JP3997903B2

JP3997903B2 - Circuit board and semiconductor device

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Publication number: JP3997903B2
Application number: JP2002348277A
Authority: JP
Inventors: 隆雄西村; 浩小野寺; 正宇野; 晃高島
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP2004186213A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize improvements in the efficiency of a process and the reliability by enabling the unpreferred adhesion of an underfill resin to be avoided except a predetermined portion, in a range in which the thickness of the semiconductor chip is 150 μm or less and enabling a fillet of a preferred shape to be easily formed in a semiconductor device in which a semiconductor chip is bump-connected to a circuit substrate. <P>SOLUTION: The pattern of an insulating film is provided on the surface of the circuit substrate so as to surround a region for placing the semiconductor chip on the circuit substrate. A plurality of grooves extended from the side edge approaching the region for placing the semiconductor chip toward outward are formed on the pattern of this insulating film. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体装置に係り、特に回路基板に半導体チップがバンプ接続され、半導体チップと回路基板との間にアンダーフィルが充填された構造を有する半導体装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】
半導体装置の小型化、薄型化、高密度化の要求から、半導体チップまたはこれを搭載する回路基板の何れか一方に形成した突起状の電極（バンプ）によって半導体チップと回路基板とを電気的に接続するフリップチップ実装が採用されている。
【０００２】
低コストのフリップチップ実装法として、回路基板上の半導体チップが搭載される領域にあらかじめアンダーフィル樹脂を供給しておき、回路基板に載置した半導体チップに荷重と、必要に応じて熱または超音波あるいはこれらの双方を印加して、バンプを介して半導体チップを回路基板に電気的に接続すると共に、アンダーフィル樹脂によって半導体チップと回路基板を相互に接着する方法（アンダーフィル樹脂先入れ法）がある。
【０００３】
通常、アンダーフィル樹脂は、その一部が半導体チップの周囲にはみ出し、半導体チップの側面を覆ういわゆるフィレットが形成されるように、その供給量が制御される。フィレットは、半導体装置に温度サイクルが印加された場合、半導体チップと回路基板との熱膨張率の差に起因する熱応力を緩和し、半導体チップと回路基板との剥離、特にバンプ接続部の破断を防止し、半導体装置の信頼性を向上するために必要とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
半導体装置の小型化、薄型化等をさらに進めるために、半導体チップの厚さを小さくすることが有効であるが、半導体チップを薄くすると、フィレットのアンダーフィル樹脂が半導体チップの上面に這い上がりやすくなり、種々の問題を生じる。
【０００５】
すなわち、フリップチップ実装工程において、半導体チップの上面に付着したアンダーフィル樹脂が、半導体チップを真空吸引し保持するボンディングツールに転写され、ボンディングツールの吸引孔に達して目詰りを生じ、吸引不良を引き起こす。このため、転写されたアンダーフィル樹脂を除去する必要がある。このため、生産性が低下する結果となる。また、ボンディングツールに付着したアンダーフィル樹脂が、次に真空吸引した半導体チップに転写され、これが固化すると、この半導体チップは以後の工程において寸法不良となったり、表面が平坦でないことから、ボンディングツールによる真空吸引ができなくなる。
【０００６】
一方、回路基板上に搭載した半導体チップの上に第２の半導体チップを積載した半導体装置が開示されている。（例えば、特許文献１および２）
【０００７】
【特許文献１】
特開平５─４７９９８号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平７─２３６７１０号公報
このような構造の半導体装置の場合には、最初の半導体の上表面にアンダーフィル樹脂が付着し固化すると、その上に第２の半導体を積載する工程で障害となる。
【０００９】
上記の問題は、半導体チップの厚さが１５０μm ないしそれ以下になると顕著になる。半導体チップの周囲にはみ出すアンダーフィル樹脂の量を少なくすれば解決できるはずであるが、アンダーフィル樹脂の供給をそのように制御することは実際上困難である。アンダーフィル樹脂の供給が不足すると、望ましい形状のフィレットが形成されず、温度サイクルに対する半導体装置の信頼性を保証できなくなるおそれがある。したがって、上表面にアンダーフィル樹脂を付着させることなく、１５０μm ないしそれ以下の厚さの半導体チップの側面にアンダーフィル樹脂のフィレットを形成する方法が要望されていた。
【００１０】
ところで、図１０に示すように、回路基板１における半導体チップ２が搭載される領域の周囲にソルダーレジストから成るダム（堰状の構造物）３を形成する半導体実装方法が提案されている。（例えば特許文献３）
【００１１】
【特許文献３】
特開平１０−９８０７５号公報上記の方法は、回路基板に搭載された半導体チップの周囲にディスペンサから供給したアンダーフィル樹脂が、ソルダーレジストから成るダムによって堰止められ、周囲に流れるのを防止することを目的とするものである。
【００１２】
しかし、半導体チップの厚さが小さくなると、ソルダーレジストのダムによって堰止められたアンダーフィル樹脂が半導体チップの周囲に盛り上がり、むしろ半導体チップの上表面に流れやすく、前述の問題を生じやすくなる。
一方、信頼性試験等における温度サイクルにより、回路基板にバンプ接続された半導体チップの角部分の近傍に、回路基板との熱膨張率の差による応力が集中し、接合不良が生じやすい問題がある。これを解決するために、半導体チップの四隅に、アンダーフィル樹脂から成るフィレットを大きく形成する方法が開示されている。（例えば、特許文献４）
【００１３】
【特許文献４】
特許公報２８２８０２１号
開示された方法によれば、回路基板にフリップチップ実装したのちに、半導体チップの四隅にアンダーフィル樹脂をポッティングして、半導体チップと回路基板間に充填することになるため、前述のアンダーフィル先入れ法に比べて時間がかかり、生産性向上を制約することが避けられない。
【００１４】
本発明は、上記従来の方法における問題点を解決することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、半導体チップを搭載する回路基板であって、該回路基板または半導体チップのそれぞれの互いに対向する表面の何れか一方に設けられ且つ該半導体チップと回路基板とを電気的に接続する複数の突起電極と、該回路基板の前記表面における該半導体チップが搭載されるべき領域を囲むように設けられ、該領域に近接する辺縁を有し且つ該辺縁から外方に向かって延在する複数の溝が形成されている絶縁膜のパターンとから成ることを特徴とする本発明の回路基板、または、半導体チップと、該半導体チップを搭載する回路基板と、該半導体チップおよび回路基板のそれぞれの互いに対向する表面の何れか一方に設けられ且つ該半導体チップと該回路基板とを電気的に接続する複数の突起電極と、該回路基板の該表面における該半導体チップが搭載された領域を囲むように設けられ、該領域に近接する辺縁を有し且つ該辺縁から外方に向かって延在する複数の溝が形成されている絶縁膜のパターンとから成ることを特徴とする本発明の半導体装置によって達成される。
【００１６】
【作用】
回路基板における半導体チップが搭載される領域の周囲に、絶縁膜から成るパターンで、半導体チップ搭載領域側から外方向に延在する複数の溝が形成された、櫛形のパターンを設ける。アンダーフィル樹脂先入れ法によって半導体チップを回路基板にフリップチップ実装する場合、半導体チップの周囲に流出したアンダーフィル樹脂が溝に吸収されるため、過剰なアンダーフィル樹脂が盛り上がって半導体チップの上表面に這い上がることを容易に防止できる。したがって、薄い半導体チップのフリップチップ実装においても、生産性を低下させることなく、アンダーフィル樹脂から成る好ましい形状のフィレットを半導体チップの側面に形成できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。以下の図面において同一個所には同一の符号を付してある。
図１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施例を説明するための平面図および拡大要部断面図である。
【００１８】
セラミックまたは樹脂から成る回路基板１０の１主面における半導体チップ１１１（図１（ｂ）に点線で示した構造物）が搭載される領域１１（図１（ａ）における点線内の領域）の周囲には、絶縁膜から成るパターン１３が形成されている。絶縁膜としては、ソルダーレジストまたはポリイミド等の耐熱性有機絶縁膜を用いることができ、厚さは、絶縁膜パターン１３の上表面が、半導体チップ１１１の下表面と同じ高さと等しいかより高く、かつ、半導体チップ１１１の上表面より低くなるように選ぶのが望ましく、例えば４０μm ないし１００μm とする。
【００１９】
絶縁膜パターン１３には、半導体チップ搭載領域１１側から外方向に延在する複数の溝１３１が形成されている。溝１３１の幅および配列ピッチの例は、それぞれ、３０±５μm および６０±５μm である。また、溝１３１の長さは、例えば３５０μm であるが、あまり短いと効果が得られないことは言うまでもない。絶縁膜パターン１３の幅はとくに制約はなく、半導体チップ搭載領域１１と回路基板１０の端縁との間に納まる範囲で適宜決めることができる。
【００２０】
図１の構造により、回路基板１０上にアンダーフィル樹脂を供給したのち、半導体チップ１１１をバンプ１７を介して回路基板１０の表面に形成されているボンディングパッド１５に接続する工程において、半導体チップ１１１に荷重を印加することによりチップ搭載領域１１の周囲に流出したアンダーフィル樹脂は、絶縁膜パターン１３に達すると、毛細管現象により溝１３１中に流れ込む。一方、半導体チップ１１１の側面にアンダーフィル樹脂が這い上がり、フィレットを形成する。溝１３１中のアンダーフィル樹脂とフィレットを形成するアンダーフィル樹脂とには表面張力が働く。したがって、溝１３１中にアンダーフィル樹脂が満たされない限り、半導体チップ１１１の周囲にアンダーフィル樹脂が盛り上がることがない。
【００２１】
また、この際に、回路基板１０と半導体チップ１１１のいずれか一方または双方を加熱しておくことにより、アンダーフィル樹脂の粘度が低下し、流動性が増すため、より短時間で溝１３１内へのアンダーフィル樹脂の流れ込みとフィレットの形成を行うことができる。なお、バンプ１７は、半導体チップ１１１側または回路基板１０のボンディングパッド１５側のいずれに形成してもよい。
【００２２】
このように、溝１３１がアンダーフィル樹脂を引き込む作用を示すため、アンダーフィル樹脂の供給量やフィレットの形状の制御が容易になり、前述のような従来の問題点を解消することができる。その結果、製造歩留りおよび生産性の向上、半導体装置の温度サイクルに対する信頼性の向上が可能となる。このような効果は、半導体チップ１１１の厚さが薄くなった場合に顕著であり、半導体装置の薄型化、高密度化に対する寄与が大である。
【００２３】
図２は本発明の第２の実施例を説明するための平面図であり、回路基板１０に搭載される半導体チップ（図示省略）が長方形の場合である。したがって、回路基板１０もこれに合わせて長方形であり、半導体チップ搭載領域１１も長方形である。本実施例においては、半導体チップ搭載領域１１の周囲に形成される絶縁膜パターン１３における溝は、半導体チップの長辺、すなわち、半導体チップ搭載領域１１の長辺に対向する部分における溝１３２が、短辺に対向する部分における溝１３３に比べて、より長いかまたはより密にあるいはより幅が狭く形成されている。例えば、溝１３３の長さが２００μm であるのに対して、溝１３２の長さは３５０μm である。または、溝１３３の配列ピッチが９０μm であるのに対して、溝１３２の配列ピッチは６０μm である。あるいは、溝１３３の幅が２５±５μm であるのに対して、溝１３２の幅は１５±５μm である。これらの値は半導体チップの長辺と短辺の長さの比率およびアンダーフィル樹脂の物性に応じて適宜設定される。
【００２４】
このように、長辺側の溝１３２をより長くするかまたはより密になるように、あるいはより長くかつより密になるように、もしくはより幅が狭くなるように形成しておくことにより、長方形の半導体チップをアンダーフィル先入れ法によるフリップチップ実装する際に、長辺側でより発生しやすかったアンダーフィル樹脂の盛り上がりに起因する不具合を容易に抑制できる。
【００２５】
図３は本発明の第３の実施例を説明するための平面図であり、回路基板１０の表面に設けられる絶縁膜パターン１３には、半導体チップ搭載領域１１の隅部近傍に、半導体チップ搭載領域１１の中心から隅部に向かう方向に沿って外部に膨出する部分１３５が設けられている。そして、膨出部分１３５には、絶縁膜パターン１３のその他の部分、すなわち半導体チップ搭載領域１１に対向する直線部分、に形成されている溝１３１に比べて、より長いかまたはより密になるように、あるいはより長くかつより密になるように、もしくはより幅が狭くかつより密になるように形成された溝１３６が設けられている。
【００２６】
絶縁膜パターン１３の隅部により長いかまたは密な溝１３６を有する膨出部分１３５を設けることにより、回路基板１０上に半導体チップ（図示省略）をアンダーフィル樹脂先入れ法によってフリップチップ実装する際に、半導体チップの周囲に流出し、毛細管現象によって膨出部分１３５の溝１３６に流れ込むアンダーフィル樹脂の量が多くなる。その結果、半導体チップの角部分により大きなフィレットが形成される。その結果、温度サイクルに対する半導体装置の信頼性を向上できる。また、従来技術で述べたように、フリップチップ実装後に、半導体チップの角部分にアンダーフィル樹脂をポッティングして大きなフィレットを形成する方法に比べて生産性を向上できる。
【００２７】
図４は本発明の第４の実施例を説明するための部分平面図であり、前記各実施例における絶縁膜パターン１３に、溝１３１、１３２、１３３に交差する第２の溝を形成した例を示す。図４（ａ）は第２の溝を形成する前の絶縁膜パターン１３の部分を示し、例えば第１の溝１３１のみが形成されている。図４（ｂ）は、絶縁膜パターン１３における各溝１３１の、半導体チップ搭載領域（図示省略）側とは反対の、溝１３１の最奥部において交差する第２の溝１３７が形成されている例を示す。図４（ｃ）は、図４（ｂ）における第２の溝１３７の他に２本の第２の溝１３７が形成されている例を示す。
【００２８】
本実施例のように第２の溝１３７を設けることにより、毛細管現象によって溝１３１内におけるアンダーフィル樹脂の流動が促進され、生産性の向上、歩留りの向上に対する効果がより大きくなる。
図５は本発明の第５の実施例を説明するための平面図であり、第２および第３の半導体チップ（図示省略）との電気的接続を行うためのボンディングパッドが形成された回路基板の例を示す。すなわち、回路基板１０には、これまでの各実施例と同様に、半導体チップ搭載領域１１の内側に、第１の半導体チップ（図示省略）をバンプ接続するためのボンディングパッド１５が形成されている。
【００２９】
本実施例では、半導体チップ搭載領域１１の周囲に形成されている絶縁膜パターン１３のさらに外側に、回路基板１０の例えば長辺に沿って、第２の半導体チップ（図示省略）との電気的接続を行うためのボンディングパッド１５２が配列されており、また、回路基板１０の例えば短辺に沿って、第３の半導体チップ（図示省略）との電気的接続を行うためのボンディングパッド１５３が配列されている。第２および第３の半導体チップは、第１の半導体チップ上に順次積載され互いに固定されるが、詳細は後の実施例において説明する。
【００３０】
図６は本発明の第６の実施例を説明するための要部断面図である。回路基板１０と、その表面にボンディングパッド１５およびバンプ１７を介してフリップチップ実装された半導体チップ１１１との間の隙間には、例えばエポキシ樹脂から成り、低熱膨張率のフィラーを混合分散されたアンダーフィル樹脂１２が充填されている。半導体チップ１１１の側面には、フリップチップ実装工程における荷重の印加によって周囲に流出したアンダーフィル樹脂から成るフィレット１２１が形成されている。
【００３１】
図６においてフィレット１２１は絶縁膜パターン１３上に延在している状態が示されているが、絶縁膜パターン１３には前述の各実施例で示したような溝（図示省略）が形成されており、フィレット１２１を構成するアンダーフィル樹脂はこの溝内に流入しているので、絶縁膜パターン１３上に延在するような形状や供給量に制御することは必須ではない。なお、符号１６は、回路基板１０に搭載された半導体チップ１１１から成る半導体装置と外部回路との接続を行うための、例えば半田ボールから成る外部接続端子、符号１８は半導体装置を封止する樹脂モールドである。
【００３２】
図６に示す半導体装置においては、絶縁膜パターン１３を設けたことにより、半導体チップ１１１の厚さが小さくなった場合に生じる従来の問題点を回避可能となり、半導体装置の薄型化が容易となり、かつ、生産性も向上される。
図７（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の第７の実施例を説明するための平面図および要部断面図であり、図５を参照して説明した回路基板に複数の半導体チップを積載して成る半導体装置を示す。図７（ａ）および（ｂ）に示すように、回路基板１０にフリップチップ実装された第１の半導体チップ１１１の上に、第２の半導体チップ１１２および第３の半導体チップ１１３が、ボンディングパッド１５４を形成された表面を上にして、順次積載されている。半導体チップ１１１、１１２、１１３は互いに隣接するものどうしが接着剤１４により固定されている。
【００３３】
第１の半導体チップ１１１と回路基板１０との間の隙間に充填されたアンダーフィル樹脂１２の一部は、半導体チップ搭載領域（図示省略）の周囲に形成されている絶縁膜パターン１３に設けられている溝（図示省略）に流入すると共に、第１の半導体チップ１１１の側面にフィレット１２１を形成している。
第１の半導体チップ１１１はバンプ１７を介して回路基板１０に電気的に接続されており、また、第２の半導体チップ１１２および第３の半導体チップ１１３のボンディングパッド１５４は、回路基板１０に形成されているボンディングパッド１５２および１５３に、ボンディングワイヤ１９によって、それぞれ電気的な接続が行われいる。
【００３４】
なお、第２の半導体チップ１１２を第３の半導体チップ１１３の上に積載しても差し支えない。また、第１の半導体チップ１１１を回路基板１０にフリップチップ実装したのち、第２および第３の半導体チップ１１２および１１３を個別に順次積載してもよく、または、第１ないし第３の半導体チップ１１１ないし１１３を、接着剤１４によりあらかじめ相互に固定したのち、第１の半導体チップ１１１を回路基板１０にバンプ接続するようにしてもよい。
【００３５】
図８（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の第８の実施例を説明するための平面図および要部断面図であり、図７の実施例と同様に、図５を参照して説明した回路基板に複数の半導体チップを積載して成る半導体装置を示す。図８（ａ）および（ｂ）に示すように、バンプ１７を介して回路基板１０にフリップチップ実装された第１の半導体チップ１１１の上に、第２の半導体チップ１１２および第３の半導体チップ１１３が順次積載されている。
【００３６】
本実施例の場合には、第２の半導体チップ１１２は、バンプ１７１を介して、回路基板１０に形成されているボンディングパッド１５２に電気的に接続されている。第３の半導体チップ１１３は、ボンディングパッド１５４を形成された表面を上にして配置されており、ボンディングワイヤ１９によって、回路基板１０に形成されているボンディングパッド１５３に電気的接続が行われている。
【００３７】
第２の半導体チップ１１２と第３の半導体チップ１１３とは互いに接着剤１４により固定されている。第１の半導体チップ１１１と第２の半導体チップ１１２の間の間隙には、アンダーフィル充填２２が充填されており、その一部が周囲に流出して第２の半導体チップ１１２の側面にフィレット２２１を形成している。第１の半導体チップ１１１と回路基板１０との間の隙間にはアンダーフィル樹脂１２が充填されており、その一部が、半導体チップ搭載領域（図示省略）の周囲に形成されている絶縁膜パターン１３に設けられている溝（図示省略）に流入すると共に、第１の半導体チップ１１１の側面にフィレット１２１を形成していることは図７の実施例と同様である。
【００３８】
なお、第２および第３の半導体チップ１１２および１１３を、接着剤１４によりあらかじめ相互に固定したのち、回路基板１０にフリップチップ実装された第１の半導体チップ１１１上に積載すると共に、第２の半導体チップ１１２を回路基板１０にバンプ接続するようにしてもよいし、または、第１の半導体チップ１１１を回路基板１０にフリップチップ実装したのち、第２および第３の半導体チップ１１２および１１３を個別に順次積載してもよい。
【００３９】
図７および図８の実施例に示した構造の半導体装置によれば、半導体チップの厚さを小さくすることによる薄型化に加え、さらに複数の半導体チップを積載することによる高密度化が可能となる。とくに、図８の実施例におけるように、第２の半導体チップ１１２も回路基板１０にバンプ接続することにより、高速のデバイスを搭載可能となり、薄型で高密度かつ高速の半導体装置を提供できる。バンプ接続とワイヤボンディングを適宜用いることにより、その他にも種々の寸法の半導体チップの組合せが可能であり、積載する半導体チップ数も３に限定されるものではない。
【００４０】
図９（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の第９の実施例を説明するための平面図および要部断面図であり、図３を参照して説明した回路基板から成る半導体装置を示す。回路基板１０には半導体チップ１１１が、バンプ１７を介してフリップチップ接続されている。前述の通り、回路基板１０の表面における半導体チップ搭載領域の周囲に設けられた絶縁膜パターン１３には、膨出部分１３５が設けられており、絶縁膜パターン１３におけるそれ以外の部分に形成されている溝に比べて、より長いかまたはより密に形成された溝（図３における符号１３６）が形成されている。
【００４１】
このため、回路基板１０と半導体チップ１１１との間の隙間に供給され、フリップチップ実装工程における荷重印加によって周囲に流出したアンダーフィル樹脂１２が、毛細管現象によってより多く膨出部分１３５の溝に流れ込み、その結果、半導体チップ１１１の角部の側面に大きく広がったフィレット１２１を形成する。したがって、温度サイクル等において半導体チップ１１１の角部に集中する熱応力が緩和され、半導体装置のバンプ接合部に対する信頼性が向上される。
【００４２】
上記本発明の実施例において示した絶縁膜パターン１３の溝１３１，１３２，１３３はいずれも、半導体チップ搭載領域１１に対向する絶縁膜パターン１３の辺縁に直角に延在する必要はなく、前記辺縁に平行でない任意の角度をなすように、例えば、放射状に延在する等、異なる角度で延在するものが混在するように形成して差し支えない。同様に、各々の膨出部分１３５に形成される溝１３６は互いに平行である必要がないことももちろんである。また、絶縁膜パターン１３の形成は特定の方法や技術あるいは材料に限定される必要はなく、感光性樹脂の回転塗布、絶縁材料ペーストのスクリーン印刷、ＣＶＤ、蒸着その他の周知の絶縁膜形成方法およびリソグラフ技術を適宜利用すればよいことは言うまでもない。
【００４３】
本発明は以下の態様を含むものとする。
（付記１）半導体チップを搭載する回路基板であって、
該回路基板または半導体チップのそれぞれの互いに対向する表面の何れか一方に設けられ且つ該半導体チップと回路基板とを電気的に接続するための複数の突起電極のそれぞれを介して接続される複数の導体パターンと、
該回路基板の前記表面における該半導体チップが搭載されるべき領域を囲むように設けられ、該領域に近接する辺縁を有し且つ該辺縁から外方に向かって延在する複数の溝が形成されている絶縁膜のパターン
とから成ることを特徴とする回路基板。
【００４４】
（付記２）前記半導体チップは長方形であり、前記絶縁膜のパターンに形成されている溝は該半導体チップの長辺に対向する該絶縁膜のパターンの部分において該半導体チップの短辺に対向する部分に比べてより長く形成されていることを特徴とする付記１記載の回路基板。
（付記３）前記半導体チップは長方形であり、前記絶縁膜のパターンに形成されている溝は該絶縁膜のパターンの該半導体チップの長辺に対向する部分において該半導体チップの短辺に対向する部分に比べてより密に形成されていることを特徴とする付記１又は２記載の回路基板。
【００４５】
（付記４）前記絶縁膜のパターンは前記回路基板における前記半導体チップが搭載されるべき領域の隅近傍において該領域の中心から隅に向かう方向に沿って外方に膨出する部分を有し且つ該絶縁膜のパターンに形成されている前記溝は該膨出部分において他の部分に比べてより長く形成されていることを特徴とする付記１乃至３の何れかに記載の回路基板。
【００４６】
（付記５）前記絶縁膜のパターンは前記回路基板における前記半導体チップが搭載されるべき領域の隅近傍において該領域の中心から隅に向かう方向に沿って外方に膨出する部分を有し且つ該絶縁膜のパターンに形成されている前記溝は該膨出部分において他の部分に比べてより密に形成されていることを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載の回路基板。
【００４７】
（付記６）前記絶縁膜のパターンを構成する絶縁膜の厚さは前記回路基板に搭載されるべき前記半導体チップおよび該回路基板のそれぞれの前記互いに対向する表面間の距離と等しいかまたはより大きく且つ該回路基板表面と該半導体チップの上表面との間の距離より小さいことを特徴とする付記１乃至５の何れかに記載の回路基板。
【００４８】
（付記７）前記絶縁膜のパターンに形成される前記複数の溝の配列ピッチは前記半導体チップまたは前記回路基板の何れかに形成されている前記複数の突起電極の配列ピッチより小さいことを特徴とする付記１乃至６の何れかに記載の回路基板。
（付記８）前記絶縁膜のパターンには、前記回路基板における前記半導体チップが搭載されるべき領域に近接する辺縁から外方に向かって延在する複数の溝に交差する少なくとも１本の第２の溝が形成されていることを特徴とする付記１乃至７の何れかに記載の回路基板。
【００４９】
（付記９）前記半導体チップ上に積載されるべき第２の半導体チップとの電気的接続のための複数の導体パターンが前記回路基板の前記表面に形成されていることを特徴とする付記１乃至７の何れかに記載の回路基板。
（付記１０）付記１乃至８の何れかに記載の回路基板から成り且つ前記半導体チップおよび該回路基板のそれぞれの前記互いに対向する表面間に接着剤が充填されており且つ該半導体チップの側面が該接着剤によって覆われていることを特徴とする半導体装置。
【００５０】
（付記１１）付記９記載の回路基板と該回路基板に搭載された半導体チップと該半導体チップ上に積載された第２の半導体チップとから成り且つ該半導体チップおよび該回路基板のそれぞれの前記互いに対向する表面間に接着剤が充填されており且つ該半導体チップの側面が該接着剤によって覆われており且つ該第２の半導体チップは該回路基板の前記表面に形成されている複数の導体パターンに電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【００５１】
（付記１２）付記４又は５記載の回路基板から成り且つ前記半導体チップの角部における側面を覆う前記接着剤は前記膨出部分に延在していることを特徴とする半導体装置。
（付記１３）前記半導体チップの厚さは１５０μm もしくはそれ以下であることを特徴とする付記１０乃至１２の何れかに記載の半導体装置。
【００５２】
（付記１４）前記回路基板における前記半導体チップが搭載されるべき前記領域に接着剤を供給する工程と、
該接着剤が供給された該領域に該半導体チップを載置したのち該半導体チップに荷重を印加して前記突起電極を介して該半導体装置と該回路基板とを電気的に接続すると共に該接着剤の一部を該領域から前記絶縁膜のパターンに形成されている前記溝まで流動させる工程
とを含むことを特徴とする付記１０又は１２の何れかに記載の半導体装置を製造する方法。
【００５３】
（付記１５）半導体チップと、
該半導体チップを搭載する回路基板と、
該半導体チップおよび回路基板のそれぞれの一主面であって互いに対向する表面の何れか一方に設けられ且つ該半導体チップと該回路基板とを電気的に接続する複数の突起電極と、
該回路基板の該表面における該半導体チップが搭載された領域を囲むように設けられ、該領域に近接する辺縁を有し且つ該辺縁から外方に向かって延在する複数の溝が形成されている絶縁膜のパターン
とから成ることを特徴とする半導体装置。
【００５４】
【発明の効果】
回路基板上における半導体チップが搭載される領域を囲むようにして回路基板表面に絶縁膜のパターンを設け、この絶縁膜のパターンに、半導体チップが搭載される領域に近接する辺縁から外方に向かって延在する複数の溝を形成しておくことにより，半導体チップの厚さが１５０μm ないしそれ以下の範囲においても、所定の部位以外に対するアンダーフィル樹脂の好ましくない付着を回避可能とと共に、好ましい形状のフィレットを容易に形成可能とし、工程の能率並びに信頼性を向上可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための平面図および拡大要部断面図
【図２】本発明の第２の実施例を説明するための平面図
【図３】本発明の第３の実施例を説明するための平面図
【図４】本発明の第４の実施例を説明するための部分平面図
【図５】本発明の第５の実施例を説明するための平面図
【図６】本発明の第６の実施例を説明するための要部断面図
【図７】本発明の第７の実施例を説明するための平面図および要部断面図
【図８】本発明の第８の実施例を説明するための平面図および要部断面図
【図９】本発明の第９の実施例を説明するための平面図および要部断面図
【図１０】従来のフリップチップ実装による半導体装置の要部断面図
【符号の説明】
１０回路基板
１１半導体チップ搭載領域
１２、２２アンダーフィル樹脂
１３絶縁膜パターン
１４接着剤
１５、１５２、１５３、１５４ボンディングパッド
１６外部接続端子
１７、１７１バンプ
１８樹脂モールド
１９ボンディングワイヤ
１１１、１１２、１１３半導体チップ
１２１、２２１フィレット
１３１、１３２、１３３、１３６溝
１３５膨出部分
１３７第２の溝The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a structure in which a semiconductor chip is bump-connected to a circuit board and an underfill is filled between the semiconductor chip and the circuit board.
[0001]
[Prior art]
Due to demands for miniaturization, thinning, and high density of semiconductor devices, the semiconductor chip and the circuit board are electrically connected by protruding electrodes (bumps) formed on either the semiconductor chip or the circuit board on which the semiconductor chip is mounted. Flip chip mounting to connect is adopted.
[0002]
As a low-cost flip-chip mounting method, underfill resin is supplied in advance to the area on the circuit board where the semiconductor chip is mounted, and the load applied to the semiconductor chip placed on the circuit board, and heat or A method in which a semiconductor chip is electrically connected to a circuit board through bumps by applying sound waves or both, and the semiconductor chip and the circuit board are bonded to each other with an underfill resin (underfill resin first-in method) But is there.
[0003]
Usually, the supply amount of the underfill resin is controlled so that a part of the underfill resin protrudes around the semiconductor chip and a so-called fillet covering the side surface of the semiconductor chip is formed. When a temperature cycle is applied to the semiconductor device, the fillet relieves thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the circuit board, and the semiconductor chip and the circuit board are peeled off, particularly the bump connection part is broken. Is necessary to prevent the problem and improve the reliability of the semiconductor device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to further reduce the size and thickness of semiconductor devices, it is effective to reduce the thickness of the semiconductor chip. However, if the semiconductor chip is made thinner, the fillet underfill resin tends to crawl onto the upper surface of the semiconductor chip. This causes various problems.
[0005]
That is, in the flip chip mounting process, the underfill resin adhering to the upper surface of the semiconductor chip is transferred to the bonding tool that vacuum-sucks and holds the semiconductor chip, reaches the suction hole of the bonding tool, clogs, and causes a suction failure. cause. For this reason, it is necessary to remove the transferred underfill resin. For this reason, productivity will result. In addition, the underfill resin adhering to the bonding tool is transferred to the next vacuum-sucked semiconductor chip, and when this is solidified, the semiconductor chip becomes defective in dimensions and the surface is not flat in subsequent processes. Vacuum suction cannot be performed.
[0006]
On the other hand, a semiconductor device in which a second semiconductor chip is mounted on a semiconductor chip mounted on a circuit board is disclosed. (For example, Patent Documents 1 and 2)
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-47998
[0008]
[Patent Document 2]
JP 7-236710 A
In the case of the semiconductor device having such a structure, if the underfill resin adheres to the upper surface of the first semiconductor and solidifies, it becomes an obstacle in the process of loading the second semiconductor on the upper surface.
[0009]
The above problem becomes prominent when the thickness of the semiconductor chip is 150 μm or less. Although it should be possible to solve the problem by reducing the amount of the underfill resin that protrudes around the semiconductor chip, it is practically difficult to control the supply of the underfill resin as such. If the supply of the underfill resin is insufficient, a fillet having a desired shape may not be formed, and the reliability of the semiconductor device against the temperature cycle may not be guaranteed. Therefore, there has been a demand for a method of forming a fillet of an underfill resin on the side surface of a semiconductor chip having a thickness of 150 μm or less without adhering the underfill resin to the upper surface.
[0010]
By the way, as shown in FIG. 10, a semiconductor mounting method has been proposed in which a dam (weir-like structure) 3 made of a solder resist is formed around a region on the circuit board 1 where the semiconductor chip 2 is mounted. (For example, Patent Document 3)
[0011]
[Patent Document 3]
JP, 10-98075, A The above method prevents underfill resin supplied from a dispenser around a semiconductor chip mounted on a circuit board from being blocked by a dam made of solder resist and flowing to the periphery. It is intended.
[0012]
However, when the thickness of the semiconductor chip is reduced, the underfill resin blocked by the dam of the solder resist swells around the semiconductor chip, and rather tends to flow to the upper surface of the semiconductor chip, which easily causes the above-described problems.
On the other hand, due to temperature cycles in reliability tests, etc., stress due to the difference in thermal expansion coefficient with the circuit board is concentrated near the corners of the semiconductor chip bump-connected to the circuit board, and there is a problem in that poor bonding is likely to occur. . In order to solve this problem, a method is disclosed in which large fillets made of underfill resin are formed at four corners of a semiconductor chip. (For example, Patent Document 4)
[0013]
[Patent Document 4]
Japanese Patent Publication No. 2828021
According to the disclosed method, after flip-chip mounting on a circuit board, underfill resin is potted at the four corners of the semiconductor chip and filled between the semiconductor chip and the circuit board. Compared to the putting method, it takes time, and it is inevitable to restrict the productivity improvement.
[0014]
An object of the present invention is to solve the problems in the conventional methods.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is a circuit board on which a semiconductor chip is mounted, which is provided on either one of the circuit board or a surface of each of the semiconductor chips facing each other and electrically connects the semiconductor chip and the circuit board. A plurality of protruding electrodes are provided so as to surround a region on the surface of the circuit board where the semiconductor chip is to be mounted, have a side edge close to the region, and extend outward from the side edge. A circuit board according to the present invention, or a semiconductor chip, a circuit board on which the semiconductor chip is mounted, and the semiconductor chip and the circuit board. A plurality of projecting electrodes provided on any one of the mutually opposing surfaces and electrically connecting the semiconductor chip and the circuit board, and the surface of the circuit board on the surface A pattern of an insulating film provided so as to surround a region where the conductor chip is mounted, and having a plurality of grooves having a side edge close to the region and extending outward from the side edge; This is achieved by the semiconductor device of the present invention.
[0016]
[Action]
A comb-shaped pattern is formed around the area on the circuit board where the semiconductor chip is mounted, and is formed of an insulating film and is formed with a plurality of grooves extending outward from the semiconductor chip mounting area side. When a semiconductor chip is flip-chip mounted on a circuit board by the underfill resin first-in method, the underfill resin that has flowed out around the semiconductor chip is absorbed into the groove, so that excess underfill resin rises and the upper surface of the semiconductor chip It can be easily prevented from creeping up. Therefore, even in flip chip mounting of a thin semiconductor chip, a fillet having a preferable shape made of an underfill resin can be formed on the side surface of the semiconductor chip without reducing productivity.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals.
FIGS. 1A and 1B are a plan view and an enlarged cross-sectional view of an essential part for explaining a first embodiment of the present invention, respectively.
[0018]
Around the region 11 (the region within the dotted line in FIG. 1A) on which the semiconductor chip 111 (the structure indicated by the dotted line in FIG. 1B) is mounted on one main surface of the circuit board 10 made of ceramic or resin A pattern 13 made of an insulating film is formed. As the insulating film, a heat resistant organic insulating film such as solder resist or polyimide can be used, and the thickness is equal to or higher than the height of the upper surface of the insulating film pattern 13 as the lower surface of the semiconductor chip 111, In addition, it is desirable to select it to be lower than the upper surface of the semiconductor chip 111.
[0019]
A plurality of grooves 131 extending outward from the semiconductor chip mounting region 11 side are formed in the insulating film pattern 13. Examples of the width and arrangement pitch of the grooves 131 are 30 ± 5 μm and 60 ± 5 μm, respectively. The length of the groove 131 is, for example, 350 μm, but it goes without saying that the effect cannot be obtained if it is too short. The width of the insulating film pattern 13 is not particularly limited, and can be appropriately determined as long as it fits between the semiconductor chip mounting region 11 and the edge of the circuit board 10.
[0020]
In the step of supplying the underfill resin onto the circuit board 10 and connecting the semiconductor chip 111 to the bonding pads 15 formed on the surface of the circuit board 10 via the bumps 17 in the structure of FIG. Underfill resin that has flowed out to the periphery of the chip mounting region 11 by applying a load to the semiconductor layer 13 flows into the groove 131 by capillary action when it reaches the insulating film pattern 13. On the other hand, the underfill resin crawls up on the side surface of the semiconductor chip 111 to form a fillet. Surface tension acts on the underfill resin in the groove 131 and the underfill resin forming the fillet. Therefore, the underfill resin does not rise around the semiconductor chip 111 unless the groove 131 is filled with the underfill resin.
[0021]
At this time, by heating one or both of the circuit board 10 and the semiconductor chip 111, the viscosity of the underfill resin is reduced and the fluidity is increased. The underfill resin can flow in and fillets can be formed. The bumps 17 may be formed on either the semiconductor chip 111 side or the bonding pad 15 side of the circuit board 10.
[0022]
Thus, since the groove | channel 131 shows the effect | action which draws in underfill resin, control of the supply amount of an underfill resin and the shape of a fillet becomes easy, and the above conventional problems can be eliminated. As a result, the manufacturing yield and productivity can be improved, and the reliability with respect to the temperature cycle of the semiconductor device can be improved. Such an effect is prominent when the thickness of the semiconductor chip 111 is reduced, and greatly contributes to the reduction in thickness and density of the semiconductor device.
[0023]
FIG. 2 is a plan view for explaining a second embodiment of the present invention, in which a semiconductor chip (not shown) mounted on the circuit board 10 is rectangular. Therefore, the circuit board 10 is also rectangular according to this, and the semiconductor chip mounting area 11 is also rectangular. In this embodiment, the groove in the insulating film pattern 13 formed around the semiconductor chip mounting region 11 is the long side of the semiconductor chip, that is, the groove 132 in the portion facing the long side of the semiconductor chip mounting region 11. The groove 133 is longer, denser, or narrower than the groove 133 in the part facing the short side. For example, the length of the groove 133 is 200 μm, whereas the length of the groove 132 is 350 μm. Alternatively, the arrangement pitch of the grooves 133 is 90 μm, whereas the arrangement pitch of the grooves 132 is 60 μm. Alternatively, the width of the groove 133 is 25 ± 5 μm while the width of the groove 132 is 15 ± 5 μm. These values are appropriately set according to the ratio of the length of the long side to the short side of the semiconductor chip and the physical properties of the underfill resin.
[0024]
In this way, the long-side groove 132 is made longer or denser, or longer and denser, or narrower in width. When the semiconductor chip is flip-chip mounted by the underfill first-in method, it is possible to easily suppress problems caused by the rise of the underfill resin that is more likely to occur on the long side.
[0025]
FIG. 3 is a plan view for explaining a third embodiment of the present invention. The insulating film pattern 13 provided on the surface of the circuit board 10 is mounted on the semiconductor chip mounting region near the corner of the semiconductor chip mounting region 11. A portion 135 that bulges outside along the direction from the center of the region 11 toward the corner is provided. The bulged portion 135 is longer or denser than the groove 131 formed in the other portion of the insulating film pattern 13, that is, the straight portion facing the semiconductor chip mounting region 11. Or a groove 136 formed to be longer and denser, or to be narrower and denser.
[0026]
When the semiconductor chip (not shown) is flip-chip mounted on the circuit board 10 by the underfill resin first-in method by providing a bulging portion 135 having a longer or dense groove 136 at the corner of the insulating film pattern 13. In addition, the amount of the underfill resin that flows out to the periphery of the semiconductor chip and flows into the groove 136 of the bulging portion 135 due to capillary action increases. As a result, a large fillet is formed in the corner portion of the semiconductor chip. As a result, the reliability of the semiconductor device with respect to the temperature cycle can be improved. Further, as described in the prior art, productivity can be improved as compared with a method of forming a large fillet by potting an underfill resin in a corner portion of a semiconductor chip after flip chip mounting.
[0027]
FIG. 4 is a partial plan view for explaining a fourth embodiment of the present invention, and an example in which the second groove intersecting the grooves 131, 132, 133 is formed in the insulating film pattern 13 in each of the embodiments. Indicates. FIG. 4A shows a portion of the insulating film pattern 13 before the second groove is formed. For example, only the first groove 131 is formed. In FIG. 4B, a second groove 137 is formed that intersects at the innermost part of the groove 131 opposite to the semiconductor chip mounting region (not shown) side of each groove 131 in the insulating film pattern 13. An example is shown. FIG. 4C shows an example in which two second grooves 137 are formed in addition to the second groove 137 in FIG.
[0028]
By providing the second groove 137 as in the present embodiment, the flow of the underfill resin in the groove 131 is promoted by the capillary phenomenon, and the effect of improving the productivity and the yield is further increased.
FIG. 5 is a plan view for explaining a fifth embodiment of the present invention, and a circuit board on which bonding pads for electrical connection with second and third semiconductor chips (not shown) are formed. An example of In other words, the bonding pads 15 for bump-connecting the first semiconductor chip (not shown) are formed on the circuit board 10 inside the semiconductor chip mounting area 11 as in the previous embodiments. .
[0029]
In the present embodiment, an electrical connection with a second semiconductor chip (not shown) is provided on the outer side of the insulating film pattern 13 formed around the semiconductor chip mounting region 11, for example, along the long side of the circuit board 10. Bonding pads 152 for connection are arranged, and bonding pads 153 for electric connection with a third semiconductor chip (not shown) are arranged along, for example, the short side of the circuit board 10. Has been. The second and third semiconductor chips are sequentially stacked on the first semiconductor chip and fixed to each other, and details will be described in a later embodiment.
[0030]
FIG. 6 is a sectional view of an essential part for explaining a sixth embodiment of the present invention. A gap between the circuit board 10 and the semiconductor chip 111 flip-chip mounted on the surface thereof via the bonding pads 15 and the bumps 17 is an underlayer made of, for example, epoxy resin and mixed and dispersed with a filler having a low thermal expansion coefficient. Fill resin 12 is filled. Formed on the side surface of the semiconductor chip 111 is a fillet 121 made of underfill resin that has flowed out to the periphery due to the application of a load in the flip chip mounting process.
[0031]
In FIG. 6, the fillet 121 is shown extending on the insulating film pattern 13, but the insulating film pattern 13 is formed with grooves (not shown) as shown in the above-described embodiments. Since the underfill resin constituting the fillet 121 flows into the groove, it is not essential to control the shape and supply amount so as to extend on the insulating film pattern 13. Reference numeral 16 denotes an external connection terminal made of, for example, a solder ball for connecting a semiconductor device made of the semiconductor chip 111 mounted on the circuit board 10 to an external circuit, and reference numeral 18 denotes a resin for sealing the semiconductor device. It is a mold.
[0032]
In the semiconductor device shown in FIG. 6, by providing the insulating film pattern 13, it is possible to avoid the conventional problems that occur when the thickness of the semiconductor chip 111 is reduced, and the semiconductor device can be easily thinned. In addition, productivity is improved.
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view for explaining a seventh embodiment of the present invention, respectively. A plurality of semiconductor chips are mounted on the circuit board described with reference to FIG. 1 shows a stacked semiconductor device. As shown in FIGS. 7A and 7B, the second semiconductor chip 112 and the third semiconductor chip 113 are bonded to the bonding pads on the first semiconductor chip 111 flip-chip mounted on the circuit board 10. They are sequentially stacked with the surface 154 formed facing up. The semiconductor chips 111, 112, 113 are fixed to each other by the adhesive 14 adjacent to each other.
[0033]
A part of the underfill resin 12 filled in the gap between the first semiconductor chip 111 and the circuit board 10 is provided on the insulating film pattern 13 formed around the semiconductor chip mounting region (not shown). A fillet 121 is formed on the side surface of the first semiconductor chip 111 while flowing into the groove (not shown).
The first semiconductor chip 111 is electrically connected to the circuit board 10 via the bumps 17, and the bonding pads 154 of the second semiconductor chip 112 and the third semiconductor chip 113 are formed on the circuit board 10. The bonding pads 152 and 153 are electrically connected by the bonding wires 19 respectively.
[0034]
Note that the second semiconductor chip 112 may be stacked on the third semiconductor chip 113. Further, after the first semiconductor chip 111 is flip-chip mounted on the circuit board 10, the second and third semiconductor chips 112 and 113 may be stacked individually or sequentially, or the first to third semiconductor chips may be stacked. The first semiconductor chip 111 may be bump-connected to the circuit board 10 after 111 to 113 are fixed to each other beforehand with the adhesive 14.
[0035]
FIGS. 8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view of the main part for explaining the eighth embodiment of the present invention, respectively, and will be described with reference to FIG. 5 similarly to the embodiment of FIG. 1 shows a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked on a circuit board. As shown in FIGS. 8A and 8B, the second semiconductor chip 112 and the third semiconductor chip are formed on the first semiconductor chip 111 flip-chip mounted on the circuit board 10 via the bumps 17. 113 are sequentially stacked.
[0036]
In the case of this embodiment, the second semiconductor chip 112 is electrically connected to the bonding pad 152 formed on the circuit board 10 via the bump 171. The third semiconductor chip 113 is disposed with the surface on which the bonding pad 154 is formed facing upward, and is electrically connected to the bonding pad 153 formed on the circuit board 10 by the bonding wire 19. .
[0037]
The second semiconductor chip 112 and the third semiconductor chip 113 are fixed to each other by the adhesive 14. The gap between the first semiconductor chip 111 and the second semiconductor chip 112 is filled with an underfill filling 22, and a part of the gap flows out to the periphery and fillets 221 are formed on the side surfaces of the second semiconductor chip 112. Is forming. The gap between the first semiconductor chip 111 and the circuit board 10 is filled with an underfill resin 12, and a part of the insulating film pattern is formed around the semiconductor chip mounting region (not shown). 7 is formed in a groove (not shown) provided in 13 and a fillet 121 is formed on the side surface of the first semiconductor chip 111 as in the embodiment of FIG.
[0038]
The second and third semiconductor chips 112 and 113 are fixed to each other in advance with the adhesive 14 and then loaded on the first semiconductor chip 111 flip-chip mounted on the circuit board 10, and the second The semiconductor chip 112 may be bump-connected to the circuit board 10, or after the first semiconductor chip 111 is flip-chip mounted on the circuit board 10, the second and third semiconductor chips 112 and 113 are individually connected. May be loaded sequentially.
[0039]
According to the semiconductor device having the structure shown in the embodiment of FIG. 7 and FIG. 8, in addition to thinning by reducing the thickness of the semiconductor chip, it is possible to increase the density by further loading a plurality of semiconductor chips. Become. In particular, as in the embodiment of FIG. 8, the second semiconductor chip 112 can also be bump-connected to the circuit board 10 so that a high-speed device can be mounted, and a thin, high-density and high-speed semiconductor device can be provided. By appropriately using bump connection and wire bonding, other combinations of semiconductor chips of various dimensions are possible, and the number of semiconductor chips to be stacked is not limited to three.
[0040]
FIGS. 9 (a) and 9 (b) are a plan view and a cross-sectional view for explaining a ninth embodiment of the present invention, respectively, showing a semiconductor device comprising the circuit board described with reference to FIG. . A semiconductor chip 111 is flip-chip connected to the circuit board 10 via bumps 17. As described above, the insulating film pattern 13 provided around the semiconductor chip mounting region on the surface of the circuit board 10 is provided with the bulging portion 135 and is formed in the other portion of the insulating film pattern 13. A groove (reference numeral 136 in FIG. 3) that is longer or denser than the groove is formed.
[0041]
For this reason, the underfill resin 12 that is supplied to the gap between the circuit board 10 and the semiconductor chip 111 and flows out to the periphery by applying a load in the flip chip mounting process flows more into the groove of the bulging portion 135 due to capillary action. As a result, a fillet 121 that is greatly spread on the side surface of the corner of the semiconductor chip 111 is formed. Therefore, the thermal stress concentrated on the corners of the semiconductor chip 111 in the temperature cycle or the like is relaxed, and the reliability of the bump bonding portion of the semiconductor device is improved.
[0042]
None of the grooves 131, 132, 133 of the insulating film pattern 13 shown in the embodiment of the present invention need to extend at right angles to the edge of the insulating film pattern 13 facing the semiconductor chip mounting region 11. It may be formed so as to form an arbitrary angle that is not parallel to the edge, for example, to extend at different angles, such as extending radially. Similarly, of course, the grooves 136 formed in each bulge portion 135 need not be parallel to each other. The formation of the insulating film pattern 13 is not necessarily limited to a specific method, technique, or material, and is a known method for forming an insulating film, such as spin coating of photosensitive resin, screen printing of insulating material paste, CVD, vapor deposition, and the like. It goes without saying that lithographic technology may be used as appropriate.
[0043]
The present invention includes the following aspects.
(Appendix 1) A circuit board on which a semiconductor chip is mounted,
A plurality of circuit boards or semiconductor chips provided on either one of the mutually facing surfaces and connected via a plurality of projecting electrodes for electrically connecting the semiconductor chip and the circuit board. A conductor pattern;
A plurality of grooves provided on the surface of the circuit board so as to surround a region on which the semiconductor chip is to be mounted and having an edge close to the area and extending outward from the edge. Pattern of insulating film being formed
A circuit board characterized by comprising:
[0044]
(Additional remark 2) The said semiconductor chip is a rectangle, and the groove | channel currently formed in the pattern of the said insulating film opposes the short side of this semiconductor chip in the part of the pattern of this insulating film that opposes the long side of this semiconductor chip The circuit board according to appendix 1, wherein the circuit board is formed longer than the portion.
(Additional remark 3) The said semiconductor chip is a rectangle, and the groove | channel currently formed in the pattern of the said insulating film opposes the short side of this semiconductor chip in the part facing the long side of this semiconductor chip of the pattern of this insulating film The circuit board according to appendix 1 or 2, wherein the circuit board is formed more densely than the portion.
[0045]
(Additional remark 4) The pattern of the said insulating film has a part which bulges outward along the direction which goes to the corner from the center of this area | region in the corner vicinity of the area | region where the said semiconductor chip in the said circuit board is mounted, and 4. The circuit board according to any one of appendices 1 to 3, wherein the groove formed in the pattern of the insulating film is formed longer in the bulging portion than in other portions.
[0046]
(Additional remark 5) The pattern of the said insulating film has a part which bulges outward in the direction which goes to the corner from the center of this area | region in the corner vicinity of the area | region where the said semiconductor chip in the said circuit board is mounted, and The circuit board according to any one of appendices 1 to 4, wherein the groove formed in the pattern of the insulating film is formed more densely in the bulging portion than in other portions.
[0047]
(Supplementary Note 6) The thickness of the insulating film constituting the pattern of the insulating film is equal to or greater than the distance between the semiconductor chip to be mounted on the circuit board and the mutually facing surfaces of the circuit board. The circuit board according to any one of appendices 1 to 5, wherein the circuit board is smaller than a distance between the surface of the circuit board and the upper surface of the semiconductor chip.
[0048]
(Supplementary note 7) The arrangement pitch of the plurality of grooves formed in the pattern of the insulating film is smaller than the arrangement pitch of the plurality of protruding electrodes formed in either the semiconductor chip or the circuit board. The circuit board according to any one of appendices 1 to 6.
(Supplementary Note 8) The insulating film pattern includes at least one first pattern that intersects a plurality of grooves extending outward from an edge adjacent to a region where the semiconductor chip is to be mounted on the circuit board. 8. The circuit board according to any one of appendices 1 to 7, wherein two grooves are formed.
[0049]
(Supplementary note 9) Supplementary notes 1 to 3, wherein a plurality of conductor patterns for electrical connection with the second semiconductor chip to be stacked on the semiconductor chip are formed on the surface of the circuit board. The circuit board according to any one of 7.
(Additional remark 10) It consists of the circuit board in any one of Additional remarks 1 thru | or 8, The adhesive agent is filled between the said mutually opposing surface of the said semiconductor chip and this circuit board, and the side surface of this semiconductor chip is A semiconductor device which is covered with the adhesive.
[0050]
(Additional remark 11) It consists of the circuit board of Additional remark 9, the semiconductor chip mounted in this circuit board, and the 2nd semiconductor chip mounted on this semiconductor chip, and each said each of this semiconductor chip and this circuit board A plurality of conductor patterns in which an adhesive is filled between opposing surfaces, and a side surface of the semiconductor chip is covered with the adhesive, and the second semiconductor chip is formed on the surface of the circuit board A semiconductor device which is electrically connected to the semiconductor device.
[0051]
(Additional remark 12) The semiconductor device which consists of the circuit board of Additional remark 4 or 5, and the said adhesive agent which covers the side surface in the corner | angular part of the said semiconductor chip is extended in the said bulging part.
(Supplementary note 13) The semiconductor device according to any one of Supplementary notes 10 to 12, wherein a thickness of the semiconductor chip is 150 μm or less.
[0052]
(Additional remark 14) The process of supplying an adhesive agent to the said area | region where the said semiconductor chip in the said circuit board should be mounted,
After the semiconductor chip is placed in the region to which the adhesive is supplied, a load is applied to the semiconductor chip to electrically connect the semiconductor device and the circuit board through the protruding electrodes and to bond the semiconductor chip. Flowing a part of the agent from the region to the groove formed in the pattern of the insulating film
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendix 10 or 12, characterized by comprising:
[0053]
(Supplementary Note 15) Semiconductor chip,
A circuit board on which the semiconductor chip is mounted;
A plurality of protruding electrodes provided on any one of the principal surfaces of each of the semiconductor chip and the circuit board and facing each other and electrically connecting the semiconductor chip and the circuit board;
A plurality of grooves provided on the surface of the circuit board so as to surround a region on which the semiconductor chip is mounted and having an edge adjacent to the area and extending outward from the edge. Insulating film pattern
A semiconductor device comprising:
[0054]
【The invention's effect】
An insulating film pattern is provided on the surface of the circuit board so as to surround a region on which the semiconductor chip is mounted on the circuit board, and the insulating film pattern is formed outwardly from the edge adjacent to the region on which the semiconductor chip is mounted. By forming a plurality of extending grooves, it is possible to avoid unfavorable adhesion of the underfill resin to areas other than a predetermined portion even when the thickness of the semiconductor chip is in the range of 150 μm or less. The fillet can be easily formed, and the efficiency and reliability of the process can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view for explaining a first embodiment of the present invention and an enlarged cross-sectional view of an essential part.
FIG. 2 is a plan view for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view for explaining a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial plan view for explaining a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view for explaining a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of an essential part for explaining a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view and main part sectional view for explaining a seventh embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B are a plan view and a main part sectional view for explaining an eighth embodiment of the invention. FIGS.
FIG. 9 is a plan view and a main part sectional view for explaining a ninth embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of a conventional semiconductor device by flip chip mounting
[Explanation of symbols]
10 Circuit board
11 Semiconductor chip mounting area
12, 22 Underfill resin
13 Insulating film pattern
14 Adhesive
15, 152, 153, 154 Bonding pads
16 External connection terminals
17, 171 Bump
18 Resin mold
19 Bonding wire
111, 112, 113 Semiconductor chip
121, 221 Fillet
131, 132, 133, 136 groove
135 bulge
137 Second groove

Claims

A circuit board on which a semiconductor chip is mounted,
A plurality of electrodes provided on any one of the mutually opposing surfaces of the circuit board and the semiconductor chip and connected via a plurality of protruding electrodes for electrically connecting the semiconductor chip and the circuit board. Conductor pattern,
A plurality of grooves provided on the surface of the circuit board so as to surround a region on which the semiconductor chip is to be mounted and having an edge close to the area and extending outward from the edge. A circuit board comprising a pattern of an insulating film formed.

The semiconductor chip has a rectangular shape, and the groove formed in the insulating film pattern has a portion of the insulating film pattern that faces the long side of the semiconductor chip as compared to a portion that faces the short side of the semiconductor chip. The circuit board according to claim 1, wherein the circuit board is formed longer.

The thickness of the insulating film constituting the pattern of the insulating film is equal to or greater than the distance between the semiconductor chip to be mounted on the circuit board and the opposing surfaces of the circuit board, and the circuit board. 3. The circuit board according to claim 1, wherein the distance is smaller than a distance between the surface and the upper surface of the semiconductor chip.

An adhesive is filled between the semiconductor chip and each of the mutually facing surfaces of the semiconductor chip and the circuit board, and the side surface of the semiconductor chip is the adhesive. A semiconductor device which is covered with

Supplying an adhesive to the region where the semiconductor chip is to be mounted on the circuit board;
After the semiconductor chip is placed in the region to which the adhesive is supplied, a load is applied to the semiconductor chip to electrically connect the semiconductor device and the circuit board through the protruding electrodes and to bond the semiconductor chip. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising: flowing a part of the agent from the region to the groove formed in the pattern of the insulating film.