JP5294611B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
導体ポストは、このような下底面を有する単一の柱状導体で形成しても良いが、複数の導体ポストの組み合わせによって実現することもできる。すなわち、互いに導通する第1導体ポストと第2導体ポストとを組み合わせ、第1導体ポストのみを上記下底面のサイズとし、第2導体ポストを一定の形状及びサイズのものとする。これにより、外部電極の形状等が一定のものとなり、実装を容易にすることができる。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態となる半導体装置100の部分断面構造図である。
半導体装置100は、WLPのような樹脂封止半導体装置であり、半導体基板1と、保護膜2、3と、電極パッド4と、導電膜5と、再配線層6と、導体ポスト7と、封止樹脂8と、外部電極9とを備えている。
半導体基板1上には、通常、電極パッド4が複数設けられる。図1では、便宜上、1つの電極パッド4のみを示してあるが、半導体基板1上のすべての電極パッド4が、図1に示したものと同様の構成となる。各電極パット4は、その外縁形状が矩形状であるものとする。
電極パット4の外縁形状が矩形状なので、本例では、導体ポスト7の形状を、円柱ポストと電極パッド4の上面を覆う四角柱ポストとが複合した複合形状としている。すなわち、図2に示すように、導体ポスト7の再配線層6との接触面である底面が、円形と矩形の外縁形状とを組み合わせた複合形状となっている。矩形の外縁形状の部分は、図2において破線で示される電極パッド4と同じ大きさ、形状であり、電極パッド4の上面をすべて覆っている。導体ポスト7は、下底面が電極パッド4の上面をすべて覆うために、電極パッド4への応力が不均一になることがない。そのために、電極パッド4直上の再配線層6の劣化を防止でき、WLPの信頼性の低下を防止することができる。
上記の構造の半導体装置100の製造方法を図3(a)乃至(e)により説明する。
WLPでは封止工程をウエハ状態で行うため、図3(a)乃至(e)は、ウエハ状態での加工となる。
まず、ウエハ検査によって電気的特性が評価された半導体基板1を準備する。半導体基板1は、素子形成面1a側に、半導体素子によって電子回路が形成されている。
図3(a)に示すように、この電子回路の通電部位に、電極パッド4を形成する。そして、電極パッド4の上面を除く素子形成面1aに、保護膜2を形成する。
その後、例えば電解めっき法により、導電膜5に積層してCuからなる再配線層6を形成する。再配線層6の膜厚は、約2〜12μm程度とする。
その後、開口部が形成された半導体基板1をCuのめっき液に漬け込んで開口部内にめっき液を充填させ、このめっき液が固まった後にレジストを除去する。
BGAタイプにおける外部電極9は、球状電極(半田ボール)であり、例えばボールマウント方式によって形成する。すなわち、半田ボールをボールマウンタにより機械的に導体ポスト7の頂面に搭載し、引き続きリフローすることにより外部電極9を形成する。他方、LGAタイプにおける外部電極9は、導体ポスト7と実装基板とが接続できる程度の薄型電極である。そのため、例えば印刷法によって外部電極9を形成する。すなわち、メタルマスクにてクリーム半田を導体ポスト7の頂面に印刷し、引き続きリフローすることにより、外部電極9を形成する。
図4は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置200の一部の断面構造図である。
この半導体装置200は、第1実施形態に係る半導体装置100(図1)における導体ポスト7の形状を変えたものに相当する。
すなわち、第2実施形態に係る半導体装置200は、下底面が電極パッド4の領域をその一部に含む柱状の第1導体ポスト7aと、この第1導体ポスト7aの上面の一部に設けられる第2導体ポスト7bとの2段構成になっていることが、第1実施形態の半導体装置100と異なる。再配線層6の金属配線(通電部)は、第1導体ポスト7aと電気的に接続される。その他の構造は、半導体装置100と同じであるため、図4では、半導体装置100と同一の構造については図1と同一符号を付してその説明を省略する。
次に、半導体装置200の製造方法を説明する。半導体装置200の製造方法は、導体ポストの製造工程を除き、第1実施形態に係る半導体装置100の製造方法と同様である。そのため、導体ポスト7a,7bを配備する直前までの工程に関しては、半導体装置100の製造工程図(図3(a)乃至(b))を流用してその説明を省略し、図7(a)乃至図7(c)で第1導体ポスト7a及び第2導体ポスト7bの形成以降の工程を説明する。
第1導体ポスト7aを形成するためのめっき工程では、例えば、全面にレジスト膜を形成した後に、レジスト膜に再配線層6の上面の一部を露出する開口部を形成する。その後、開口部が形成された半導体基板1をCuのめっき液に漬け込んで開口部内にめっき液を充填させ、めっき液が固まった後にレジストを除去する。
第2導体ポスト7bを形成するためのめっき工程では、例えば、全面にレジスト膜を形成した後、レジスト膜に第1導体ポスト7bの上面の一部を露出する開口部を形成する。その後、開口部が形成された半導体基板1をCuのめっき液に漬け込んで開口部内にめっき液を充填させ、めっき液が固まった後にレジストを除去する。
第2導体ポスト7bは、例えば、レジスト膜に開口部を形成する際に、開口部が円形となるようなマスクパタンを用いる。このようなマスクパタンにより、円形の開口部が得られる。この円形の開口部は、第1導体ポスト7aを形成する際の円形の開口部よりも小さい。円形の開口部により、図7(b)に示す円柱状の第2導体ポスト7bが、第1導体ポスト7aの上面の一部に形成される。
BGAタイプにおける外部電極9は、球状電極(半田ボール)であり、例えば、ボールマウント方式によって形成する。すなわち、半田ボールをボールマウンタにより機械的に第2導体ポスト7bの頂面に搭載し、引き続きリフローすることにより外部電極9を形成する。他方、LGAタイプにおける外部電極9は、第2導体ポスト7bと実装基板とが接続できる程度の薄型電極であり、例えば印刷法によって形成する。すなわち、メタルマスクにてクリーム半田を第2導体ポスト7bの頂面に印刷し、引き続きリフローすることにより外部電極9を形成する。
Claims (7)
- 所定の電子回路と導通する電極パッドが形成された半導体基板と、
この半導体基板上で前記電極パッドを覆い、且つ、当該電極パッドに電気的に接続される通電部を有する再配線層と、
前記再配線層上の、その下層に前記電極パッドが形成された部位に設けられ、前記通電部と導通しつつ、当該再配線層と接触する下底面の一部が前記下層の電極パッドをすべて覆う柱状の導体ポストと、
前記導体ポストの所定部位に形成された外部電極と、を備えて成り、
前記導体ポストの下底面の形状が、円形部分及び矩形部分を含む複合形状であり、
前記導体ポストの少なくとも一部分は、前記電極パッドをオーバーラップする前記再配線層の部位上に形成され、前記導体ポストの他の部分は、前記電極パッドをオーバーラップしない前記再配線層の一部上に形成される、
半導体装置。 - 前記複合形状の一部は、前記電極パッドの周縁形状に一致する、請求項1記載の半導体装置。
- 所定の電子回路と導通する電極パッドが形成された半導体基板と、
この半導体基板上で前記電極パッドを覆い、且つ、当該電極パッドに電気的に接続される通電部を有する再配線層と、
前記再配線層上の、その下層に前記電極パッドが形成された部位に設けられ、前記通電部と導通しつつ、当該再配線層と接触する下底面の一部が前記下層の電極パッドをすべて覆う柱状の第1導体ポストと、
この第1導体ポストの上底面に設けられ、当該第1導体ポストと導通する第2導体ポストと、
前記第2導体ポストの所定部位に形成された外部電極と、を備えて成り、
前記第1導体ポストの下底面の形状が、円形部分及び矩形部分を含む複合形状であり、
前記第1導体ポストの少なくとも一部分は、前記電極パッドをオーバーラップする前記再配線層の部位上に形成され、前記第1導体ポストの他の部分は、前記電極パッドをオーバーラップしない前記再配線層の一部上に形成される、
半導体装置。 - 前記複合形状の一部は、前記電極パッドの周縁形状に一致する、請求項3記載の半導体装置。
- 前記第2導体ポストの下底面が、前記第1導体ポストの上底面よりも小さい面積である、
請求項4記載の半導体装置。 - 所定の電子回路と導通する電極パッドを有する半導体基板上に、前記電極パッドを露出させて、絶縁膜を形成する工程と、
前記電極パッドと電気的に接続される導通部を有する再配線層を、前記電極パッドの上面のすべてを覆って、前記絶縁膜上に形成する工程と、
前記再配線層上の、その下層に前記電極パッドが形成された部位に、前記通電部と導通しつつ、前記再配線層と接触する下底面の一部が前記電極パッドのすべてを覆う導体ポストを形成する工程と、
前記導体ポストの所定部位に外部電極を形成する工程と、を含み、
前記導体ポストを形成する工程は、前記導体ポストの下底面の形状が、円形部分及び矩形部分を含む複合形状となり、前記導体ポストの少なくとも一部分は、前記電極パッドにオーバーラップする前記再配線層の部位上に形成され、前記導体ポストの他の部分は、前記電極パッドをオーバーラップしない前記再配線層の一部上に形成されるように、前記導体ポストを形成する、
半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁膜及び前記再配線層上に、前記導体ポストと同じ高さで、前記導体ポストをその周囲から支持するための支持部材を形成する工程をさらに含む、
請求項6記載の製造方法。
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