JP5553811B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
配線基板には、半導体チップが接続された上記一方表面から、配線基板の端面を経て上記一方表面の反対側の他方表面に至る導電膜が形成されている。この導電膜は、配線基板の端面から上記他方表面に渡って形成され、この半導体装置を実装基板に接続するための外部接続部と、配線基板の上記一方表面に形成され、半導体チップと外部接続部とを接続する配線部とを含む。
元基板には、隣接する配線基板の境界にまたがって、元基板を厚さ方向に貫通するスルーホールが形成されており、このスルーホールの内面や配線基板においてスルーホール付近の上記一方表面および他方表面には、金属材料からなる導電膜が形成されている。この導電膜が元基板とともに切断されることにより、外部接続部および配線部を含む導電膜を備えた配線基板が得られる。
この構成によれば、各配線基板毎に半導体チップが接続された元基板を、互いに隣接する配線基板の境界に沿って切断することにより、配線基板に半導体チップが接続された構成の半導体装置を得ることができる。
封止樹脂層を構成する樹脂としては、公知のアンダーフィル材を用いることができる。導電部材上に形成する封止樹脂層は、従来、元基板(配線基板)と半導体チップとの間およびその付近にのみ形成されていたアンダーフィル材を、導電部材が形成された隣接する配線基板の境界(配線基板の端部)付近まで拡大して形成すればよく、アンダーフィル材と別に導電部材上に形成する必要はない。
この場合、元基板を、互いに隣接する配線基板の境界に沿って切断することにより、スルーホールは配線基板の端面に形成された溝となり、スルーホール内に形成された導電部材は、配線基板の端面(溝)に形成された導電部材となる。
この半導体装置の製造方法は、上記封止樹脂層形成工程の前に、上記スルーホールの上記一方表面の側を塞ぐ蓋部材(23)を形成する工程をさらに含んでもよい。この場合、上記蓋部材を形成する工程は、上記導電部材と同種の金属により上記蓋部材を形成する工程を含んでもよく、上記蓋部材を形成する工程は、めっきにより上記蓋部材を形成する工程を含んでもよい。
上記封止樹脂層形成工程は、上記元基板の上記一方表面の全面に、上記封止樹脂層を形成する工程を含んでもよい。
上記導電部材は、請求項3記載のように、銅からなるものであってもよい。
請求項4記載のように、上記半導体チップは、上記導電部材と、接続部材(5)を介
して接続されていてもよい。
請求項5記載のように、上記封止樹脂層は、上記半導体チップの側面を、上記配線基
板の側から、上記半導体チップの厚さ方向に関して少なくとも中間部まで覆っていてもよい。
体チップの端面に向かって徐々に厚くなっていてもよい。
請求項7記載の発明は、上記半導体チップの上記機能面が露出しないように、上記封止樹脂層で覆われている、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体装置である。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構造を示す図解的な断面図である。
この半導体装置1は、配線基板2と、機能素子4が形成された機能面3aを有する半導体チップ3とを備えている。半導体チップ3は、一方表面およびその反対側の他方表面を有している。半導体チップ3の一方表面の一部の領域が、機能素子4が形成された機能面3aである。半導体チップ3は、配線基板2の表面2aに機能面3aを対向させて、接続部材5によって、表面2aと所定間隔を保つように接続されている。半導体チップ3の機能面3aは、図1に示すように、半導体チップ3の一方表面における機能素子4が形成されていない領域の面よりも突出して形成されている。
配線基板2の表面2aのほぼ全面に渡って、封止樹脂層7が形成されている。封止樹脂層7は、公知のアンダーフィル材からなる。封止樹脂層7は、配線基板2と半導体チップ3との隙間に充填されており、これにより、半導体チップ3の機能面3aや接続部材5などが保護されている。また、封止樹脂層7は、導電膜6の配線部6W上を覆っている。
図2は、配線基板2の端面2e付近を拡大して示す図解的な斜視図である。
外部接続部6Tは、溝8内では、溝8の内面に沿って形成されており、裏面2bでは、裏面2bの内方に向かって延びるように形成されている。配線部6Wは、外部接続部6Tとの接続部では、溝8の縁部に沿って半円弧状に形成されている。
図3Aないし図3Cは、半導体装置1の製造方法を説明するための図解的な断面図である。
元基板11において、互いに隣接する配線基板2の境界にまたがる領域には、元基板11を厚さ方向に貫通するスルーホール12が形成されている。
このような元基板11が表面2aを上方に向けられて、表面2aにおいて、各配線基板2毎に、表面2aとの間に所定間隔を保持して、半導体チップ3が接続される(図3A参照)。半導体チップ3は、その機能面3aを表面2aに対向させて接続される。この際、半導体チップ3の接続部材5が、導電膜13(配線部6Wに相当する部分)に接続される。
導電膜13の上に、封止樹脂層7が形成されていることにより、封止樹脂層7が形成されていない場合と比べて、元基板11上において、半導体チップ3と、半導体チップ3が存在していない領域との間の段差Dを小さくして、テープ14に貼り付けることができる。
図4は、元基板11の切断面を示す図解的な側面図である。
元基板は、たとえば、ダイシングブレードB(図4に二点鎖線で示す。)などの切断工具により機械的に切断される。
また、この製造方法によれば、導電膜13の配線部6W相当部13Wの上に形成する封止樹脂層7は、従来、元基板11(配線基板2)と半導体チップ3との間およびその付近にのみ形成されていたアンダーフィル材を、互いに隣接する配線基板2の境界付近まで拡大して形成すればよい。
この半導体装置21は、配線基板2と、配線基板2に機能面3aを対向させて接続された半導体チップ3を備えている。配線基板2の端面2e付近には、銅(Cu)などの金属材料からなる導電膜6が形成されている。導電膜6は、端面2eと、表面2aの反対側の面(裏面)2bとに渡って連続して形成された外部接続部6Tと、表面2aに形成され、外部接続部6Tと接続部材5とを接続する配線部6Wとを含んでいる。
端面2eには、配線基板2の厚さ方向に渡って半円柱状の溝8が形成されている。外部接続部6Tは、溝8内では、溝8の内面に沿って形成されている。
溝8の表面2a側を塞ぐように、蓋配線22が形成されている。蓋配線22は、表面2aを垂直に見下ろす平面視において、溝8上およびその周縁部に形成されており、半円形を有している。また、蓋配線22は導電性を有し、たとえば、導電膜6と同種の金属材料からなる。
この半導体装置21は、半導体装置1の製造方法と同様の製造方法により製造できる。この際、元基板11は、配線部6Wを覆い、スルーホール12の表面2a側を塞ぐ蓋配線23(図4に二点鎖線で示す。)が形成されたものとすることができる。
元基板11が、互いに隣接する配線基板2の境界に沿って切断されると、元基板11に形成された蓋配線23は、溝8の表面2a側を塞ぐ蓋配線22となる。
本発明の実施形態の説明は以上の通りであるが、本発明は他の形態でも実施できる。たとえば、封止樹脂層7は、元基板11の表面2aの全面に形成する必要はなく、半導体チップ3が対向していない領域では、導電膜13上以外の領域には形成されなくてもよい。この場合でも、元基板11の切断時のバリの発生を防止できる。
この明細書および図面の記載から、特許請求の範囲に記載した発明以外にも、以下のような特徴が抽出され得る。
1.配線基板と、機能素子が形成された機能面を有し、この機能面を上記配線基板の一方表面に対向させて、この一方表面との間に所定間隔を保持して接合されかつ電気的に接続された半導体チップと、上記配線基板の少なくとも上記一方表面上に形成され、上記配線基板の端面とほぼ面一の端面を有する導電部材と、上記配線基板と上記半導体チップとの間および上記導電部材上に形成された封止樹脂層と、上記配線基板の上記端面において上記配線基板の厚さ方向に渡って形成された溝の上記一方表面の側を塞ぐように形成され、導電性を有する蓋部材とを含み、上記封止樹脂層、および上記蓋部材の各々が、上記配線基板の上記端面と面一の端面を有し、上記半導体チップにおいて、上記機能面と反対側の面は露出していることを特徴とする半導体装置。
2.配線基板と、上記配線基板にフリップチップ接続された半導体チップと、上記配線基板の少なくとも一方表面上に形成され、上記配線基板の端面とほぼ面一の端面を有する導電部材と、上記配線基板と上記半導体チップとの間および上記導電部材上に形成された封止樹脂層と、上記配線基板の上記端面において上記配線基板の厚さ方向に渡って形成された溝の上記一方表面の側を塞ぐように形成され、導電性を有する蓋部材とを含み、上記封止樹脂層、および上記蓋部材の各々が、上記配線基板の上記端面と面一の端面を有し、上記半導体チップにおいて、上記配線基板に対向する面と反対側の面は露出していることを特徴とする半導体装置。
半導体装置は、配線基板と、上記配線基板にフリップチップ接続された半導体チップと、上記配線基板の一方表面上に形成された導電部材と、上記配線基板と上記半導体チップとの間および上記導電部材上に形成された封止樹脂層と、上記配線基板の端面において上記配線基板の厚さ方向に渡って形成された溝の上記一方表面の側を塞ぐように形成され、導電性を有する蓋部材とを含んでもよく、この場合、上記導電部材、上記封止樹脂層、および上記蓋部材の各々が、上記配線基板の上記端面と面一の端面を有してもよい。
3.配線基板と、上記配線基板にフリップチップ接続された半導体チップと、上記配線基板の一方表面上に形成された導電部材と、上記配線基板上に形成され、上記半導体チップを覆う封止樹脂層と、上記配線基板の端面において上記配線基板の厚さ方向に渡って形成された溝の上記一方表面の側を塞ぐように形成され、導電性を有する蓋部材とを含み、上記導電部材、上記封止樹脂層、および上記蓋部材の各々が、上記配線基板の上記端面と面一の端面を有し、上記半導体チップにおいて、上記配線基板に対向する面と反対側の面は露出していることを特徴とする半導体装置。
上記配線基板の端面(2e)には、上記配線基板の厚さ方向に渡って溝(8)が形成さ
れている。上記導電部材は、項5記載のように、上記配線基板において、上記一方表
面から上記溝の内面を経て上記一方表面と反対側の他方表面(2b)に至るように連続し
て形成されていてもよい。
蓋部材を含むこの半導体装置は、上記一方表面側において、上記スルーホールを塞ぐように蓋部材が形成された元基板を用いて製造することができる。封止樹脂層は、未硬化(液状)の封止樹脂をこの元基板の上記一方表面に膜状に形成した後、この封止樹脂を硬化させることにより形成できる。この場合、蓋部材により、未硬化の封止樹脂がスルーホール内に流れ込むことを防止できる。したがって、スルーホールの内面に形成された導電部材を外部接続部として用いる場合であっても、この外部接続部が封止樹脂層に覆われて、たとえば、半田による接続が阻害されることを防止できる。
蓋部材は、導電性を有するものであってもよく、この場合、蓋部材は、導電部材に接続されていてもよい。蓋部材は金属材料からなってもよく、この場合、蓋部材はめっきにより形成されてもよい。
4.上記蓋部材が、上記導電部材と同種の金属からなることを特徴とする項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体装置。上記導電部材は、銅からなるものであってもよい。上記半導体チップは、上記導電部材と、接続部材(5)を介して接続されていてもよい。
5.上記導電部材は、上記配線基板において、上記一方表面から、上記溝の内面を経て、上記一方表面と反対側の他方表面に至るように連続して形成されていることを特徴とする項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体装置。
6.上記溝が、半円柱状であることを特徴とする項1ないし5のいずれか1項に記載の半導体装置。
7.配線基板と、機能素子が形成された機能面を有し、この機能面を上記配線基板の一方表面に対向させて、この一方表面との間に所定間隔を保持して接合されかつ電気的に接続された半導体チップと、上記配線基板の少なくとも上記一方表面上に形成され、上記配線基板の端面とほぼ面一の端面を有する導電部材と、上記配線基板と上記半導体チップとの間および上記導電部材上に形成された封止樹脂層とを含み、上記半導体チップにおいて、上記機能面と反対側の面は露出していることを特徴とする半導体装置。
8.上記配線基板の端面において上記配線基板の厚さ方向に渡って形成された溝の表面を、上記導電部材が覆っており、上記封止樹脂層が、上記溝の上記配線基板の上記一方表面側のみを覆っていることを特徴とする項7に記載の半導体装置。
9.上記導電部材が、銅からなることを特徴とする項1ないし8のいずれか1項に記載の半導体装置。
10.上記半導体チップが、上記導電部材と、接続部材を介して接続されていることを特徴とする項1ないし9のいずれか1項に記載の半導体装置。
11.上記封止樹脂層は、上記半導体チップの側面を、上記配線基板の側から、上記半導体チップの厚さ方向に関して中間部まで覆っていることを特徴とする項1ないし10のいずれか1項に記載の半導体装置。
12.上記封止樹脂層の厚さは、上記配線基板の端部から上記半導体チップの端面に向かって徐々に厚くなることを特徴とする項1ないし11のいずれか1項に記載の半導体装置。
2 配線基板
2a 配線基板の表面
2b 配線基板の裏面
2e 配線基板の端面
3 半導体チップ
3a 機能面
4 機能素子
6,13 導電膜
6e 導電膜の端面
7 封止樹脂層
8 溝
11 元基板
12 スルーホール
22,23 蓋配線
B ダイシングブレード
Claims (7)
- 配線基板と、
一方表面およびその反対側の他方表面を有する半導体チップであって、上記半導体チップの上記一方表面の一部の領域が、機能素子が形成された機能面であり、この機能面を上記配線基板の一方表面に対向させて、この一方表面との間に所定間隔を保持して接合されかつ電気的に接続された半導体チップと、
上記配線基板の少なくとも上記一方表面上に形成され、上記配線基板の端面とほぼ面一の端面を有する導電部材と、
上記配線基板と上記半導体チップとの間および上記導電部材上に形成された封止樹脂層とを含み、
上記半導体チップにおいて、上記機能面と反対側の上記他方表面は露出しており、
上記半導体チップの上記機能面は、上記半導体チップの上記一方表面における上記機能素子が形成されていない領域の面よりも突出して形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 上記配線基板における上記半導体チップの端面よりも外周に位置する領域において上記配線基板の厚さ方向に渡って形成された溝の表面を、上記導電部材が覆っており、
上記封止樹脂層が、上記溝の上記配線基板の上記一方表面側のみを覆っていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 上記導電部材が、銅からなることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 上記半導体チップが、上記導電部材と、接続部材を介して接続されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 上記封止樹脂層は、上記半導体チップの側面を、上記配線基板の側から、上記半導体チップの厚さ方向に関して少なくとも中間部まで覆っていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 上記封止樹脂層の厚さは、上記配線基板の端部から上記半導体チップの端面に向かって徐々に厚くなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 上記半導体チップの上記機能面が露出しないように、上記封止樹脂層で覆われている、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体装置。
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