JP4673167B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
このような小型化のために従来の半導体装置は、半導体基板に形成された半導体素子の回路素子に電気的に接続する電極パッド上にボールボンダにより金等の金属片を積み重ね、これを溶融、圧着して電極パッドと同軸上にポストを形成し、このポストおよび半導体素子の側面を封止樹脂により封止し、封止樹脂を研磨してポストを露出させ、露出させたポストに半田等により突起電極を形成し、その後にダイシングブレードにより半導体素子を個片に分割して小型の半導体装置を製造している(例えば、特許文献1参照。)。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、実装基板へのフリップチップ方式での搭載性を確保しつつ電極パッドの配置の自由度を拡大して半導体装置の小型化を図る手段を提供することを目的とする。
図1において、1は半導体装置であり、図3に示す半導体ウェハ2のダイシング領域3に設定された図3に2点鎖線で示す切断線3aを薄いダイヤモンド砥石等からなるダイシングブレード等により切断し、個片に分割して形成される。
6はポリイミド等で形成された絶縁層であり、半導体基板4のおもて面および半導体素子5の回路素子の所定の部位に電気的に接続する電極パッド7の周縁部を覆っている。
8は再配線であり、絶縁層6上に形成された配線パターンであって、電極パッド7から離れた位置(本実施例では半導体素子5の中央部側)の再配線8上に形成されたポスト9と電極パッド7とを電気的に接続する機能を有している。
10はエポキシ樹脂等の封止樹脂で形成された封止層であり、ポスト9のポスト端面9aを除く半導体基板4のおもて面側の全面を覆うように、つまり絶縁層6、再配線8およびポスト9の側面を覆うように形成されており、封止層10のおもて面とポスト端面9aとは同一平面に位置している。
以下に、図2、図3を用い、Pで示す工程に従って本実施例の半導体装置の製造方法について説明する。
P2、半導体基板4のおもて面側の全面に無電解メッキ法等により下地金属層を形成して絶縁層6および電極パッド7上を下地金属層で覆い、リソグラフィ等により下地金属層上にレジストマスクを形成して電極パッド7上から電極パッド7から離れた位置に形成するポスト9に到る再配線8を形成する部位を除く領域をマスキングし、露出している下地金属層上に下地金属層を一方の共通電極として銅等を電気メッキ法により析出させ、電極パッド7上からポスト9の形成部に到る再配線8を形成する。
P3、剥離剤を用いてレジストマスクを除去し、露出した下地金属層をプラズマエッチング等により除去して絶縁層6を露出させ、半導体ウェハ2のおもて面の全面にスピンコート法等により封止樹脂を塗布し、これを加熱硬化させて半導体基板4のおもて面側を封止する封止層10を形成し、封止層10の表層をグラインダ等で研磨して研磨後のおもて面にポスト9のポスト端面9aを露出させ、絶縁層6、再配線8およびポスト9の側面を封止する封止層10を形成する。
P4、ダイシングブレードを用い、切断線3aと平行に導電膜12を機械的に縦横に掘り込んで導電膜12下の封止層10に達するように導電膜12を切断して導電膜12の厚さより深い分離溝13を形成し、ポスト9の単位に導電膜12を分離して外部端子11を形成する。これにより図3に示すようにポスト9より大きい面積を有する矩形の外部端子11がポスト9毎に形成される。
以上の工程により得られた半導体装置1は、相手側の配線端子等の位置や大きさに整合させた外部端子11により実装基板等にフリップチップ方式等で搭載される。
更に、導電膜12の形成後に分離溝13によりポスト9毎に分離した外部端子11を形成するので、外部端子11間の短絡等の発生を防止することができる。
以上説明したように、本実施例では、半導体素子の回路素子と電気的に接続する電極パッドから離れた位置に形成されたポストと電極パッドと前記ポストとを再配線により電気的に接続し、ポストより大きい面積を有する外部端子をポストに直接接合するようにしたことによって、外部端子を実装基板の配線端子等のピッチと整合させてフリップチップ方式での搭載性を確保することができる他、ポストの太さや位置を相手側の配線端子等に関わらずに外部端子の範囲で自由に設定することができ、再配線の設定の自由度を高めることができると共に、電極パッドの大きさや位置に対する制限が緩和され、電極パッド形成に対する自由度を高めて半導体装置の多機能化または更なる小型化を図ることができる。
なお、本実施例では、分離溝はダイシングブレードにより掘り込んで形成するとして説明したが、分離溝の形成は前記に限らず、導電膜の形成後にリソグラフィにより分離溝を形成する部位を除く領域にレジストマスクを形成し、異方性エッチング等により導電膜を掘り込んで封止層に達する分離溝を形成するようにしてもよい。
なお、上記実施例1と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図4において、21は端子凹部であり、封止樹脂を射出成形等により成形して封止層10を形成するときに、図5に示すようにそのおもて面に形成されたポスト9毎にポスト端面9aを露出させた矩形の底面を有する凹部であって、ポスト9より大きい底面積を有している。
以下に、図4、図5を用い、PAで示す工程に従って本実施例の半導体装置の製造方法について説明する。
工程PA1、PA2の作動は、上記実施例1の工程P1、P2の作動と同様であるのでその説明を省略する。
このとき、半導体基板4のおもて面側になる封止金型には端子凹部21を形成するための複数の矩形の突起およびダイシング溝22を形成するための格子上の突条が所定の配置で形成されており、形成された封止層10のおもて面にはポスト9毎にポスト端面9aを底面に露出させた端子凹部21およびダイシング領域3に格子状に形成されたダイシング溝22が形成される。
PA4、半導体ウェハ2のおもて面の全面にスピンコート法等により導電性樹脂を塗布して端子凹部21およびダイシング溝22を満たし、これを乾燥または加熱硬化させて半導体基板4のおもて面側の全面に導電膜12を形成する。これにより端子凹部21に導電膜12が埋め込まれ、ポスト端面9aに導電膜12が直接接合する。
外部端子11の形成後に、半導体ウェハ2のダイシング領域3に設定されている切断線3aをダイシングブレードを用いて半導体素子5の単位で切断し、半導体ウェハ2を個片に分割して本実施例の半導体装置1を形成する。
上記のように、本実施例の半導体装置1は、比較的広い面積に形成された外部端子11を相手側の配線端子等に対応した位置および面積に形成し、再配線8により電極パッド7から離れた位置にあるポスト9に接続するので、実施例1と同様に、フリップチップ方式での搭載性を確保することができる他、ポスト9の太さや位置を外部端子11の範囲で自由に設定することができ、再配線8の設定の自由度を高めることができると共に、電極パッド7の大きさや位置に対する制限が緩和され、電極パッド7の形成に対する自由度を高めて半導体素子5の多機能化または更なる小型化を図ることができる。
更に、露出させたポスト端面9aに導電膜12を直接接合して外部端子11を形成するので、露出させたポスト端面9aに半田ボールを接合する工法やスクリーン印刷法により半田電極を形成する工法に較べて、はるかに高精度の端子厚を有する外部端子11の形成が可能になる。
更に、外部端子11を形成するための端子凹部21を射出成形により形成するので、相手側の配線端子等のピッチに合わせて複数の封止金型(例えば、0.5mmピッチ、0.65mmピッチ等をマトリックス状に配置した封止金型)を予め準備しておけば、半導体装置1に形成する再配線8やポスト9の位置に応じて封止金型を選定して用いることが可能になり、半導体装置1の製造方法の標準化を図ることができると共に、封止金型の製作時間を不要にしてより迅速に各種の半導体装置1に対応することができ、半導体装置1の製造効率の向上を図ることができる。
更に、ダイシング溝22を形成して、ダイシング溝22と矩形の底面を有する端子凹部21との間および各端子凹部21の間の封止層10(堤という。)の幅を略均一に形成するので、射出成形時のひけやボイドの発生を防止して端子凹部21を精度よくかつ強固に形成することができると共に、予期せぬ部位に導電膜12が残留して短絡等が発生することを防止することができる。
この場合には、堤の幅が不均一になるので、特に互いに隣合う4つの端子凹部21の中央部やダイシング領域3の部位の堤の幅が大きくなりこれらの部位の封止樹脂の容積が増大するので、射出成形におけるこれらの部位のガス抜きや注入口の位置や数に留意して射出成形時のひけやボイドの発生を防止するとよい。
なお、上記実施例1および実施例2と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図6において、25は電極凹部であり、端子凹部21の内面を導電膜12で被覆して形成された導電膜12に覆われた凹部であって、本実施例の外部端子11として機能する。
本実施例の導電膜12は、端子凹部21の内面を一様に覆って被覆するために電気メッキ法等により形成される。
工程PB1〜PB3の作動は、上記実施例2の工程PA1〜PA3の作動と同様であるのでその説明を省略する。この場合に工程PB3において形成される端子凹部21は、実施例2の工程PA3における端子凹部21より深く形成される。
電極凹部25の形成後に、スクリーン印刷法や半田ボール法等により電極凹部25に略半球状の突起電極26を形成し、その後に半導体ウェハ2のダイシング領域3に設定されている切断線3aをダイシングブレードを用いて半導体素子5の単位で切断し、半導体ウェハ2を個片に分割して本実施例の半導体装置1を形成する。
上記のように、本実施例の半導体装置1は、比較的広い面積に形成された電極凹部25を有する外部端子11を相手側の配線端子等に対応した位置および面積に形成し、再配線8により電極パッド7から離れた位置にあるポスト9に接続するので、実施例1と同様に、フリップチップ方式での搭載性を確保することができる他、ポスト9の太さや位置を外部端子11の範囲で自由に設定することができ、再配線8の設定の自由度を高めることができると共に、電極パッド7の大きさや位置に対する制限が緩和され、電極パッド7の形成に対する自由度を高めて半導体素子5の多機能化または更なる小型化を図ることができる。
更に、露出させたポスト端面9aに導電膜12を直接接合して電極凹部25を有する外部端子11を形成し、電極凹部25に突起電極26を形成するので、相手側の配線端子等への接合信頼性を向上させることができる。
更に、端子凹部21を射出成形により形成するので、実施例2と同様に、半導体装置1の製造方法の標準化を図ることができると共に、半導体装置1の製造効率の向上を図ることができる。
更に、ダイシング溝22を形成して、ダイシング溝22と端子凹部21との間および各端子凹部21の間の堤の幅を略均一に形成するので、実施例2と同様に、端子凹部21を精度よくかつ強固に形成することができると共に導電膜12の残留による短絡等の発生を防止することができる。
上記各実施例においては、研磨はグラインダ等で機械的に行うとして説明したが、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法等による化学的な研磨であってもよい。
2 半導体ウェハ
3 ダイシング領域
3a 切断線
4 半導体基板
5 半導体素子
6 絶縁層
7 電極パッド
8 再配線
9 ポスト
9a ポスト端面
10 封止層
11 外部端子
12 導電膜
13 分離溝
21 端子凹部
22 ダイシング溝
25 電極凹部
26 突起電極
Claims (6)
- 半導体素子と、該半導体素子の回路素子と電気的に接続する電極パッドと、該電極パッドから離れた位置に形成されたポストと、前記電極パッドと前記ポストとを電気的に接続する再配線と、該再配線と前記ポストとを封止する封止層と、該封止層に形成され、前記ポスト毎にポスト端面を底面に露出させると共に前記ポスト端面より大きい底面積を有する端子凹部と、該端子凹部に埋め込まれた導電膜により形成された外部端子とを備えたことを特徴とする半導体装置。
- 半導体素子と、該半導体素子の回路素子と電気的に接続する電極パッドと、該電極パッドから離れた位置に形成されたポストと、前記電極パッドと前記ポストとを電気的に接続する再配線と、該再配線と前記ポストとを封止する封止層と、該封止層に形成され、前記ポスト毎にポスト端面を底面に露出させると共に前記ポスト端面より大きい底面積を有する端子凹部と、該端子凹部を導電膜により被覆して形成した電極凹部を有する外部端子と、該電極凹部に形成された突起電極とを備えたことを特徴とする半導体装置。
- 請求項1または請求項2において、
前記端子凹部の底面が、矩形であることを特徴とする半導体装置。 - 回路素子と電気的に接続する電極パッドを有する複数の半導体素子を形成した半導体ウェハを準備する工程と、
前記電極パッドに電気的に接続する再配線を形成する工程と、
前記再配線上の前記電極パッドから離れた位置にポストを形成する工程と、
前記再配線と前記ポストとを封止樹脂により封止して、前記ポスト毎にポスト端面を底面に露出させると共に前記ポスト端面より大きい底面積を有する端子凹部を形成した封止層を形成する工程と、
前記封止層上に、前記端子凹部を埋め込む導電膜を形成する工程と、
前記導電膜を研磨して前記封止層を露出させ、前記ポストの単位で分離した外部端子を形成する工程と、
前記半導体ウェハを、前記半導体素子の単位で個片に分割する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 回路素子と電気的に接続する電極パッドを有する複数の半導体素子を形成した半導体ウェハを準備する工程と、
前記電極パッドに電気的に接続する再配線を形成する工程と、
前記再配線上の前記電極パッドから離れた位置にポストを形成する工程と、
前記再配線と前記ポストとを封止樹脂により封止して、前記ポスト毎にポスト端面を底面に露出させると共に前記ポスト端面より大きい底面積を有する端子凹部を形成した封止層を形成する工程と、
前記封止層上に、前記端子凹部を被覆する導電膜を形成する工程と、
前記導電膜を研磨して前記封止層を露出させ、前記ポストの単位で分離した電極凹部を有する外部端子を形成する工程と、
該電極凹部に突起電極を形成する工程と、
前記半導体ウェハを、前記半導体素子の単位で個片に分割する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4または請求項5において、
前記端子凹部の底面が、矩形であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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