JP2021106177A - Semiconductor device - Google Patents

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元寛 豊永
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Abstract

To provide a semiconductor device that can be reduced in size.SOLUTION: A semiconductor device A1 comprises: a resin layer 10 having a resin upper surface 101 and a resin lower surface 102 facing opposite to each other in a thickness direction and a through-hole 11 penetrating from the resin upper surface 101 to the resin lower surface 102; a first wiring layer 21 disposed in the through-hole 11 and having an upper surface 211 facing the same side as the resin upper surface 101 and a lower surface 212 facing the same side as the resin lower surface 102; a second wiring layer 22 having an upper surface 221 facing the same side as the resin upper surface 101 and a lower surface 222 facing the same side as the resin lower surface 102 and disposed in contact with part of the resin upper surface 101 and in contact with the upper surface 211; and a semiconductor element 50 bonded to the upper surface 221 of the second wiring layer 22. A thickness of the first wiring layer 21 is equal to or greater than a thickness of the second wiring layer 22.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

特開2016−89081号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-89081

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.

一実施形態の半導体装置を示す概略断面図。A schematic cross-sectional view showing a semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置を示す概略平面図。The schematic plan view which shows the semiconductor device of one Embodiment. 比較例の半導体装置の一部断面図。A partial cross-sectional view of a semiconductor device of a comparative example. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施形態の半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment.

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 resin layer 10, a wiring portion 20, a bonding portion 40, a semiconductor element 50, a sealing resin layer 60, an external conductive film 71, and an external connection terminal 72.

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 resin layer 10 has a resin upper surface 101, a resin lower surface 102, and a plurality of resin side surfaces 103. The resin upper surface 101 and the resin side surface 103 face opposite to each other in the thickness direction Z. The resin lower surface 102 is a flat surface. Each resin side surface 103 intersects the resin upper surface 101 and the resin lower surface 102, and is orthogonal to each other in the present embodiment. The resin side surface 103 faces either the first direction X or the second direction Y. Each resin side surface 103 is a flat surface.

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 resin layer 10 is made of, for example, a resin having electrical insulation. As the resin constituting the resin layer 10, for example, a polyimide resin, a phenol resin, a PBO resin, or the like can be used. As the resin constituting the resin layer 10, a resin containing various fillers can also be used. The resin constituting the resin layer 10 is colored, for example, black. The thickness of the resin layer 10 is, for example, 10 μm.

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 resin layer 10 has a plurality of through holes 11. Each through hole 11 penetrates the resin layer 10 from the resin upper surface 101 to the resin lower surface 102 in the thickness direction Z. As shown in FIG. 2, the resin layer 10 of the present embodiment has four through holes 11. Each through hole 11 has, for example, a rectangular shape when viewed from the thickness direction Z. The shape of each through hole 11 may be circular or polygonal.

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 hole 11 is formed so that the opening on the resin upper surface 101 side is larger than the opening on the resin lower surface 102 side of the resin layer 10. That is, in the resin layer 10, the inner wall surface 104 forming the through hole 11 is inclined so that the size of the through hole 11 increases from the resin lower surface 102 toward the resin upper surface 101. The resin layer 10 has a ridge line portion 105 between the inner wall surface 104 and the resin upper surface 101 on the side of the resin upper surface 101. The ridge line portion 105 is curved so as to bulge toward the outside of the resin layer 10. The ridge line portion 105 of the resin layer 10 is formed so as to be gently continuous from the resin upper surface 101 to the inner wall surface 104 via the ridge line portion 105 in the cross section of the resin layer 10 along the thickness direction Z.

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 wiring unit 20 has a first wiring layer 21 and a second wiring layer 22. The first wiring layer 21 is arranged in the through hole 11 of the resin layer 10. The thickness of the first wiring layer 21 is equal to the thickness of the resin layer 10. The equal thickness includes, for example, a predetermined ratio to the thickness of the resin layer 10, for example, an error of 5%.

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 first wiring layer 21 has an upper surface 211, a lower surface 212, and a plurality of side surfaces 213. The upper surface 211 and the lower surface 212 face each other in the thickness direction Z. The upper surface 211 of the first wiring layer 21 faces the same side as the resin upper surface 101 of the resin layer 10. The side surface 213 of the first wiring layer 21 is in contact with the inner wall surface 104 of the resin layer 10. In the first wiring layer 21, the end portion 211a of the upper surface 211 is inclined toward the side of the lower surface 212 and is curved so as to bulge toward the outside of the first wiring layer 21. As a result, the side surface 213 of the first wiring layer 21 is in contact with the resin layer 10 from the position on the lower surface 212 side of the upper surface 211 to the resin lower surface 102 of the resin layer 10. Therefore, the first wiring layer 21 is formed in a substantially inverted quadrangular frustum shape in which the dimension on the upper surface 211 side is larger than the dimension on the lower surface 212 side. The first wiring layer 21 is made of a material having electrical conductivity. As the material of the first wiring layer 21, for example, Cu (copper), Cu alloy, or the like can be used.

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 second wiring layer 22 is formed on the resin upper surface 101 of the resin layer 10 and the upper surface 211 of the first wiring layer 21. The second wiring layer 22 is made of a material having electrical conductivity and is electrically connected to the first wiring layer 21. The second wiring layer 22 has an upper surface 221 and a lower surface 222, and a plurality of side surfaces 223. The upper surface 221 and the lower surface 222 face opposite to each other in the thickness direction Z. The upper surface 221 is a flat surface. Each side surface 223 intersects the upper surface 221 and the lower surface 222. In this embodiment, each side surface 223 is tilted with respect to the first direction X or the second direction Y. The thickness of the second wiring layer 22 is, for example, 10 μm.

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 second wiring layer 22 has a metal layer 23 and a conductive layer 24. The metal layer 23 and the conductive layer 24 are in contact with the resin upper surface 101 of the resin layer 10 and the upper surface 211 of the first wiring layer 21 in this order. The metal layer 23 is composed of, for example, a first layer and a second layer laminated on the first layer. The first layer contains, for example, Ti (titanium) as a main component, and is in contact with the resin upper surface 101 of the resin layer 10 and the upper surface 211 of the first wiring layer 21. The second layer contains, for example, Cu as a main component and is laminated on the first layer. The metal layer 23 is formed as a seed layer that forms the conductive layer 24. The conductive layer 24 is formed on the upper surface of the metal layer 23. The conductive layer 24 contains, for example, Cu as a main component. The lower surface of the metal layer 23 constitutes the lower surface 222 of the second wiring layer 22, and the upper surface of the conductive layer 24 constitutes the upper surface 221 of the second wiring layer 22. The side surfaces of the metal layer 23 and the conductive layer 24 form the side surface 223 of the second wiring layer 22.

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 joint portion 40 is formed on the upper surface 221 of the second wiring layer 22. The joint portion 40 conducts to the second wiring layer 22. The joint 40 connects the semiconductor element 50 to the second wiring layer 22.
The joint portion 40 includes a conductive layer 41, a plating layer 42, and a solder layer 43. The conductive layer 41, the plating layer 42, and the solder layer 43 are laminated on the second wiring layer 22 in this order.

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 conductive layer 41 is made of Cu or an alloy containing Cu. The plating layer 42 is composed of Ni (nickel). The solder layer 43 is composed of Sn (tin) and an alloy containing Sn. This alloy is, for example, a Sn—Ag (silver) alloy, a Sn—Sb (antimony) alloy, or the like.

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 semiconductor element 50 has a rectangular shape when viewed from the thickness direction Z. The semiconductor element 50 has an element main surface 501, an element back surface 502, and a plurality of element side surfaces 503. The element main surface 501 and the element back surface 502 face opposite to each other in the thickness direction Z. The element side surface 503 intersects the element main surface 501 and the element back surface 502. The element main surface 501 of the semiconductor element 50 faces the resin upper surface 101 of the resin layer 10. The element back surface 502 faces the same direction as the resin upper surface 101 of the resin layer 10.

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 semiconductor element 50 is an integrated circuit (IC) such as an LSI (Large Scale Integration). Further, the semiconductor element 50 may be a voltage control element such as an LDO (Low Drop Out), an amplification element such as an operational amplifier, or a discrete semiconductor element such as a diode or various sensors. For example, in the case of an LSI, the element main surface 501 is a surface on which a constituent member for the function of the semiconductor element 50 is formed. The semiconductor element 50 is not limited to one in which a plurality of constituent members are formed, and the constituent members are formed on an element in which a single constituent member is formed, such as a chip capacitor or a chip inductor, or a base material other than a semiconductor. It can be a formed element. In this embodiment, the semiconductor element 50 is an LSI.

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 semiconductor element 50 has a plurality of element electrodes 51. The semiconductor element 50 is electrically connected to the outside via a plurality of element electrodes 51. The element electrode 51 includes, for example, a conductive layer 52 and a barrier layer 53. The conductive layer 52 is made of, for example, an alloy containing CU and Cu. The barrier layer 53 is made of, for example, an alloy containing Ni and Ni.

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 resin layer 60 is formed so as to be in contact with the resin upper surface 101 of the resin layer 10 and to cover the semiconductor element 50. The sealing resin layer 60 is filled between the resin layer 10 and the semiconductor element 50. As a result, the sealing resin layer 60 covers the resin upper surface 101 of the resin layer 10, the surface of the second wiring layer 22 formed on the resin upper surface 101, and the joint portion 40 on the second wiring layer 22. Further, the sealing resin layer 60 covers the entire semiconductor element 50, that is, the element main surface 501, the element back surface 502, the element side surface 503, and the element electrode 51.

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 resin layer 60 overlaps with the resin layer 10 when viewed from the thickness direction Z. The sealing resin layer 60 has a resin upper surface 601, a resin lower surface 602, and a plurality of resin side surfaces 603. The resin upper surface 601 and the resin lower surface 602 face opposite to each other in the thickness direction Z. Each resin side surface 603 intersects the resin upper surface 601 and the resin lower surface 602, and is orthogonal to each other in the present embodiment. The resin side surface 603 faces either the first direction X or the second direction Y. Each resin side surface 603 is a flat surface.

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 upper surface 601 of the sealing resin layer 60 faces the same direction as the resin upper surface 101 of the resin layer 10. The resin lower surface 602 of the sealing resin layer 60 faces the resin upper surface 101 of the resin layer 10 and is in contact with the resin upper surface 101. The resin side surface 603 of the sealing resin layer 60 is flush with the resin side surface 103 of the resin layer 10.

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 resin layer 60 is made of, for example, a resin having electrical insulation. As this resin, for example, a synthetic resin containing an epoxy resin as a main component can be used. Further, the sealing resin layer 60 is colored black, for example. The material and shape of the sealing resin layer 60 are not limited.

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 conductive film 71 is formed so as to cover the lower surface 212 of the first wiring layer 21 of the wiring portion 20 exposed from the resin lower surface 102 of the resin layer 10. The external conductive film 71 serves as an external connection terminal for the semiconductor device A1. The external conductive film 71 is composed of, for example, a plurality of metal layers laminated with each other. Examples of the metal layer include a Ni layer, a Pd (palladium) layer, and an Au (gold) layer. The material of the external conductive film 71 is not limited, but may be configured by laminating, for example, a Ni layer and an Au layer, or may be Sn.

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 external connection terminal 72 is formed on the lower surface of the external conductive film 71. The external connection terminal 72 has a semicircular shape when viewed from a direction orthogonal to the thickness direction Z. The shape of the external connection terminal 72 may be any shape such as an inverted trapezoidal shape when viewed from a direction orthogonal to the thickness direction Z. The external connection terminal 72 is made of, for example, an alloy containing Sn and Sn. This alloy is, for example, a Sn—Ag-based alloy, a Sn—Sb-based alloy, or the like.

(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 support substrate 800 is prepared. The support substrate 800 has an upper surface 800a and a lower surface 800b facing opposite sides in the thickness direction Z. The support substrate 800 is, for example, a substrate made of a single crystal material of Si (silicon). A glass substrate may be prepared as the support substrate 800.

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 seed layer 801 is formed on the upper surface 800a of the support substrate 800. The seed layer 801 is formed so as to cover the entire upper surface 800a of the support substrate 800 by, for example, a sputtering method. The seed layer 801 is, for example, a metal film containing Ti as a main component. The support substrate 800 may have an oxide film formed on the support substrate 800. In this case, the surface of the oxide film is the upper surface 800a, and the seed layer 801 is formed on the surface of the oxide film.

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 resin layer 810 is formed on the upper surface 801a of the seed layer 801. The resin layer 810 corresponds to the resin layer 10 of the semiconductor device A1 shown in FIG. The resin layer 810 is an insulating film made of a photosensitive resin material such as a polyimide resin, a phenol resin, or a PBO resin. In the step of forming the resin layer 810, the resin layer 810 is formed on the upper surface 801a of the seed layer 801 by using, for example, a spin coater (rotary coating device). A film-like photosensitive resin material may be attached. Then, patterning is performed by exposing and developing the photosensitive resin material. By this patterning, a through hole 11 that exposes a part of the upper surface 801a of the seed layer 801 is formed in the resin layer 810. Then, in the resin layer 810, the inner wall surface 104 forming the through hole 11 is inclined so that the size of opening from the lower surface 810b of the resin layer 810 toward the upper surface 810a of the resin layer 810 is increased. Further, the resin layer 810 has a curved ridge line portion 105 at the end portion of the through hole 11.

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 first wiring layer 21 in contact with the upper surface 801a of the seed layer 801 is formed.
The first wiring layer 21 can be formed by, for example, an electrolytic plating method. The first wiring layer 21 can be formed by depositing a plated metal on the upper surface 801a of the seed layer 801 by an electrolytic plating method using the seed layer 801 as a conductive path. The first wiring layer 21 formed in this way is in contact with the inner wall surface 104 of the resin layer 810 forming the through hole 11. Further, the thickness of the first wiring layer 21 is equal to the thickness of the resin layer 810 (resin layer 10). Then, the ridge line portion 105 of the resin layer 810 forms a recess 31 at the boundary portion between the upper surface 801a of the resin layer 810 and the upper surface 211 of the first wiring layer 21. The recess 31 is formed in a frame shape when viewed from the thickness direction Z so as to surround the first wiring layer 21.

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 metal layer 823 is formed. The metal layer 823 is a portion that becomes the metal layer 23 that constitutes the second wiring layer 22 shown in FIG. The metal layer 823 is formed so as to cover the first wiring layer 21 and the resin layer 810 by, for example, a sputtering method. The metal layer 823 includes, for example, a Ti layer and a Cu layer. The metal layer 823 forms a Ti layer on the upper surface 810a of the resin layer 810 and the upper surface 211 of the first wiring layer 21, and forms a Cu layer in contact with the Ti layer. The metal layer 823 is formed so as to enter the recess 31 formed at the boundary between the upper surface 810a of the resin layer 810 and the end portion of the first wiring layer 21 and fill the recess 31.

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 layer 802 having an opening 802c is formed. The resist layer 802 can be formed by, for example, photolithography. For example, the resist layer 802 is formed by applying a photosensitive resist so as to cover the entire surface of the metal layer 823, and then exposing and developing the photosensitive resist. The opening 802c of the resist layer 802 is formed so that the opening width increases from the upper surface 823a of the metal layer 823 toward the upper surface 802a of the resist layer 802.

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 conductive layer 24 is formed. The conductive layer 24 can be formed by, for example, an electrolytic plating method. The conductive layer 24 can be formed by depositing a plated metal on the upper surface 823a of the metal layer 823 by an electrolytic plating method using the metal layer 823 as a conductive path.

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 conductive layer 24 is formed is removed. Then, the metal layer 823 exposed from the conductive layer 24 is removed. The metal layer 823 can be removed by, for example, wet etching. As a result, as shown in FIG. 11, the second wiring layer 22 composed of the metal layer 23 and the conductive layer 24 is formed.

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 joint portion 40 is formed on the upper surface 221 of the second wiring layer 22, and the semiconductor element 50 is mounted. As shown in FIG. 1, the joint portion 40 includes a conductive layer 41, a plating layer 42, and a solder layer 43. First, the conductive layer 41 is formed on the second wiring layer 22. Next, the plating layer 42 is formed on the conductive layer 41. Then, the solder layer 43 is formed on the plating layer 42.

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 second wiring layer 22. The conductive layer 41 is formed by precipitating Cu or an alloy containing Cu by an electrolytic plating method using the second wiring layer 22 as a conductive path. The plating layer 42 is formed by precipitating an alloy containing Ni or Ni by, for example, an electrolytic plating method using the conductive layer 41 as a conductive path. The solder layer 43 is formed by, for example, precipitating an alloy containing Sn by an electrolytic plating method using the plating layer 42 as a conductive path. After that, the surface of the solder layer 43 having roughness is smoothed by melting the solder layer 43 by a reflow process.

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 semiconductor element 50 is mounted. The semiconductor element 50 is mounted by flip chip bonding (FCB: Flip Chip Bonding). Flux is transferred and applied to the solder layer 43 of the joint portion 40, and the semiconductor element 50 is flip-chip mounted using a flip-chip bonder. As a result, the semiconductor element 50 is temporarily attached to the joint portion 40. After that, the solder layer 43 of the joint portion 40 is brought into a liquid phase state by a reflow process, and then the solder layer 43 is solidified by cooling to connect the semiconductor element 50 to the joint portion 40.

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 resin layer 860 that covers the upper surface 810a of the resin layer 810 and the semiconductor element 50 is formed. The resin layer 860 is a member that becomes the sealing resin layer 60 shown in FIG. The resin layer 860 is, for example, a synthetic resin containing an epoxy resin as a main material. The resin layer 860 is formed by, for example, transfer molding.

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 support substrate 800 and the seed layer 801 shown in FIG. 13 are removed. Note that FIG. 14 is shown upside down with respect to FIG. For example, the tape 804 is attached to the lower surface 860b of the resin layer 860. As the tape 804, a tape for dicing can also be used. Then, for example, the support substrate 800 is removed by grinding. A method of forming a release film between the support substrate 800 and the resin layer 810 in advance and removing the support substrate 800 by a release method can also be used. The seed layer 801 can be removed by, for example, wet etching.

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 conductive film 71 is formed on the surface (lower surface 212 shown in FIG. 1) of the first wiring layer 21 exposed from the resin layer 810. The external conductive film 71 is made of, for example, a plated metal. For example, the external conductive film 71 is formed by depositing plated metals such as Ni, Pd, and Au on the lower surface 212 of the first wiring layer 21 in this order by an electroless plating method. The configuration and forming method of the external conductive film are not limited.

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 external connection terminal 72 is formed on the external conductive film 71. The external connection terminal 72 is made of an alloy containing Sn and Sn. The external connection terminal 72 is formed by reflowing a solder paste applied on the external conductive film 71 or a solder ball mounted on the external conductive film 71.

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 resin layer 810 and the resin layer 860 are cut to separate the semiconductor element 50 into pieces. In the individualization of the semiconductor element 50, for example, a dicing blade cuts from the side of the resin layer 810 to the tape 804, cuts the resin layer 810 and the resin layer 860, and forms the resin layer 10 and the sealing resin layer 60. The semiconductor device A1 is obtained by peeling the sealing resin layer 60 from the tape 804.

(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 wiring portion 20 from the semiconductor device A1 of the present embodiment. The semiconductor device A2 of the comparative example does not have the first wiring layer 21, and the second wiring layer 22 is formed from the resin upper surface 101 of the resin layer 10 to the inside of the through hole 11. In the semiconductor device A2, a joint portion 40 for connecting the semiconductor element 50 is formed in a portion of the second wiring layer 22 that overlaps with the resin upper surface 101 of the resin layer 10. In the semiconductor device A2, the through hole 11 and the joint portion 40 are completely displaced from each other when viewed from the thickness direction Z. Therefore, the through hole 11 is arranged outside the semiconductor device A1 with respect to the joint portion 40 connecting the semiconductor element 50, and the semiconductor device A2 becomes larger. If the joint portion 40 is to be provided at a position where it overlaps with the through hole 11 in the thickness direction Z, a step of flattening the upper surface of the second wiring layer 22 is required.

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 second wiring layer 22 is formed in the through hole 11 of the resin layer 10. The second wiring layer 22 includes a metal layer 23 and a conductive layer 24 formed on the metal layer 23. The metal layer 23 exposed from the resin lower surface 102 of the resin layer 10 is removed by, for example, etching, and the conductive layer 24 is exposed. At the time of this etching, the metal layer 23 between the resin layer 10 and the conductive layer 24 is excessively removed, and a gap may be formed between the conductive layer 24 and the resin layer 10.

(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 wiring portion 20 of the semiconductor device A1 of the present embodiment includes a first wiring layer 21 arranged in the through hole 11 of the resin layer 10 and a second wiring layer 22 in contact with the upper surface 211 of the first wiring layer 21. is doing. Therefore, the upper surface 221 of the second wiring layer 22 can be a flat surface. Then, the joint portion 40 for connecting the semiconductor element 50 can be arranged at a position overlapping the first wiring layer 21 in the thickness direction Z with respect to the upper surface 221 of the second wiring layer 22. Therefore, the semiconductor device A1 can be miniaturized.

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 first wiring layer 21 is arranged in the through hole 11 of the resin layer 10. The lower surface 212 of the first wiring layer 21 is exposed on the resin lower surface 102 of the resin layer 10. The second wiring layer 22 includes a metal layer 23 in contact with the upper surface 211 of the first wiring layer 21, and a conductive layer 24 formed on the metal layer 23. The side surface 213 of the first wiring layer 21 is in contact with the inner wall surface 104 of the through hole 11 of the resin layer 10. That is, the metal layer 23 does not intervene between the first wiring layer 21 and the resin layer 10. Therefore, the etching process from the side of the resin lower surface 102 of the resin layer 10 becomes unnecessary.

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 hole 11 of the resin layer 10 is formed so that the opening on the resin upper surface 101 side is larger than the opening on the resin lower surface 102 side of the resin layer 10. The size of the lower surface 212 of the first wiring layer 21 arranged in the through hole 11 is smaller than the size of the upper surface 211. Therefore, it is possible to prevent the first wiring layer 21 from falling out of the resin layer 10.

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 wiring portion 20 of the semiconductor device A1 has a first wiring layer 21 arranged in the through hole 11 of the resin layer 10 and a second wiring layer 22 in contact with the upper surface 211 of the first wiring layer 21. ing. Therefore, the upper surface 221 of the second wiring layer 22 can be a flat surface. Then, the joint portion 40 for connecting the semiconductor element 50 can be arranged at a position overlapping the first wiring layer 21 in the thickness direction Z with respect to the upper surface 221 of the second wiring layer 22. Therefore, the semiconductor device A1 can be miniaturized.

(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 first wiring layer 21 is arranged in the through hole 11 of the resin layer 10. The lower surface 212 of the first wiring layer 21 is exposed on the resin lower surface 102 of the resin layer 10. The second wiring layer 22 includes a metal layer 23 in contact with the upper surface 211 of the first wiring layer 21, and a conductive layer 24 formed on the metal layer 23. The side surface 213 of the first wiring layer 21 is in contact with the inner wall surface 104 of the through hole 11 of the resin layer 10. That is, the metal layer 23 does not intervene between the first wiring layer 21 and the resin layer 10. Therefore, the etching process from the side of the resin lower surface 102 of the resin layer 10 becomes unnecessary.

(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 hole 11 of the resin layer 10 is formed so that the opening on the resin upper surface 101 side is larger than the opening on the resin lower surface 102 side of the resin layer 10. The size of the lower surface 212 of the first wiring layer 21 arranged in the through hole 11 is smaller than the size of the upper surface 211. Therefore, it is possible to prevent the first wiring layer 21 from falling out of the resin layer 10.

(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 conductive layer 41 and the plating layer 42 of the joint portion 40 may be omitted.

・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 wiring portion 20, the side surface 223 of the second wiring layer 22 may face in a direction orthogonal to the thickness direction Z.
-The external connection terminal 72 may be omitted.

・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 resin layer 10 can be changed as appropriate. For example, in the shape of the through hole 11, the resin layer 10 may be formed so that the opening on the resin upper surface 101 side is smaller than the opening on the resin lower surface 102 side of the resin layer 10. Further, the inner wall surface 104 of the resin layer 10 constituting the through hole 11 may be formed so that the angle formed between the resin layer 10 and the resin lower surface 102 is a right angle or close to a right angle. Further, the ridge line portion 105 may be formed so that the resin upper surface 101 and the inner wall surface 104 intersect.

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, A2 Semiconductor device 10 Resin layer 11 Through hole 20 Wiring part 21 First wiring layer 22 Second wiring layer 23 Metal layer 24 Conductive layer 31 Recess 40 Joint 41 Conductive layer 42 Plating layer 43 Solder layer 50 Semiconductor element 51 Element electrode 52 Conductive layer 53 Barrier layer 60 Encapsulating resin layer 71 External conductive film 72 External connection terminal 101 Resin top surface 102 Resin bottom surface 103 Resin side surface 104 Inner wall surface 105 Ridge line part 211 Top surface 211a End part 212 Bottom surface 213 Side surface 221 Top surface 222 Bottom surface 223 Side surface 501 Element main surface 502 Element back surface 503 Element side surface 601 Resin upper surface 602 Resin lower surface 603 Resin side surface 800 Support substrate 800a Upper surface 800b Lower surface 801 Seed layer 801a Upper surface 802 Resist layer 802a Upper surface 802c Opening 804 Tape 810 Resin layer 810 Upper surface 860 Resin layer 860b Lower surface X 1st direction Y 2nd direction Z Thickness direction

Claims (9)

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、
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.
前記第1配線層の厚さは、前記樹脂層の厚さと等しい、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness of the first wiring layer is equal to the thickness of the resin layer. 前記第1配線層の周縁部は、湾曲した稜線部を有している、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the peripheral edge portion of the first wiring layer has a curved ridge line portion. 前記樹脂層は、ポリイミド樹脂、又はフェノール樹脂から構成される、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin layer is composed of a polyimide resin or a phenol resin. 前記第1配線層は、Cu、又はCuを含む合金から構成される、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first wiring layer is made of Cu or an alloy containing Cu. 前記第2配線層は、前記樹脂層の前記樹脂上面の一部と前記第1配線層の前記第1上面とに接する金属層と、前記金属層の上面に接するめっき層とから構成される、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。 The second wiring layer is composed of a metal layer in contact with a part of the resin upper surface of the resin layer, the first upper surface of the first wiring layer, and a plating layer in contact with the upper surface of the metal layer. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5. 前記金属層は、Ti層とCu層とから構成され、前記めっき層は、Cu、又はCuを含む合金から構成される、請求項6に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6, wherein the metal layer is composed of a Ti layer and a Cu layer, and the plating layer is composed of Cu or an alloy containing Cu. 前記半導体素子を覆う封止樹脂層を備えた、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a sealing resin layer covering the semiconductor element. 前記第1配線層の前記第1下面を覆う外部導電膜を備えた、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 8, further comprising an external conductive film covering the first lower surface of the first wiring layer.
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