JP2021106177A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、半導体装置に関するものである。 The present disclosure relates to semiconductor devices.
近年の電子機器の小型化に伴い、電子機器に用いられる半導体装置の小型化が進められている。例えば、特許文献1には、複数の電極を有する半導体素子と、半導体素子のうちの複数の電極が形成される裏面を覆う絶縁層と、絶縁層に形成されるとともに複数の電極と電気的に接続され、半導体素子よりも外方に位置する複数の配線とを備える半導体装置が提案されている。 With the recent miniaturization of electronic devices, the miniaturization of semiconductor devices used in electronic devices is being promoted. For example, in Patent Document 1, a semiconductor element having a plurality of electrodes, an insulating layer covering the back surface on which the plurality of electrodes of the semiconductor element are formed, and an insulating layer formed on the insulating layer and electrically with the plurality of electrodes. A semiconductor device that is connected and includes a plurality of wires located outside the semiconductor element has been proposed.
ところで、上記のような半導体装置では、電子機器における搭載スペース等の制約から、小型化が求められる。
本開示の目的は、小型化を可能とした半導体装置を提供することにある。
By the way, in the above-mentioned semiconductor devices, miniaturization is required due to restrictions such as mounting space in electronic devices.
An object of the present disclosure is to provide a semiconductor device capable of miniaturization.
本開示の一態様である半導体装置は、厚さ方向において互いに反対側を向く樹脂上面及び樹脂下面と、前記樹脂上面から前記樹脂下面まで貫通する貫通孔を有する樹脂層と、前記貫通孔に配設され、前記樹脂上面と同じ側を向く第1上面と、前記樹脂下面と同じ側を向く第1下面とを有する第1配線層と、前記樹脂上面と同じ側を向く第2上面と、前記樹脂下面と同じ側を向き前記樹脂上面の一部と前記第1上面とに接する第2下面とを有する第2配線層と、前記第2配線層の前記第2上面に接合された半導体素子と、を備え、前記第1配線層の厚さは、前記第2配線層の厚さ以上である。 The semiconductor device according to one aspect of the present disclosure includes a resin upper surface and a resin lower surface facing opposite sides in the thickness direction, a resin layer having a through hole penetrating from the resin upper surface to the resin lower surface, and the through hole. A first wiring layer provided and having a first upper surface facing the same side as the resin upper surface, a first lower surface facing the same side as the resin lower surface, a second upper surface facing the same side as the resin upper surface, and the above. A second wiring layer having a part of the resin upper surface facing the same side as the resin lower surface and a second lower surface in contact with the first upper surface, and a semiconductor element bonded to the second upper surface of the second wiring layer. The thickness of the first wiring layer is equal to or greater than the thickness of the second wiring layer.
この構成によれば、半導体素子と、その半導体素子を接続する配線部との配置の自由度が増す。このため、配線部に含まれる第1配線層と、半導体装置を接続する接合部とを厚さ方向において部分的に重なるように配置することができ、半導体装置を小型化できる。 According to this configuration, the degree of freedom in arrangement of the semiconductor element and the wiring portion connecting the semiconductor element is increased. Therefore, the first wiring layer included in the wiring portion and the joint portion connecting the semiconductor device can be arranged so as to partially overlap in the thickness direction, and the semiconductor device can be miniaturized.
本開示の一態様によれば、小型化を可能とした半導体装置を提供することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide a semiconductor device capable of miniaturization.
以下、実施形態及び変形例について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態及び変形例は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の各実施形態及び変形例は、種々の変更を加えることができる。また、以下の実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 Hereinafter, embodiments and modifications will be described with reference to the drawings. The embodiments and modifications shown below exemplify configurations and methods for embodying the technical idea, and the materials, shapes, structures, arrangements, dimensions, etc. of each component are limited to the following. It's not something to do. Various changes can be made to each of the following embodiments and modifications. In addition, the following embodiments and modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
(半導体装置の構成)
以下、図1、図2に基づき、一実施形態の半導体装置A1の構成を説明する。
図1は、本実施形態の半導体装置A1の概略断面図である。図2は、本実施形態の半導体装置A1の概略平面図である。
(Semiconductor device configuration)
Hereinafter, the configuration of the semiconductor device A1 of one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device A1 of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view of the semiconductor device A1 of the present embodiment.
これらの図に示す半導体装置A1は、様々な電子機器の回路基板に表面実装される装置である。ここで、説明の便宜上、半導体装置A1の厚さ方向を厚さ方向Zと呼ぶ。また、厚さ方向Zに対して直交する半導体装置A1の1つの辺に沿った方向(平面図の上下方向)を第1方向Xと呼ぶ。また、半導体装置A1の厚さ方向Zおよび第1方向Xの双方に対して直交する方向(平面図の左右方向)を第2方向Yと呼ぶ。 The semiconductor device A1 shown in these figures is a device that is surface-mounted on circuit boards of various electronic devices. Here, for convenience of explanation, the thickness direction of the semiconductor device A1 is referred to as the thickness direction Z. Further, the direction along one side of the semiconductor device A1 orthogonal to the thickness direction Z (vertical direction in the plan view) is referred to as the first direction X. Further, a direction (horizontal direction in the plan view) orthogonal to both the thickness direction Z and the first direction X of the semiconductor device A1 is referred to as a second direction Y.
図1及び図2に示すように、半導体装置A1は、矩形の板状である。半導体装置A1は、樹脂層10、配線部20、接合部40、半導体素子50、封止樹脂層60、外部導電膜71、外部接続端子72を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device A1 has a rectangular plate shape. The semiconductor device A1 includes a
樹脂層10は、樹脂上面101、樹脂下面102、複数の樹脂側面103を有している。樹脂上面101と樹脂側面103は、厚さ方向Zにおいて互いに反対側を向く。樹脂下面102は、平坦な面である。各樹脂側面103は、樹脂上面101及び樹脂下面102と交差、本実施形態では直交する。樹脂側面103は、第1方向Xと第2方向Yのいずれか一方を向く。各樹脂側面103は、平坦な面である。
The
樹脂層10は、例えば電気絶縁性を有する樹脂から構成される。樹脂層10を構成する樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、フェノール樹脂、PBO樹脂、等を用いることができる。なお、樹脂層10を構成する樹脂は、各種のフィラーを含む樹脂を用いることもできる。樹脂層10を構成する樹脂は、例えば黒色に着色されている。樹脂層10の厚さは、例えば10μmである。
The
樹脂層10は、複数の貫通孔11を有している。各貫通孔11は、厚さ方向Zにおいて、樹脂上面101から樹脂下面102まで樹脂層10を貫通している。図2に示すように、本実施形態の樹脂層10は、4個の貫通孔11を有している。各貫通孔11は、厚さ方向Zから視て、例えば矩形状である。なお、各貫通孔11の形状は、円形状であってもよいし、多角形状であってもよい。
The
各貫通孔11は、樹脂層10の樹脂下面102の側の開口よりも、樹脂上面101の側の開口が大きくなるように形成されている。つまり、樹脂層10において、貫通孔11を形成する内壁面104は、樹脂下面102から樹脂上面101に向かって貫通孔11の寸法が大きくなるように傾斜している。そして、樹脂層10は、樹脂上面101の側において、内壁面104と樹脂上面101との間に稜線部105を有している。この稜線部105は、樹脂層10の外側に向けて膨らむように湾曲している。そして、樹脂層10の稜線部105は、厚さ方向Zに沿った樹脂層10の断面において、樹脂上面101から稜線部105を介して内壁面104までなだらかに連続するように形成されている。
Each through
配線部20は、第1配線層21と第2配線層22とを有している。第1配線層21は、樹脂層10の貫通孔11に配設されている。第1配線層21の厚さは、樹脂層10の厚さと等しい。なお、厚さが等しいとは、例えば樹脂層10の厚さに対する所定の割合、例えば5%の誤差を含む。
The
第1配線層21は、上面211、下面212、複数の側面213を有している。上面211と下面212は、厚さ方向Zにおいて互いに反対側を向く。第1配線層21の上面211は、樹脂層10の樹脂上面101と同じ側を向く。第1配線層21の側面213は、樹脂層10の内壁面104と接している。第1配線層21において、上面211の端部211aは、下面212の側に向けて傾斜するとともに、第1配線層21の外側に向けて膨らむように湾曲している。これにより、第1配線層21の側面213は、上面211よりも下面212の側の位置にから、樹脂層10の樹脂下面102までにおいて樹脂層10と接している。したがって、第1配線層21は、下面212の側の寸法と比べて上面211の側の寸法が大きい、概略で逆四角錐台状に形成されている。第1配線層21は、電気導電性を有する材料から構成されている。第1配線層21の材料としては、例えばCu(銅)、Cu合金、等を用いることができる。
The
第2配線層22は、樹脂層10の樹脂上面101と、第1配線層21の上面211とに形成されている。第2配線層22は、電気導電性を有する材料から構成され、第1配線層21と電気的に接続されている。第2配線層22は、上面221、下面222、複数の側面223を有している。上面221及び下面222は、厚さ方向Zにおいて互いに反対側を向く。上面221は、平坦な面である。各側面223は、上面221及び下面222と交差する。本実施形態において、各側面223は、第1方向X又は第2方向Yに対して傾いている。第2配線層22の厚さは、例えば10μmである。
The
第2配線層22は、金属層23と導電層24とを有している。金属層23、導電層24は、この順番で、樹脂層10の樹脂上面101と第1配線層21の上面211とに接している。金属層23は、例えば、第1層と、第1層に積層された第2層とから構成される。第1層は、例えばTi(チタン)を主成分とし、樹脂層10の樹脂上面101、及び第1配線層21の上面211に接している。第2層は、例えばCuを主成分とし、第1層に積層されている。金属層23は、導電層24を形成するシード層として形成される。導電層24は、金属層23の上面に形成されている。導電層24は、例えばCuを主成分とする。金属層23の下面は第2配線層22の下面222を構成し、導電層24の上面は第2配線層22の上面221を構成する。金属層23及び導電層24の側面は第2配線層22の側面223を構成する。
The
接合部40は、第2配線層22の上面221に形成されている。接合部40は、第2配線層22に導通する。接合部40は、半導体素子50を第2配線層22に接続する。
接合部40は、導電層41、めっき層42、ハンダ層43を含む。導電層41とめっき層42とハンダ層43は、この順番で第2配線層22の上に積層されている。
The
The
導電層41は、Cu、又はCuを含む合金から構成される。めっき層42は、Ni(ニッケル)から構成される。ハンダ層43は、Sn(すず)、Snを含む合金から構成される。この合金は、例えばSn−Ag(銀)系合金、Sn−Sb(アンチモン)系合金、等である。
The
半導体素子50は、厚さ方向Zから視て矩形状である。半導体素子50は、素子主面501、素子裏面502、複数の素子側面503を有している。素子主面501及び素子裏面502は、厚さ方向Zにおいて互い反対側を向く。素子側面503は、素子主面501及び素子裏面502と交差する。半導体素子50の素子主面501は、樹脂層10の樹脂上面101と対向する。素子裏面502は、樹脂層10の樹脂上面101と同じ方向を向く。
The
半導体素子50は、例えばLSI(Large Scale Integration)などの集積回路(IC)である。また、半導体素子50は、LDO(Low Drop Out)などの電圧制御用素子や、オペアンプなどの増幅用素子、ダイオードや各種のセンサなどのディスクリート半導体素子であってもよい。例えばLSIの場合、素子主面501は、半導体素子50の機能のための構成部材が形成される面である。なお、半導体素子50は、複数の構成部材が形成されたものに限らず、チップコンデンサやチップインダクタ等のように、単一の構成部材が形成された素子、半導体以外の基材に構成部材が形成された素子とすることができる。本実施形態において、半導体素子50は、LSIである。
The
半導体素子50は、複数の素子電極51を有している。半導体素子50は、複数の素子電極51を介して外部と電気的に接続される。素子電極51は、例えば導電層52とバリア層53とを含む。導電層52は、例えばCU、Cuを含む合金から構成される。バリア層53は、例えばNi、Niを含む合金から構成される。
The
封止樹脂層60は、樹脂層10の樹脂上面101と接し、半導体素子50を覆うように形成されている。封止樹脂層60は、樹脂層10と半導体素子50との間に充填される。これにより、封止樹脂層60は、樹脂層10の樹脂上面101と、樹脂上面101に形成された第2配線層22の表面と、第2配線層22の上の接合部40とを覆う。また、封止樹脂層60は、半導体素子50の全体、つまり素子主面501と素子裏面502と素子側面503と素子電極51とを覆う。
The sealing
封止樹脂層60は、厚さ方向Zから視て、樹脂層10と重なっている。封止樹脂層60は、樹脂上面601、樹脂下面602、複数の樹脂側面603を有している。樹脂上面601及び樹脂下面602は、厚さ方向Zにおいて互いに反対側を向く。各樹脂側面603は、樹脂上面601及び樹脂下面602と交差、本実施形態では直交する。樹脂側面603は、第1方向Xと第2方向Yのいずれか一方を向く。各樹脂側面603は、平坦な面である。
The sealing
封止樹脂層60の樹脂上面601は、樹脂層10の樹脂上面101と同じ方向を向く。封止樹脂層60の樹脂下面602は、樹脂層10の樹脂上面101と対向し、樹脂上面101と接する。封止樹脂層60の樹脂側面603は、樹脂層10の樹脂側面103と面一である。
The resin
封止樹脂層60は、例えば電気絶縁性を有する樹脂から構成される。この樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂を用いることができる。また、封止樹脂層60は、例えば黒色に着色されている。なお、封止樹脂層60の材質及び形状は限定されない。
The sealing
外部導電膜71は、樹脂層10の樹脂下面102から露出する配線部20の第1配線層21の下面212を覆うように形成されている。外部導電膜71は、半導体装置A1の外部接続端子となる。外部導電膜71は、例えば互いに積層された複数の金属層から構成される。金属層としては、例えば、Ni層、Pd(パラジウム)層、及びAu(金)層である。なお、外部導電膜71の材料は限定されないが、例えばNi層及びAu層が積層されて構成されてもよいし、Snであってもよい。
The external
外部導電膜71の下面には、外部接続端子72が形成されている。外部接続端子72は、厚さ方向Zと直交する方向から視て、半円状である。なお、外部接続端子72の形状は、厚さ方向Zと直交する方向から視て、逆台形状、等の任意の形状とすることもできる。外部接続端子72は、例えばSn、Snを含む合金から構成される。この合金は、例えばSn−Ag系合金、Sn−Sb系合金、等である。
An
(半導体装置の製造工程)
次に、本実施形態の半導体装置A1の製造工程の一例を図4から図15に基づき説明する。なお、図4から図15は、1つの半導体装置A1にかかる部分を示している。製造工程の説明において、最終的に図1及び図2に示す半導体装置A1の構成部材となる一部の部材については、図1及び図2において付した符号を用いて説明する。図4から図15において示す2本の破線は、1つの半導体装置A1となる範囲を示す。これらの図において示す各方向の定義は、図1、図2にて示す方向の定義と同一である。
(Manufacturing process of semiconductor devices)
Next, an example of the manufacturing process of the semiconductor device A1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 15. It should be noted that FIGS. 4 to 15 show a portion related to one semiconductor device A1. In the description of the manufacturing process, some members that will finally become the constituent members of the semiconductor device A1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the reference numerals given in FIGS. 1 and 2. The two broken lines shown in FIGS. 4 to 15 indicate the range of one semiconductor device A1. The definition of each direction shown in these figures is the same as the definition of the direction shown in FIGS. 1 and 2.
図4に示すように、支持基板800を用意する。支持基板800は、厚さ方向Zにおいて互いに反対側を向く上面800a及び下面800bを有する。支持基板800は、例えばSi(シリコン)の単結晶材料からなる基板である。なお、支持基板800として、ガラス基板を用意してもよい。
As shown in FIG. 4, the
支持基板800の上面800aにシード層801を形成する。シード層801は、例えばスパッタリング法により、支持基板800の上面800aの全体を覆うように形成される。シード層801は、例えばTiを主成分とする金属膜である。なお、支持基板800は、酸化膜が形成されていてもよい。この場合、酸化膜の表面が上面800aとなり、酸化膜の表面にシード層801が形成される。
A
図5に示すように、シード層801の上面801aに、樹脂層810を形成する。樹脂層810は、図1に示す半導体装置A1の樹脂層10に対応する。樹脂層810は、例えばポリイミド樹脂、フェノール樹脂、PBO樹脂等の感光性樹脂材料からなる絶縁膜である。樹脂層810を形成する工程において、例えばスピンコータ(回転式塗布装置)を用いて、樹脂層810をシード層801の上面801aに形成する。なお、フィルム状の感光性樹脂材料を貼り付けるようにしてもよい。そして、当該感光性樹脂材料に対して露光及び現像を行うことで、パターニングを行う。このパターニングにより、樹脂層810に、シード層801の上面801aの一部を露出する貫通孔11を形成する。そして、樹脂層810において、貫通孔11を構成する内壁面104は、樹脂層810の下面810bから樹脂層810の上面810aに向けて開口する大きさが大きくなるように傾斜する。また、樹脂層810は、貫通孔11の端部において湾曲した稜線部105を有する。
As shown in FIG. 5, a
図6に示すように、シード層801の上面801aに接する第1配線層21を形成する。
第1配線層21は、例えば、電解めっき法により形成できる。第1配線層21は、シード層801を導電経路とした電解めっき法により、シード層801の上面801aにめっき金属を析出させることにより形成できる。このように形成される第1配線層21は、貫通孔11を構成する樹脂層810の内壁面104と接する。また、第1配線層21の厚さは、樹脂層810(樹脂層10)の厚さと等しい。そして、樹脂層810の稜線部105により、樹脂層810の上面801aと第1配線層21の上面211との間の境界部分において、凹部31が形成される。凹部31は、第1配線層21を囲むように厚さ方向Zから視て枠状に形成される。
As shown in FIG. 6, the
The
図7に示すように、金属層823を形成する。金属層823は、図1に示す第2配線層22を構成する金属層23となる部分である。金属層823は、例えばスパッタリング法により、第1配線層21と樹脂層810とを覆うように形成される。金属層823は、例えばTi層とCu層とを含む。この金属層823は、樹脂層810の上面810a及び第1配線層21の上面211にTi層を形成し、そのTi層に接するCu層を形成する。金属層823は、樹脂層810の上面810aと第1配線層21の端部との間の境界部分に形成される凹部31に入り込み、凹部31を埋めるように形成される。
As shown in FIG. 7, the
図8に示すように、開口802cを有するレジスト層802を形成する。レジスト層802は、例えばフォトリソグラフィにより形成できる。例えば、レジスト層802は、金属層823の全面を覆うように感光性レジストを塗布した後、この感光性レジストに対して露光・現像を行うことにより形成する。レジスト層802の開口802cは、金属層823の上面823aからレジスト層802の上面802aに向けて開口幅が大きくなるように形成される。
As shown in FIG. 8, a resist
図9に示すように、導電層24を形成する。導電層24は、例えば電解めっき法により形成できる。導電層24は、金属層823を導電経路とした電解めっき法により、金属層823の上面823aにめっき金属を析出させることにより形成できる。
As shown in FIG. 9, the
図10に示すように、導電層24を形成した際のマスクとなるレジスト層802(図9参照)を除去する。そして、導電層24から露出する金属層823を除去する。金属層823は、例えばウエットエッチングにより除去できる。これにより、図11に示すように、金属層23と導電層24とから構成される第2配線層22が形成される。
As shown in FIG. 10, the resist layer 802 (see FIG. 9) that serves as a mask when the
図12に示すように、第2配線層22の上面221に接合部40を形成し、半導体素子50を実装する。図1に示すように、接合部40は、導電層41とめっき層42とハンダ層43とを含む。先ず、第2配線層22の上に導電層41を形成する。次に、導電層41の上にめっき層42を形成する。そして、めっき層42の上にハンダ層43を形成する。
As shown in FIG. 12, a
接合部40は、例えば第2配線層22を覆う図示しないレジスト層の開口に形成される。導電層41は、第2配線層22を導電経路とする電解めっき法によってCu又はCuを含む合金を析出させることにより形成される。めっき層42は、例えば導電層41を導電経路とする電解めっき法によってNi又はNiを含む合金を析出させることによって形成される。ハンダ層43は、例えばめっき層42を導電経路とする電解めっき法によってSnを含む合金を析出させることにより形成される。その後、リフロー処理によってハンダ層43を溶融することで、ラフネスのあるハンダ層43の表面を平滑化する。
The joint 40 is formed, for example, in an opening of a resist layer (not shown) that covers the
次に、半導体素子50を搭載する。半導体素子50の搭載は、フリップチップボンディング(FCB:Flip Chip Bonding)によって行う。接合部40のハンダ層43にフラックスを転写塗布し、フリップチップボンダを用いて半導体素子50をフリップチップ実装する。これにより、半導体素子50を接合部40に仮付けする。その後、リフロー処理により接合部40のハンダ層43を液相状態とした後、冷却によってハンダ層43を固化させることにより、接合部40に半導体素子50を接続する。
Next, the
図13に示すように、樹脂層810の上面810aと半導体素子50とを覆う樹脂層860を形成する。樹脂層860は、図1に示す封止樹脂層60となる部材である。樹脂層860は、例えばエポキシ樹脂を主材とした合成樹脂である。樹脂層860は、例えばトランスファ成型によって形成する。
As shown in FIG. 13, a
図14に示すように、図13に示す支持基板800及びシード層801を除去する。なお、図14は、図13に対して上下を反転して示している。例えば、樹脂層860の下面860bにテープ804を貼付する。テープ804としては、ダイシング用のテープを用いることもできる。そして、例えば、研削によって支持基板800を除去する。なお、予め支持基板800と樹脂層810との間に剥離膜を形成し、剥離法によって支持基板800を除去する方法を用いることもできる。シード層801は、例えばウエットエッチングにより除去できる。
As shown in FIG. 14, the
図15に示すように、樹脂層810から露出する第1配線層21の面(図1に示す下面212)に外部導電膜71を形成する。外部導電膜71は、例えばめっき金属から構成される。例えば、無電解めっき法により、めっき金属、例えばNiとPdとAuとをこの順番で第1配線層21の下面212に析出させることで、外部導電膜71を形成する。なお、外部導電膜の構成、形成方法は限定されない。
As shown in FIG. 15, the external
次に、外部導電膜71の上に外部接続端子72を形成する。外部接続端子72は、Sn、Snを含む合金から構成される。外部接続端子72は、外部導電膜71の上に塗布したはんだペーストや搭載したはんだボールをリフロー処理して形成される。
Next, the
次に、樹脂層810及び樹脂層860を切断し、半導体素子50を個片化する。半導体素子50の個片化は、例えばダイシングブレードにより、樹脂層810の側からテープ804まで切り込み、樹脂層810及び樹脂層860を切断し、樹脂層10及び封止樹脂層60を形成する。封止樹脂層60をテープ804から剥離することにより、半導体装置A1が得られる。
Next, the
(比較例)
図3は、比較例の半導体装置A2の一部を示す断面図である。なお、比較例の半導体装置A2において、本実施形態の半導体装置A1と同様の構成部材については同じ符号を付して説明する。
(Comparison example)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the semiconductor device A2 of the comparative example. In the semiconductor device A2 of the comparative example, the same components as the semiconductor device A1 of the present embodiment will be described with the same reference numerals.
この比較例の半導体装置A2は、本実施形態の半導体装置A1に対して、配線部20の形状が異なる。比較例の半導体装置A2は、第1配線層21を有しておらず、第2配線層22が樹脂層10の樹脂上面101から貫通孔11の内部にかけて形成されている。この半導体装置A2では、樹脂層10の樹脂上面101と重なる第2配線層22の部分に、半導体素子50を接続する接合部40が形成されている。この半導体装置A2では、厚さ方向Zから視て、貫通孔11と接合部40とは完全にずれた位置にある。このため、貫通孔11は、半導体素子50を接続する接合部40よりも半導体装置A1の外側に配置され、半導体装置A2が大型化する。貫通孔11と厚さ方向Zにおいて重なる位置に接合部40を設けようとすると、第2配線層22の上面を平坦化する工程が必要となる。
The semiconductor device A2 of this comparative example has a different shape of the
また、比較例の半導体装置A2では、第2配線層22が樹脂層10の貫通孔11に形成されている。第2配線層22は、金属層23と、金属層23の上に形成された導電層24とを含む。樹脂層10の樹脂下面102から露出する金属層23は、例えばエッチングにより除去され、導電層24が露出される。このエッチングの際に、樹脂層10と導電層24との間の金属層23が余分に除去されてしまい、導電層24が樹脂層10との間に隙間が生じる場合がある。
Further, in the semiconductor device A2 of the comparative example, the
(作用)
本実施形態の半導体装置A1の作用を説明する。
本実施形態の半導体装置A1の配線部20は、樹脂層10の貫通孔11に配設された第1配線層21と、第1配線層21の上面211と接する第2配線層22とを有している。従って、第2配線層22の上面221を平坦面とすることができる。そして、第2配線層22の上面221に対して、厚さ方向Zにおいて第1配線層21と重なる位置に、半導体素子50を接続する接合部40を配置することができる。このため、半導体装置A1を小型化できる。
(Action)
The operation of the semiconductor device A1 of the present embodiment will be described.
The
また、本実施形態の半導体装置A1では、樹脂層10の貫通孔11に第1配線層21が配設されている。樹脂層10の樹脂下面102には、第1配線層21の下面212が露出している。そして、第2配線層22は、第1配線層21の上面211に接する金属層23と、金属層23の上に形成された導電層24とを含む。第1配線層21の側面213は、樹脂層10の貫通孔11の内壁面104と接する。つまり、第1配線層21と樹脂層10との間には、金属層23は介在しない。したがって、樹脂層10の樹脂下面102の側からのエッチング処理が不要となる。
Further, in the semiconductor device A1 of the present embodiment, the
樹脂層10の貫通孔11は、樹脂層10の樹脂下面102の側の開口よりも、樹脂上面101の側の開口が大きくなるように形成されている。この貫通孔11に配設された第1配線層21は、上面211の大きさに対して下面212の大きさが小さい。したがって、第1配線層21が樹脂層10から抜け落ちることを抑制できる。
The through
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)半導体装置A1の配線部20は、樹脂層10の貫通孔11に配設された第1配線層21と、第1配線層21の上面211と接する第2配線層22とを有している。従って、第2配線層22の上面221を平坦面とすることができる。そして、第2配線層22の上面221に対して、厚さ方向Zにおいて第1配線層21と重なる位置に、半導体素子50を接続する接合部40を配置することができる。このため、半導体装置A1を小型化できる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects are obtained.
(1) The
(2)第1配線層21は、樹脂層10の貫通孔11に配設されている。樹脂層10の樹脂下面102には、第1配線層21の下面212が露出している。そして、第2配線層22は、第1配線層21の上面211に接する金属層23と、金属層23の上に形成された導電層24とを含む。第1配線層21の側面213は、樹脂層10の貫通孔11の内壁面104と接する。つまり、第1配線層21と樹脂層10との間には、金属層23は介在しない。したがって、樹脂層10の樹脂下面102の側からのエッチング処理が不要となる。
(2) The
(3)樹脂層10の貫通孔11は、樹脂層10の樹脂下面102の側の開口よりも、樹脂上面101の側の開口が大きくなるように形成されている。この貫通孔11に配設された第1配線層21は、上面211の大きさに対して下面212の大きさが小さい。したがって、第1配線層21が樹脂層10から抜け落ちることを抑制できる。
(3) The through
(変更例)
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
・接合部40の導電層41とめっき層42の少なくとも一方を省略してもよい。
(Change example)
This embodiment can be modified and implemented as follows.
-At least one of the
・配線部20において、第2配線層22の側面223が厚さ方向Zと直交する方向を向くようにしてもよい。
・外部接続端子72を省略してもよい。
In the
-The
・樹脂層10の形状は適宜変更できる。例えば、貫通孔11の形状は、樹脂層10の樹脂下面102の側の開口よりも樹脂上面101の側の開口が小さくなるように、樹脂層10が形成されてもよい。また、貫通孔11を構成する樹脂層10の内壁面104は、樹脂層10の樹脂下面102との間になす角度が直角、または直角に近くなるように形成されてもよい。また、稜線部105について、樹脂上面101と内壁面104とが交わるように形成されてもよい。
-The shape of the
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
(付記1)
前記貫通孔の内壁面は、前記樹脂下面から前記樹脂上面に向けて前記貫通孔が大きくなるように傾斜し、
前記第1配線層の側面は、前記貫通孔の内壁面と接する、
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の半導体装置。
The technical idea that can be grasped from the above-described embodiment and modified example will be described.
(Appendix 1)
The inner wall surface of the through hole is inclined so that the through hole becomes larger from the lower surface of the resin toward the upper surface of the resin.
The side surface of the first wiring layer is in contact with the inner wall surface of the through hole.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 9.
(付記2)
前記樹脂層は、前記樹脂上面と前記貫通孔の内壁面との間に、湾曲した稜線部を有する、請求項1から請求項9、付記1のいずれか一つに記載の半導体装置。
(Appendix 2)
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 9, wherein the resin layer has a curved ridge line portion between the upper surface of the resin and the inner wall surface of the through hole.
A1,A2 半導体装置
10 樹脂層
11 貫通孔
20 配線部
21 第1配線層
22 第2配線層
23 金属層
24 導電層
31 凹部
40 接合部
41 導電層
42 めっき層
43 ハンダ層
50 半導体素子
51 素子電極
52 導電層
53 バリア層
60 封止樹脂層
71 外部導電膜
72 外部接続端子
101 樹脂上面
102 樹脂下面
103 樹脂側面
104 内壁面
105 稜線部
211 上面
211a 端部
212 下面
213 側面
221 上面
222 下面
223 側面
501 素子主面
502 素子裏面
503 素子側面
601 樹脂上面
602 樹脂下面
603 樹脂側面
800 支持基板
800a 上面
800b 下面
801 シード層
801a 上面
802 レジスト層
802a 上面
802c 開口
804 テープ
810 樹脂層
810a 上面
810b 下面
823 金属層
823a 上面
860 樹脂層
860b 下面
X 第1方向
Y 第2方向
Z 厚さ方向
A1,
Claims (9)
前記貫通孔に配設され、前記樹脂上面と同じ側を向く第1上面と、前記樹脂下面と同じ側を向く第1下面とを有する第1配線層と、
前記樹脂上面と同じ側を向く第2上面と、前記樹脂下面と同じ側を向き前記樹脂上面の一部と前記第1上面とに接する第2下面とを有する第2配線層と、
前記第2配線層の前記第2上面に接合された半導体素子と、
を備え、
前記第1配線層の厚さは、前記第2配線層の厚さ以上である、
半導体装置。 A resin upper surface and a resin lower surface facing opposite sides in the thickness direction, and a resin layer having a through hole penetrating from the resin upper surface to the resin lower surface.
A first wiring layer disposed in the through hole and having a first upper surface facing the same side as the resin upper surface and a first lower surface facing the same side as the resin lower surface.
A second wiring layer having a second upper surface facing the same side as the resin upper surface, and a second lower surface facing the same side as the resin lower surface and in contact with a part of the resin upper surface and the first upper surface.
A semiconductor element bonded to the second upper surface of the second wiring layer, and
With
The thickness of the first wiring layer is equal to or greater than the thickness of the second wiring layer.
Semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019235612A JP2021106177A (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Semiconductor device |
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2019
- 2019-12-26 JP JP2019235612A patent/JP2021106177A/en active Pending
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