JP3927783B2 - 半導体部品 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極端子が微少間隔で配置されている半導体チップにおける再配線パターンの配置を特徴とする半導体部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウエハレベルパッケージは半導体ウエハの段階でウエハの表面に再配線パターンを形成する処理を施して半導体部品とするものであり、ウエハレベルで所定の処理を施した後、個片に分割して得られる。これらの半導体部品は、実装基板に搭載したり、チップオンチップのように積み重ねて搭載するといった使われ方がされる。
【0003】
これらの半導体部品を製造する場合は、半導体ウエハに形成されている個々のチップに対し、その電極端子から所定位置までの配線(再配線という)を形成し、さらに外部電極を形成し、あるいはワイヤボンディングによる接続によって実装基板等に実装する処理がなされる。
図6は、半導体ウエハ10の表面に電気的な絶縁層12を設け、絶縁層12の表面に電極端子14とビア15を介して電気的に接続させて再配線パターン16を形成した状態を示す。再配線パターン16は、たとえば一端側を電極端子14に電気的に接続し、他端側を外部接続端子を接合するランド部あるいはワイヤボンディングのボンディング部として形成される。再配線パターン16は絶縁層12の表面上に任意のパターンに形成することができるから、電極端子14から再配線パターン16を引き出して適宜ランド部やボンディング部を配置するといった用い方がなされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図5は従来の再配線パターンの形成例を示すもので、電極端子14と再配線パターン16との接続部の平面配置を示す。電極端子14は半導体ウエハ10の表面に一定間隔をあけて四角形状に形成されており、その電極端子14の平面内にビア穴18が形成され、ビア穴18の内面の導体層がビアとして形成されている。ビア穴18の周縁部には一定幅でビアパッド20が形成されているが、これは再配線パターン16とビアとの電気的接続を確保するためのものである。
【0005】
ところで、最近の半導体チップでは小型化して端子数が増えてきているため、電極端子14の配置間隔が狭まり、隣接するビアパッド20の間隔Sが十分にとれなくなるという問題が生じてきた。図5に示す例では、電極端子14の幅寸法よりもビアパッド20の径寸法Rが大きく設定されているが、電極端子14の配置間隔が狭くなってきた場合には、ビア穴18を小さくしてビアパッド20の径寸法Rを小さくすることでビアパッド20の配置間隔を確保することが可能である。しかしながら、ビア穴18をより小さく形成することは加工精度の問題と接続抵抗が高くなるという問題があり、またビアパッド20を小さくすると再配線パターン16との電気的接続の確実性が低くなるという問題がある。
【0006】
また、再配線パターンにボンディング部を設けて基板や他の半導体チップとの接続をワイヤボンディングによって行う場合は、半導体チップの電極端子の近傍にボンディング部を設けることが必要になる。この場合、半導体チップの電極端子の配置間隔が狭い場合には電極端子の近傍にボンディング領域を十分確保することが困難になるという問題がある。
【0007】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは電極端子が微少間隔で配置される場合であっても、ビアパッドを縮径したり配線幅を狭めることなく容易にかつ確実に再配線パターンを形成することができ、また、電極端子の近傍にボンディング部を確保することができて、ワイヤボンディングによる接続に容易に対応することができる半導体部品を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、半導体素子の電極端子形成面に、平面形状が長方形状に形成された電極端子が並列して配置され、電極端子形成面を被覆する電気的絶縁層の表面に前記電極端子とビアを介して電気的に接続して再配線パターンが形成された半導体部品において、前記電気的絶縁層の表面に形成するビアパッドの平面配置を隣接する電極端子ごとに、電極端子の長手方向の一方側と他方側に交互に偏位させた配置とし、前記ビアパッドに接続して再配線パターンを設けたことを特徴とする。
また、前記再配線パターンのビアパッドの近傍部分に、配線パターンを幅広に形成してワイヤボンディングによって接続されるボンディング部を設けたことを特徴とする。
また、前記ボンディング部を、ビアパッドから隣接する電極端子の領域上に延出して設けたことを特徴とする。
【0009】
また、半導体素子の電極端子形成面を被覆する電気的絶縁層の表面に、電極端子とビアを介して電気的に接続して再配線パターンが形成された半導体部品において、前記再配線パターンのビアパッドの近傍部分に、配線パターンを幅広に形成してワイヤボンディングによって接続されるボンディング部を設けたことを特徴とする。
また、前記ボンディング部を、前記ビアパッドの近傍部分で相互に干渉しない位置に設けたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る半導体部品における再配線パターンの形成例を示す説明図である。同図で14はウエハ上に形成されている電極端子、16は電極端子14に電気的に接続されている再配線パターンである。本実施形態の半導体部品において特徴的な構成は、平面形状が長方形に形成されて並列して配置された電極端子14に電気的に接続して配置するビアパッド20を、隣接する電極端子14ごとに電極端子14の長手方向の一方側と他方側に偏位させて配置したことである。
【0011】
半導体チップが小型化して電極端子14の配置間隔が狭くなると電極端子14の接合面積が小さくなることから、電極端子14を細長い長方形状に形成して接合面積を確保することがなされる。本実施形態の半導体部品では、このような長方形状に形成された電極端子14が形成された半導体チップについて、ビアパッド20をジグザグ配置とすることにより、隣接するビアパッド20の間隔を確保し、電極端子14の配置間隔が狭くなった場合でもビアパッド20を縮径したり再配線パターン16の幅寸法を小さくすることなく再配線できるようにしたことを特徴とする。
【0012】
なお、電極端子14に再配線パターン16を電気的に接続して形成する方法は図6に示す従来の再配線パターン16の形成方法と同様である。すなわち、半導体ウエハ10の表面に電気的な絶縁層12を形成した後、電極端子14の配置位置に合わせてビア穴18を形成し、めっきによりビア穴18の内面と絶縁層12の表面に導体層を形成して再配線パターン16を形成する。本実施形態ではビアパッド20をジグザグ配置とするから、絶縁層12にビア穴18を形成する際に隣接する電極端子14ごとに、電極端子14の長手方向の一方側と他方側に偏位した位置に交互にビア穴18を形成する。
【0013】
ビア穴18を形成した後は、スパッタ加工によりビア穴18の内面と絶縁層12の表面にめっきシード層を形成し、次に、めっきシード層の表面を感光性レジストにより被覆した後、感光性レジストを露光および現像して再配線パターン16とビアパッド20を形成する部位を露出させたレジストパターンを形成する。そして、めっきシード層をめっき給電層として電解銅めっきを施し、めっきシード層の露出部分に導体層を形成した後、レジストパターンを溶解除去し、めっきシード層の露出部分をエッチングして除去することによりビアにより電極端子14と電気的に接続された再配線パターン16を形成することができる。
【0014】
なお、これらの再配線パターン16を形成する操作は半導体ウエハの電極形成面の全体に対して一括して行う操作である。実際の半導体ウエハは、個片の半導体チップが縦横に多数個連設されて形成されているから、これらの半導体チップの配置に合わせて所定のパターンに再配線パターン16を形成する。
そして、再配線パターン16を形成した後、半導体ウエハを個片に分割することにより再配線パターン16が形成された個々の半導体チップを得ることができる。
【0015】
通常、ビアパッド20の直径は、再配線パターン16の幅よりも大きくなる。よって、図1に示すように、電極端子14が形成されている平面領域内でビアパッド20を配置する位置を電極端子14ごとに一方側と他方側に交互に偏位させて配置すれば、隣接する電極端子14に形成されるビアパッド20同士が相互に重複する配置となることが解消され、隣接するビアパッド20の間に余裕空間を確保することが可能となる。このため、ビアパッド20と再配線パターン16とが隣接して配置されていてもビアパッド20と再配線パターン16との間には十分なスペースを確保することができる。これによって、電極端子14の配置間隔が狭くなった場合でも、ビアパッド20の径寸法を小さくすることなく容易に再配線パターン16を形成することが可能となる。
【0016】
従来の再配線パターンの形成方法では、たとえば、電極端子14の幅寸法が80μmで電極端子14の配置間隔が10μm、すなわち電極端子14のピッチが90μmの場合に、ビアパッドの径を80μm、再配線パターン幅を50μmとすると、ビアパッドの間隔は10μmとなるが、本発明方法によれば、ビアパッドと隣接する再配線パターンとの間隔(図1のS1)として25μmの間隔を確保することができる。
【0017】
なお、図1に示す実施形態では、各々の電極端子14から直線的に再配線パターン16を引き出しているが、ビアパッド20を電極端子14の平面領域内で偏位させて配置したことにより、図2、3に示すように、再配線パターン16にワイヤボンディング用のボンディング部を形成することができる。
【0018】
図2に示した再配線パターン16の配置は、電極端子14の一方側(先端側)に配置したビアパッド20aについてはビアパッド20aから再配線パターン16を引き出して形成するとともに、ビアパッド20aから隣接する電極端子14の上のスペース部分にビアパッド20aから直接ボンディング部22aを延出させて形成したこと、電極端子14の他方側(後端側)に配置したビアパッド20bについてはビアパッド20bからの引き出しパターンにビアパッド20bから直接幅広のボンディング部22bを形成したことを特徴とする。
【0019】
再配線パターン16に形成したボンディング部22a、22bは、再配線パターン16と他の半導体チップまたは実装基板(パッケージ)との間をワイヤボンディングによって電気的に接続する際にボンディングワイヤが接合される部位となる。図2は他の半導体チップまたは実装基板(パッケージ)の電極端子30とボンディング部22a、22bとをボンディングワイヤ32により接続した例を示す。
この実施形態のように、電極端子14の平面領域内でビアパッドを一方側と他方側に偏位させて配置すれば、絶縁層12の表面スペースを有効に使用してボンディング部22a、22bを形成することが可能である。
【0020】
なお、本発明によれば、再配線パターンにワイヤボンディングによって接続するボンディング部を形成する方法は、従来と同様にビアパッドを直列に配置する場合にも適用することができる。図3に従来のビアパッドの配置の場合で、再配線パターン16にボンディング部22を形成した例を示す。図3(a)は一方のビアパッド20aについてはその後端側にビアパッド20aから直接幅広のボンディング部22aを延出して、ボンディング部22aから細幅の再配線パターン16を引き出し、他方のビアパッド20bについてはボンディング部22aと干渉しない位置で対向する再配線パターン16に向けてボンディング部22bを延出して形成し、ボンディング部22bから細幅の再配線パターン16を引き出している。
【0021】
また、図3(b)に示す実施形態では、ビアパッド20aについては、ビアパッド20aの近傍位置で再配線パターンの側縁から対向するビアパッド20bに向けてボンディング部22aを延出させて形成し、ビアパッド20bについては、ボンディング部22aと干渉しない位置で、ビアパッド20から引き出された再配線パターンから対向する配線パターンに向けてボンディング部22bを延出させて形成している。
図3(a)、(b)に示す実施形態は、ビアパッド20a、20bの近傍部分を幅広に形成してボンディング部22a、22bを形成したものであり、とくにボンディング部22a、22bをビアパッド20a、20bの近傍位置で相互に干渉しない位置を選択することによって、所要のボンディング領域を確保して再配線パターンと確実にワイヤボンディングすることを可能にしたものである。
【0022】
図4は、図2に示すボンディング部22a、22bを有する再配線パターン16を形成した半導体部品40を搭載した例を示す。この例では、半導体部品40に他の半導体チップ42を搭載し、実装基板44に半導体部品40を搭載している。半導体チップ42はフリップチップ接続により半導体部品40の再配線パターン16のランド部16bにバンプ42aを介して電気的に接続され、半導体部品40はワイヤボンディングにより実装基板44に電気的に接続されている。
なお、実装基板44にかえて他の半導体チップに半導体部品40を搭載する形態とすることもできるし、実装基板44にかえて他の半導体パッケージに半導体部品40を搭載する形態とすることもできる。
【0023】
このように、再配線パターン16にボンディング部22a、22bを設けることにより、半導体部品と他の半導体チップあるいは実装基板あるいは半導体パッケージとの間をワイヤボンディングによって電気的に接続することができ、種々の形態の電子装置として提供することが可能になる。
なお、ビアパッドの近傍に形成するボンディング部はビアパッドおよび再配線パターンの配置に応じて適宜パターンに形成することが可能であり、再配線パターンおよびボンディング部の配置が上述した実施形態に限定されるものではない。
【0024】
【発明の効果】
本発明に係る半導体部品によれば、上述したように、電極端子に接続するビアパッドをジグザグ状の平面配置としたこと、ビアパッドと再配線パターンとを配置するスペースを有効に確保することが可能となり、電極端子が微少間隔で配置されている場合であっても容易に再配線パターンを形成することが可能になる。また、再配線パターンに幅広部分を形成してボンディング部を設けたことにより、再配線パターンをワイヤボンディングによって電気的に接続する部位として好適に利用することが可能になる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】再配線パターンに形成されるビアパッドと電極端子の平面配置を示す説明図である。
【図2】再配線パターンとボンディング部の平面配置を示す説明図である。
【図3】再配線パターンとボンディング部の平面配置の他の例を示す説明図である。
【図4】再配線パターンを形成した半導体チップの搭載例を示す説明図である。
【図5】従来の電極端子と再配線パターンの平面配置を示す説明図である。
【図6】再配線パターンの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
10 半導体ウエハ
12 絶縁層
14 電極端子
16 再配線パターン
16b ランド部
18 ビア穴
20、20a、20b ビアパッド
22、22a、22b ボンディング部
30 電極端子
32 ボンディングワイヤ
40、42 半導体チップ
44 実装基板

Claims (5)

  1. 半導体素子の電極端子形成面に、平面形状が長方形状に形成された電極端子が並列して配置され、電極端子形成面を被覆する電気的絶縁層の表面に前記電極端子とビアを介して電気的に接続して再配線パターンが形成された半導体部品において、
    前記電気的絶縁層の表面に形成するビアパッドの平面配置を隣接する電極端子ごとに、電極端子の長手方向の一方側と他方側に交互に偏位させた配置とし、
    前記ビアパッドに接続して再配線パターンを設けたことを特徴とする半導体部品。
  2. 前記再配線パターンのビアパッドの近傍部分に、配線パターンを幅広に形成してワイヤボンディングによって接続されるボンディング部を設けたことを特徴とする請求項1記載の半導体部品。
  3. 前記ボンディング部を、ビアパッドから隣接する電極端子の領域上に延出して設けたことを特徴とする請求項2記載の半導体部品。
  4. 半導体素子の電極端子形成面を被覆する電気的絶縁層の表面に、電極端子とビアを介して電気的に接続して再配線パターンが形成された半導体部品において、
    前記再配線パターンのビアパッドの近傍部分に、配線パターンを幅広に形成してワイヤボンディングによって接続されるボンディング部を設けたことを特徴とする半導体部品。
  5. 前記ボンディング部を、前記ビアパッドの近傍部分で相互に干渉しない位置に設けたことを特徴とする請求項4記載の半導体部品。
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