幅を意味する。言い換えると、はみ出し領域32aの幅とは、半導体チップ1の外郭の一辺と、はみ出し領域32aの外郭のうち該一辺の外側における部分と、の間の領域における幅である。
Here, the “width of the
このようにはみ出し領域32aの幅L1を一定にすることにより、図14に示すように、アンダーフィル材2aを滴下して、アンダーフィル材2aを半導体チップ1の直下に配置する際におけるアンダーフィル材2aの過剰なはみ出しを抑制できる。
By making the width L1 of the
具体的には、滴下領域32aaに滴下されたアンダーフィル材2aは、図14中の白抜き矢印で示すように、第2端面1cb側から第1端面1ca側に向かう方向に、毛細管現象により濡れ広がっていく。アンダーフィル材2aは、半導体チップ1と基板3との隙間のうち壁部16により囲まれた部分以外にまず充填された後、この隙間からはみ出し領域32aにはみ出し始め、はみ出し始めの際に滴下が中止される。
Specifically, the
このとき、はみ出し領域32aのうち滴下領域32aaと異なる領域の幅L1が一定であるため、アンダーフィル材2aは、当該異なる領域におけるはみ出しにムラが生じることが抑制される。そして、当該異なる領域においては、アンダーフィル材2aは、表面張力の作用で留まると共に、はみ出し領域32aを超えてその外部まではみ出ることが抑制される。この状態でアンダーフィル材2aを加熱硬化することにより、アンダーフィル2の半導体チップ1の外郭より外側へのはみ出し量が制御された構成の本実施形態の半導体装置となる。
At this time, since the width L1 of the region different from the dropping region 32aa in the
本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加えて、アンダーフィル2の半導体チップ1からのはみ出し量が制御されることで、高周波特性のバラツキが抑制された半導体装置となる。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the amount of protrusion of the
(第5実施形態)
第5実施形態について、図15を参照して述べる。図15では、ソルダーレジスト層32の配置を分かり易くするため、半導体チップ1を破線で示し、上面視にて半導体チップ1に隠れて見えない部分を実線で示している。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 15, for easy understanding of the arrangement of the solder resist
本実施形態では、ソルダーレジスト層32は、はみ出し領域32aのうち滴下領域32aaと異なる部分に余白領域321、322が形成されている点において、上記第1実施形態と相違する。
In the present embodiment, the solder resist
余白領域321、322は、アンダーフィル材を滴下領域32aaから半導体チップ1の直下に注入した際に、半導体チップ1の直下の領域に意図しないアンダーフィル2の未充填領域、すなわちボイドが生じることを抑制する役割を果たす。
The
ここで、アンダーフィル材の注入の際に、はみ出し領域32aにもアンダーフィル材が回り込み、かつこの回り込みのアンダーフィル材のほうが半導体チップ1の直下の領域よりも早く濡れ広がることがある。この場合、上面視にて、はみ出し領域32aで濡れ広がったアンダーフィル材が半導体チップ1の外郭領域付近で半導体チップ1を取り囲み、半導体チップ1の直下の領域に空気が閉じ込められてしまうことで、ボイドが生じてしまう。このようなボイドが生じた場合、ボイドは、温度変化などによりアンダーフィル2や接続部15などにクラックが発生する起点となり、不具合の原因となり得る。
Here, when the underfill material is injected, the underfill material may also wrap around the protruding
しかしながら、はみ出し領域32aへのアンダーフィル材の回り込みが生じた場合でも、回り込んだアンダーフィル材が余分に濡れ広がる余白領域321、322が存在することで、アンダーフィル材の濡れ広がる速度を相対的に遅くすることができる。これにより、半導体チップ1の直下の領域でのアンダーフィル材の濡れ広がりが、はみ出し領域32aにおけるアンダーフィル材の濡れ広がりよりも先に完了し、ボイドが生じることが抑制される。
However, even when the underfill material wraps around the
なお、本実施形態では、余白領域321は、例えば、図15に示すように、一つの長方形状とされている。余白領域322は、例えば、図15に示すように、長方形状の突起が複数備える櫛歯形状とされている。ただ、余白領域321、322は、アンダーフィル材がはみ出し領域32aに回り込んだ際にその回り込んだアンダーフィル材の濡れ広がりの速度を遅くできればよく、数、配置および形状などについては任意である。この手法は、仮に壁部16を有さない他の半導体チップを用いた場合には、他の半導体チップとこれが搭載される基板との間をすべてアンダーフィル材で充填し、ボイドを抑制するのに有効である。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加えて、半導体チップ1と基板3との隙間において意図しないボイドが生じることが抑制される半導体装置となる。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, a semiconductor device in which unintended voids are prevented from being generated in the gap between the
(第6実施形態)
第6実施形態について、図16、図17を参照して述べる。図16では、ソルダーレジスト層32の配置や構成を分かり易くするため、断面を示すものではないが、ソルダーレジスト層32にハッチングを施している。また、図16では、見易くするために、半導体チップ1を破線で示し、上面視にて半導体チップ1で隠される部分を実線で示すと共に、ソルダーレジスト層32よりも外側の領域を省略している。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 16, in order to make the arrangement and configuration of the solder resist
本実施形態の半導体装置は、図16に示すように、アンダーフィル2のはみ出し量が基板3の上面30aのうちソルダーレジスト層32から露出した領域によって制御された構成とされている点で、上記第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
As shown in FIG. 16, the semiconductor device of the present embodiment has a configuration in which the amount of protrusion of the
ソルダーレジスト層32は、本実施形態では、例えば、図16に示すように、上面視にて、半導体チップ1を囲む略四角形枠体状とされ、基材30のうち該ソルダーレジスト層32に囲まれた部分よりもアンダーフィル材の濡れ性が悪い状態とされている。これは、アンダーフィル材の注入時に、上面視にて、半導体チップ1の外郭からはみ出したアンダーフィル材がソルダーレジスト層32を乗り越えて、さらに外側へ濡れ広がることを抑制するためである。
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 16, the solder resist
なお、必要に応じて、基材30の上面30aのうちソルダーレジスト層32に囲まれた部分にアンダーフィル材の濡れ性が向上する任意の親液処理を施してもよいし、ソルダーレジスト層32に任意の撥液処理を施してもよい。また、基材30とソルダーレジスト層32とを構成する材料の選定によって、アンダーフィル材の濡れ性の相対的な良し悪しを調整してもよい。
If necessary, any part of the
アンダーフィル2は、本実施形態では、例えば、図16に示すように、基板3のうちソルダーレジスト層32の内郭により囲まれた領域30b(以下「レジスト内郭領域30b」という)を覆うように配置されている。アンダーフィル2は、図16もしくは図17に示すように、ソルダーレジスト層32から露出したレジスト内郭領域30bに配置され、半導体チップ1と基板3との隙間のうち高周波用接続部151を含む所定の領域と異なる領域を覆っている。
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 16, the
以下、説明の簡略化のため、図16に示すように、レジスト内郭領域30bのうちアンダーフィル2に覆われると共に、半導体チップ1の外郭からはみ出した領域を「はみ出し領域30ba」と称する。また、はみ出し領域30baのうちアンダーフィル材を滴下する領域を「滴下領域30bb」と称する。
Hereinafter, for simplification of description, as illustrated in FIG. 16, a region of the resist
ここで、図16に示すように、はみ出し領域30baのうち滴下領域30bbと異なる領域における幅をL2として、幅L2は上記第4実施形態と同様に、一定とされている。これは、上記第4実施形態と同様に、アンダーフィル2の半導体チップ1の外郭外側へのはみ出し量を制御するためである。
Here, as shown in FIG. 16, the width in the region different from the dropping region 30bb in the protruding region 30ba is L2, and the width L2 is constant as in the fourth embodiment. This is for controlling the amount of the
なお、ここでいう「はみ出し領域30baの幅」とは、上面視にて、はみ出し領域30baが接する半導体チップ1の外郭に対して直交する方向における幅を意味する。
Here, the “width of the protruding region 30ba” means a width in a direction perpendicular to the outline of the
本実施形態によれば、上記第1実施形態に加えて、アンダーフィル2の半導体チップ1からのはみ出し量が制御されることで、高周波特性のバラツキが抑制された半導体装置となる。
According to the present embodiment, in addition to the first embodiment, the amount of protrusion of the
(第7実施形態)
第7実施形態について、図18を参照して述べる。図18では、図17と同様の目的で、半導体チップ1を破線で示し、上面視にて半導体チップ1で隠される部分を実線で示すと共に、ソルダーレジスト層32よりも外側の領域を省略している。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 18, for the same purpose as in FIG. 17, the
本実施形態の半導体装置は、図18に示すように、アンダーフィル2のはみ出し量が基板3の上面30aのうちソルダーレジスト層32に囲まれると共に、ソルダーレジスト層32から露出したレジスト内郭領域30bによって制御される構成とされている。また、本実施形態の半導体装置では、レジスト内郭領域30bは、余白領域30bc、30bdを備える。本実施形態の半導体装置は、これらの点で上記第1実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
In the semiconductor device of this embodiment, as shown in FIG. 18, the protrusion amount of the
レジスト内郭領域30bは、上記第6実施形態と同様に、ソルダーレジスト層32よりもアンダーフィル材の濡れ性が良好な領域とされ、本実施形態では、図18に示すように、余白領域30bc、30bdを有してなる。
Similar to the sixth embodiment, the resist
余白領域30bc、30bdは、上記第5実施形態における余白領域321、322と同様に、アンダーフィル材の注入時に、半導体チップ1の直下の領域に意図しないボイドが生じることを抑制する役割を果たす。
The blank areas 30bc and 30bd play a role of suppressing the occurrence of unintended voids in the area immediately below the
なお、本実施形態では、余白領域30bcは、例えば、図18に示すように、一つの長方形状とされている。余白領域30bdは、例えば、図18に示すように、長方形状の突起が複数備える櫛歯形状とされている。ただ、余白領域30bc、30bdは、アンダーフィル材がはみ出し領域30baに回り込んだ際にその回り込んだアンダーフィル材の濡れ広がりの速度を遅くできればよく、数、配置および形状などについては任意である。 In the present embodiment, the blank area 30bc has a rectangular shape as shown in FIG. 18, for example. For example, as shown in FIG. 18, the blank area 30bd has a comb-teeth shape with a plurality of rectangular protrusions. However, the margin areas 30bc and 30bd need only be able to slow down the wetting and spreading speed of the underfill material when the underfill material wraps around the protruding area 30ba, and the number, arrangement, and shape are arbitrary. .
本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加えて、半導体チップ1と基板3との隙間において意図しないボイドが生じることが抑制される半導体装置となる。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, a semiconductor device in which unintended voids are prevented from being generated in the gap between the
(他の実施形態)
なお、上記した各実施形態に示した半導体装置は、本発明の半導体装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The semiconductor device described in each of the above embodiments is an example of the semiconductor device of the present invention, and is not limited to each of the above embodiments, but within the scope described in the claims. Can be changed as appropriate.
(1)例えば、上記各実施形態では、基板3のうち壁部16の直下である壁直下部が第2のランド312およびソルダーレジスト層32の一部で構成されている例について説明した。ただ、壁直下部は、壁部16とのギャップG1がギャップG0の10%以下となればよく、図19に示すように、第2のランド312のみで構成されていてもよい。また、第2のランド312は、ランドとしての形態だけでなく、配線の形態とされてもよい。さらに、壁直下部は、図20に示すように、ソルダーレジスト層32の一部のみで構成されていてもよい。
(1) For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the lower portion of the
(2)上記第1実施形態では、アンダーフィル2を樹脂材料のみにより構成した例について説明したが、アンダーフィル2は、図21に示すように、SiO2などの絶縁性材料によりなるフィラー21を含んだ構成とされてもよい。この場合、フィラー21は、図21に示すように、その粒径が壁部16と基板3とのギャップG1よりも大きいものが用いられることが好ましい。
(2) In the first embodiment described above, an example in which the
これにより、図21に示すように、壁部16と基板3との隙間の外側でフィラー21が詰まり、壁部16と基板3との隙間へのアンダーフィル材の進入量が抑さえられることで、高周波用接続部151にアンダーフィル2が接触することを防止する効果がより高まる。そのため、高周波信号の損失をより低減できる半導体装置となる。
As a result, as shown in FIG. 21, the
なお、フィラー21の粒径とは、例えば、平均粒径分布における算術平均径をいう。フィラー21は、壁部16と基板3との隙間よりも大きい粒径のものが所定の量以上に含まれていればよく、壁部16と基板3との隙間よりも小さい粒径のものを含んでいてもよい。
The particle size of the
(3)上記各実施形態では、壁部16が高周波用接続部151を部分的、かつ連続的に取り囲む形状とされた例について説明したが、図22に示すように、高周波用接続部151を断続的に取り囲む形状とされてもよい。この場合、上面視にて隣接する壁部16同士の隙間は、毛細管現象が生じつつ、アンダーフィル材が容易に通過できない程度とされていればよい。
(3) In each of the above-described embodiments, the example in which the
(4)上記各実施形態では、高周波用配線33がアンダーフィル2から露出した構造とされた例について説明したが、他にも高周波用配線33までアンダーフィル材が進入することを抑制するものを備えた半導体装置とされてもよい。例えば、基板3のうち高周波用配線33の周囲の領域に、液状のアンダーフィル材の進行を遮る凸部や凹部などが形成されていてもよい。
(4) In each of the above embodiments, the example in which the high-
(5)上記各実施形態では、半導体チップ1がWLCSPとされた半導体装置の構造例について説明したが、図23に示すように、半導体チップ1が、インターポーザ基板19を有し、この他面19bに壁部16が形成された構造とされていてもよい。
(5) In each of the above embodiments, the structure example of the semiconductor device in which the
例えば、この場合、半導体チップ1は、図23に示すように、シリコンチップ18と、一面19aおよび他面19bを有するインターポーザ基板19と、を有してなる。
For example, in this case, as shown in FIG. 23, the
シリコンチップ18は、上記第1実施形態と同様に、WLCSPであり、図示しないベアチップ、端子、絶縁層および再配線層並びに接続部181を有する構成とされ、通常の半導体プロセスにより製造される。シリコンチップ18は、はんだやCuなどの任意の導電性材料によりなる接続部181を介して、インターポーザ基板19の一面19a側に接続されている。
Similar to the first embodiment, the
インターポーザ基板19は、例えば、主としてエポキシ樹脂などの絶縁性材料によりなる基材を有してなり、図23に示すように、他面19b側に接続部191と壁部16が形成された構成とされる。インターポーザ基板19は、図示しない配線およびスルーホールが形成されており、一面19a側に形成された図示しない配線と接続部191とが電気的に接続されている。
The
つまり、この場合、接続部191は、上記各実施形態における接続部15に相当し、その一部が高周波信号の伝送に用いられる。そして、接続部191と壁部16との配置関係は、上記各実施形態における接続部15と壁部16との配置関係と同様とされる。すなわち、接続部191のうち高周波信号の伝送に用いられるものは、壁部16によって部分的に囲まれることで、アンダーフィル2から露出する。
That is, in this case, the
なお、シリコンチップ18とインターポーザ基板19との間には、アンダーフィル2と同じまたは別の図示しない充填材が配置されていてもよい。上記各実施形態において、半導体チップ1が上記の構造とされた場合であっても、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
Note that a filler (not shown) that is the same as or different from the
1 半導体チップ
151 高周波用接続部
16 壁部
2 アンダーフィル
3 基板
31 ランド
32 ソルダーレジスト層
33 高周波用配線
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記接続部を介して前記半導体チップが搭載される基板(3)と、
前記半導体チップと前記基板との隙間に配置されるアンダーフィル(2)と、を備え、
前記接続部の一部は、高周波を伝送する高周波用接続部(151)であり、
前記一面に対する法線方向から見て、前記高周波用接続部と他の前記接続部との間には壁部(16)が配置され、
前記壁部は、前記法線方向から見て、該高周波用接続部と他の前記接続部とを区画しており、
前記高周波用接続部は、前記アンダーフィルから露出しており、
複数の前記接続部のうち前記高周波用接続部と異なる前記接続部は、前記アンダーフィルにより覆われている半導体装置。 A semiconductor chip (1) having one surface (1a) and having a plurality of connecting portions (15) on the one surface side;
A substrate (3) on which the semiconductor chip is mounted via the connecting portion;
An underfill (2) disposed in a gap between the semiconductor chip and the substrate,
A part of the connection part is a high frequency connection part (151) for transmitting a high frequency,
A wall portion (16) is disposed between the high frequency connection portion and the other connection portion when viewed from the normal direction to the one surface,
The wall portion defines the high frequency connection portion and the other connection portion as seen from the normal direction,
The high frequency connection portion is exposed from the underfill,
The said connection part different from the said high frequency connection part among the said several connection parts is a semiconductor device covered with the said underfill.
前記素子部は、前記法線方向から見て、前記壁部を第1壁部(161)として、第2壁部(162)に囲まれていると共に、前記アンダーフィルから露出しており、
前記第2壁部は、前記半導体チップの前記一面側に形成されている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体装置。 An element portion (17) is further formed on the one surface side of the semiconductor chip,
The element portion is surrounded by the second wall portion (162) as the first wall portion (161) when viewed from the normal direction, and is exposed from the underfill,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second wall portion is formed on the one surface side of the semiconductor chip.
前記高周波用配線は、前記アンダーフィルから露出している請求項1ないし6のいずれか1つに記載の半導体装置。 The substrate further includes a high frequency wiring (33) electrically connected to the high frequency connection portion,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the high-frequency wiring is exposed from the underfill.
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