JP6161380B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置およびその製造技術、例えば、フリップチップ実装技術により半導体チップを配線基板上に実装する半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。

特開２００４−１６５３１１号公報（特許文献１）には、半導体チップが、基板のチップ搭載面のパッドに金属ポストを介して接続された構造が記載されている。

また、特開２００７−３２９３９６号公報（特許文献２）には、半導体基板が、金属柱とその先端に配置された突起電極とを介して実装基板に実装された構造が記載されている。

また、特開２００９−２８９９０８号公報（特許文献３）には、半導体チップのパッドと配線基板のボンディングリードとの電気的な接続が、ボンディングリード上に形成された半田と、金から成るバンプ電極との、金−半田接合により行われた構造が記載されている。

特開２００４−１６５３１１号公報 特開２００７−３２９３９６号公報 特開２００９−２８９９０８号公報（図３８、図３９）

フリップチップ実装技術では、例えば上記特許文献１，２のように、柱（ポスト、ピラー）状の導電性部材を介して半導体チップを配線基板上に実装するものと、上記特許文献３のように、突起（バンプ）状の導電性部材を介して半導体チップを配線基板上に実装するものがある。また、フリップチップ実装技術では、半導体チップを実装する際、配線基板上に配置された半導体チップに対して、垂直方向（配線基板の厚さ方向）の荷重を加える。

ここで、配線基板のチップ搭載面に形成される複数の電極（ボンディングリード、導電性部材が接続される電極）、半導体チップと配線基板を電気的に接続するために使用される柱（ポスト）状または突起（バンプ）状から成る複数の導電性部材、あるいは上記複数の電極および上記複数の導電性部材には、ばらつきが生じている。

換言すれば、各電極の各表面（導電性部材が接続される面）の高さや各導電性部材の高さ（大きさ）は、加工ばらつきの影響により、必ずしも同じ高さ（面一ともいう）とならない。そのため、半導体チップを配線基板上に配置した際に、配線基板の電極と接触しない導電性部材が存在する場合がある。

このとき、配線基板の上記電極を支持する絶縁層（ここでは、電極が接する絶縁層）がプリプレグ（ガラスクロスを含む樹脂層）ではない、言い換えると、ガラスクロス（ガラス繊維ともいう）を含まない樹脂層で構成される場合には、その硬度（もしくは、剛性、強度）はプリプレグよりも低い。

したがって、図２５に示すように、半導体チップ５０に対して荷重を加えると、導電性部材であるバンプ５２が接触した配線基板６０のボンディングリード６４は沈み込む。換言すれば、ガラスクロスを含まない樹脂層６１に荷重を加えると、この樹脂層６１は変形する。

これにより、各バンプ５２や各ボンディングリード６４の高さにばらつきが生じていたとしても、ボンディングリード６４が沈み込むことによって上記ばらつきを吸収できるため、バンプ５２とボンディングリード６４の接合不良を抑制することができる。

一方、上記のように、ガラスクロスを含まない樹脂層６１は、図２６に示すガラスクロス６５を含む樹脂層６６（プリプレグ）に比べてその硬度は低い。そのため、ボンディングリード６４を含む配線層を支持する樹脂層としてプリプレグを使用しない半導体装置は、半導体装置の薄型化の点では不利である。

しかしながら、図２６に示すように、ボンディングリード６４等の電極を支持する絶縁層として樹脂層（プリプレグ）６６を採用した場合は、この樹脂層６６に荷重を加えても、ガラスクロスを含まない樹脂層６１のように変形し難い。そのため、この樹脂層６６上に形成されたボンディングリード６４は沈み込まない。換言すれば、絶縁層である樹脂層６６は変形し難いため、各バンプや各ボンディングリードの高さばらつきに対応することが困難である。

本願において開示される実施の形態の目的は、半導体装置の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態による半導体装置は、第１絶縁層、複数のボンディングリード、および複数のランドを有する配線基板と、主面が配線基板と対向するように複数の導電性部材を介して配線基板上に搭載された半導体チップと、を含むものであり、上記複数の導電性部材は、複数の半田材を介して配線基板の複数のボンディングリードと、それぞれ接続されている。さらに、上記半導体装置は、上記第１絶縁層が、ガラス繊維を有する第１樹脂層と、ガラス繊維を有さない第２樹脂層と、で構成され、上記複数のボンディングリードのそれぞれは上記第２樹脂層と接しているものである。

上記一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。

実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。 図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の裏面側の構造の一例を示す裏面図である。 図１に示す半導体装置に組み込まれる配線基板の上面側の構造の一例を示す平面図である。 図４に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図５に示すＢ部の構造の一例を示す拡大部分断面図である。 図４に示す配線基板の下面側の構造の一例を示す裏面図である。 図１に示す半導体装置に搭載される半導体チップの主面側の構造の一例を示す平面図である。 図８に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置に搭載される半導体チップの裏面側の構造の一例を示す裏面図である。 図１０のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の組み立てで用いられる配線基板の構造の一例を示す平面図である。 図１２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図１２に示す配線基板における１つのデバイス領域の構造の一例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の組み立てにおける半田プリコート後の構造の一例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の組み立てにおけるアンダーフィル塗布後の構造の一例を示す平面図である。 図１６のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の組み立てのフリップチップ実装工程におけるチップ搭載後の構造の一例を示す断面図である。 図１８に示すフリップチップ実装工程におけるチップ圧着後の構造の一例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の組み立てのボールマウント後の構造の一例を示す断面図である。 実施の形態の変形例１の半導体装置に組み込まれる配線基板の上面側のリード配列の一例を示す平面図である。 実施の形態の変形例２の半導体装置の構造の一例を示す断面図である。 実施の形態の変形例４の半導体装置に組み込まれる配線基板の構造の一例を示す断面図である。 実施の形態の変形例５の配線基板の一例を示す拡大部分断面図である。 本願発明者が検討を行ったフリップチップ実装における荷重印加時の第１構造を示す拡大部分断面図である。 本願発明者が検討を行ったフリップチップ実装における荷重印加時の第２構造を示す拡大部分断面図である。

以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

（実施の形態）
＜半導体装置＞
図１は実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図２は図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図３は図１に示す半導体装置の裏面側の構造の一例を示す裏面図である。

図１〜図３に示す本実施の形態の半導体装置の構成について説明する。図２に示すように、本実施の形態の半導体装置は、配線基板２を有している。そして、この配線基板２上に半導体チップ１がフリップチップ実装された構造のものである。すなわち、半導体チップ１は、その主面１ａが配線基板２の上面（チップ搭載面）２ａと対向するように、複数の導電性部材を介して配線基板２の上面２ａ上に搭載されている。

一方、配線基板２の下面２ｂには、半導体装置の外部端子となる複数の半田ボール５が設けられている。なお、本実施の形態では、複数の半田ボール５は、図３に示すように、平面視において格子状に配列されている。

したがって、本実施の形態では、上記半導体装置の一例として、ＢＧＡ（Ball Grid Array)７を取り上げて説明する。

本実施の形態のＢＧＡ７では、半導体チップ１の主面（素子形成面）１ａに設けられた複数のパッド（電極）１ｃと、配線基板２の上面２ａに設けられた複数のボンディングリード（電極）２ｍとが、それぞれ導電性部材および半田材（接続部材）３を介して電気的に接続されている。

なお、本実施の形態のＢＧＡ７では、導電性部材が半導体チップ１のパッド１ｃに形成されている。また、本実施の形態のＢＧＡ７では、上記導電性部材として、銅（Ｃｕ）ピラー４を用いた場合を説明する。銅ピラー４は、銅を主成分とする材料から成り、かつ柱（ポスト）状の電極である。したがって、半導体チップ１は、その主面１ａの複数のパッド１ｃの表面にそれぞれ形成された複数の銅ピラー４を介して配線基板２にフリップチップ接続されている。その際、複数の銅ピラー４は、その各先端面（ボンディングリード２ｍと対向する面）にそれぞれ配置された複数の半田材３を介して配線基板２の複数のボンディングリード２ｍと、それぞれ電気的に接続されている。

ここで、半田材３は、鉛（Ｐｂ）を実質的に含まない、所謂、鉛フリー半田を採用することが好ましく、例えば錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）等である。

これにより、環境汚染問題にも対応できる。なお、鉛フリー半田とは、鉛（Ｐｂ）の含有量が０．１ｗｔ％以下のものを意味し、この含有量は、ＲｏＨＳ（Restriction of Hazardous Substances)指令の基準として定められている。

また、ＢＧＡ７では、配線基板２の上面２ａ側において、図２に示すように、半導体チップ１と配線基板２の間に形成される隙間に、封止樹脂であるアンダーフィル６が充填されている。このアンダーフィル６は、例えばエポキシ系樹脂であり、半導体チップ１と配線基板２との接続信頼性を確保するために充填されている。

さらに、アンダーフィル６は、半導体チップ１の側面も覆っている。これにより、フリップチップ接続部（銅ピラー４とボンディングリード２ｍとの接続部）を保護できる。また、半導体チップ１の外部（周辺）から上記フリップチップ接続部への水分の進入も抑制できる。ただし、半導体チップ１の裏面１ｂは、図１および図２に示すように、ＢＧＡ７の上方を向いた状態で露出している。

また、配線基板２は、図２に示すように、複数の配線層を有した多層配線基板である。すなわち、コア層２ｅの表裏面に配線層２ｉと配線層２ｊが形成され、さらに図５に示す最上層の配線層２ｐにフリップチップ接続用の複数のボンディングリード２ｍが形成されている。一方、最下層の配線層２ｑには、ＢＧＡ７の外部端子である半田ボール（導電性部材）５を接続するための複数のランド（電極）２ｎが形成されている。

つまり、配線基板２の上面２ａおよび下面２ｂそれぞれの表面には、絶縁膜であるソルダレジスト膜２ｃ，２ｇが形成されており、上面２ａ側では、ソルダレジスト膜２ｃの開口部２ｋに複数のボンディングリード２ｍが配置され、一方、下面２ｂ側では、ソルダレジスト膜２ｇの複数の開口部２ｋそれぞれにランド２ｎが配置されている。

また、本実施の形態の配線基板２では、上面２ａ側において、複数のボンディングリード２ｍは絶縁層２ｄ上に配置されている。この絶縁層２ｄは、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈを有するプリプレグ（樹脂層）２ｄａと、ガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｄｂとで構成されている。詳細には、樹脂層２ｄｂは、プリプレグ２ｄａ上（半導体チップ１側の面）に形成（積層）されている。

したがって、複数のボンディングリード２ｍのそれぞれは、樹脂層２ｄｂに接しており、この樹脂層２ｄｂ上に配置されている。さらに、各ボンディングリード２ｍは、それぞれ半田材３を介して銅ピラー４に接続しているため、プリプレグ２ｄａと各銅ピラー４との間に樹脂層２ｄｂが位置している。

なお、ガラスクロス２ｈを有するプリプレグ２ｄａと、ガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｄｂとでは、プリプレグ２ｄａの方が硬度は大きく（高く）、剛性も大きい。すなわち、ガラスクロス２ｈを有するプリプレグ２ｄａは硬く、ガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｄｂは柔らかい。

そして、複数のボンディングリード２ｍのそれぞれは、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈを含むプリプレグ２ｄａを介さずに、直接、柔らかい樹脂層２ｄｂ（ガラスクロスを含有しない層）と接している。

このようにＢＧＡ７では、その配線基板２において、柔らかい樹脂層２ｄｂを介してプリプレグ２ｄａ上に複数のボンディングリード２ｍが設けられているため、フリップチップ接続等で荷重が付与された際に、樹脂層２ｄｂが変形し、ボンディングリード２ｍが沈み込む。これにより、銅ピラー４の高さにばらつきが生じていても、全ての銅ピラー４がボンディングリード２ｍと接続することができる。すなわち、高さが低い銅ピラー４であってもボンディングリード２ｍと接続することができる。

また、上記のように、複数の銅ピラー４のうち、他の銅ピラー４よりも高さの高い銅ピラーと接続する配線基板２のボンディングリード２ｍが沈み込むため、この高さの高い銅ピラー４が形成される半導体チップ１のパッド１ｃ直下の絶縁層にクラック６７（図２６を参照）が形成されるのを抑制できる。これにより、ＢＧＡ７の信頼性を向上させることができる。

さらに、ＢＧＡ７の半田ボール５等に応力が作用した際にも、柔らかい樹脂層２ｄｂによって応力を緩和させることができ、フリップチップ接続部に直接ダメージが伝わることを抑制できる。

すなわち、銅ピラー４が接続されるボンディングリード２ｍの下部に柔らかい樹脂層２ｄｂが配置されているため、半田ボール５に熱応力等を含む応力が作用した際にも、柔らかい樹脂層２ｄｂの変形によって上記応力を緩和してフリップチップ接続部や半導体チップ１に直接ダメージが伝わらないように上記応力を吸収することができる。

その結果、フリップチップ接続部の接続不良の発生を抑えることができる。

＜配線基板＞
図４は図１に示す半導体装置に組み込まれる配線基板の上面側の構造の一例を示す平面図、図５は図４に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図６は図５に示すＢ部の構造の一例を示す拡大部分断面図、図７は図４に示す配線基板の下面側の構造の一例を示す裏面図である。

本実施の形態の配線基板２の詳細の構造について説明する。

配線基板２は、上述のように多層配線基板であり、本実施の形態では、一例として、４つの配線層を有した多層配線基板を取り上げて説明するが、配線層の数は４つに限定されるものではない。

配線基板２は、図４に示す平面形状が四角形から成る上面２ａと、この上面２ａと反対側の実装面または裏面である、図７に示す下面２ｂとを有している。

図４に示すように、配線基板２の上面２ａには、最上層の配線層に形成されたフリップチップ接続用の複数のボンディングリード２ｍが、図５に示すソルダレジスト膜２ｃの開口部２ｋに、内側列と外側列とで２列に並んで配置されている。なお、内側列と外側列とで、互いにずれて配置されており、チップ側の千鳥配列のパッド配置に合わせて多ピン化に対応した配置となっている。

また、各ボンディングリード２ｍが配置されたソルダレジスト膜２ｃの開口部２ｋには、それぞれのボンディングリード２ｍを支持する樹脂層２ｄｂも露出している。

一方、図７に示すように、配線基板２の下面２ｂには、最下層の配線層に形成された半田ボール接続用の複数のランド２ｎが、図５に示すソルダレジスト膜２ｇの複数の開口部２ｋのそれぞれに配置されており、これら複数のランド２ｎは、格子状に配置されている。

また、配線基板２は、図５および図６に示すように、コア層（プリプレグ）２ｅと、コア層２ｅの上下面に配置された配線層２ｉ，２ｊと、絶縁層（絶縁膜）２ｄ，２ｆと、最上層および最下層それぞれの配線層２ｐ，２ｑとを貼り合わせることで形成されたものである。なお、各部材の貼り合わせは、プレス加工の圧接によって行われる。例えば、平板状の鋼板等でコア層２ｅ、配線層２ｉ，２ｊ、絶縁層２ｄ，２ｆおよび配線層２ｐ，２ｑ等の各部材を挟んで高温・高圧でプレス加工を行う。

そのため、デバイス領域２ｕ（図１２参照）の位置によっては、特に、最上層や最下層等の最表層に形成された配線（ボンディングリード２ｍやランド２ｎ等の電極を含む）の高さにばらつきが生じる。

本実施の形態の配線基板２の場合、図６に示すように４層の配線層を有した構造であり、コア層２ｅの表裏面に配線層２ｉと配線層２ｊが形成され、さらにそれぞれ絶縁層２ｄ，絶縁層２ｆを介して最上層の配線層２ｐと最下層の配線層２ｑに複数の配線（配線パターン）が形成されている。なお、上記最上層の配線層２ｐに形成された複数の配線のそれぞれの一部がフリップチップ接続用の複数のボンディングリード（電極）２ｍを構成している。

したがって、最上層（最表層）の配線層２ｐに形成された電極である複数のボンディングリード２ｍにおいては、前述の基板の製造方法（圧接）を起因とした高さばらつきが生じ易くなっている。

なお、配線基板２の最下層の配線層（下面２ｂ側）２ｑには、半田ボール５を接続するための複数のランド２ｎが形成されている。すなわち、上記最下層の配線層２ｑに形成された複数の配線のそれぞれの一部が、外部端子である半田ボール接続用の複数のランド（電極）２ｎを構成している。

これにより、配線基板２では、上面２ａ側の複数のボンディングリード２ｍと、これら複数のボンディングリード２ｍに対応する複数のランド２ｎが、下面２ｂ側に形成されており、それぞれ対応するボンディングリード２ｍとランド２ｎとが、図示しない内部配線やスルーホール配線等を介して電気的に接続されている。

また、配線基板２の上面２ａおよび下面２ｂそれぞれの表面には、絶縁膜であるソルダレジスト膜２ｃ，２ｇが形成されており、上面２ａ側では、ソルダレジスト膜２ｃの開口部２ｋに複数のボンディングリード２ｍが配置され、一方、下面２ｂ側では、ソルダレジスト膜２ｇの複数の開口部２ｋにそれぞれランド２ｎが配置されている。

すなわち、配線基板２の上面２ａ側においては、複数のボンディングリード２ｍを露出するように絶縁層２ｄの上面上にソルダレジスト膜（上面側保護膜）２ｃが形成されており、一方、配線基板２の下面２ｂ側においては、複数のランド２ｎを露出するように絶縁層２ｆの下面上にソルダレジスト膜（下面側保護膜）２ｇが形成されている。

また、上面２ａ側において、複数のボンディングリード２ｍは絶縁層２ｄ上に配置されており、この絶縁層２ｄが、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈを有するプリプレグ（樹脂層）２ｄａと、ガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｄｂとで構成され、プリプレグ２ｄａ上に樹脂層２ｄｂが積層されている。

したがって、複数のボンディングリード２ｍのそれぞれは、樹脂層２ｄｂに接しており、この樹脂層２ｄｂ上に配置されている。言い換えると、複数のボンディングリード２ｍは、樹脂層２ｄｂによって支持されている。

また、下面２ｂ側においても、複数のランド２ｎは絶縁層２ｆ上に配置されており、この絶縁層２ｆが、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈを有するプリプレグ（樹脂層）２ｆａと、ガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｆｂとで構成され、上面２ａ側と同様に、プリプレグ２ｆａ上に樹脂層２ｆｂが積層されている。つまり、上面２ａ側と同様に、複数のランド２ｎのそれぞれは、樹脂層２ｆｂに接しており、この樹脂層２ｆｂ上に配置されている。言い換えると、複数のランド２ｎのそれぞれは、樹脂層２ｆｂによって支持されている。

ここで、樹脂層（樹脂材）２ｄｂ，２ｆｂは、例えばエポキシ系樹脂から成る。樹脂層２ｄｂ，２ｆｂにおける樹脂は、複数のフィラーを有するが、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈは有していない樹脂である。

一方、プリプレグ２ｄａ，２ｆａも、例えばエポキシ系樹脂から成る。プリプレグ２ｄａ，２ｆａにおける樹脂は、複数のフィラーを有しており、さらに、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈを有している。

したがって、ガラスクロス２ｈを有するプリプレグ２ｄａ，２ｆａと、ガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｄｂ，２ｆｂとでは、プリプレグ２ｄａ，２ｆａの方が硬度が大きく（高く）、剛性も大きい。つまり、ガラスクロス２ｈを有するプリプレグ２ｄａ，２ｆａは、硬いが、ガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｄｂ，２ｆｂは、硬度が小さく（低く）、柔らかい。

以上により、複数のボンディングリード２ｍのそれぞれは、柔らかい樹脂層２ｄｂ上に直接配置され、この柔らかい樹脂層２ｄｂの下部に、硬いプリプレグ２ｄａが配置された構造となっている。

一方、下面２ｂ側の複数のランド２ｎのそれぞれは、柔らかい樹脂層２ｆｂ上に直接配置され、この柔らかい樹脂層２ｆｂの下部（コア層２ｅ側、下面２ｂ側）に、硬いプリプレグ２ｆａが配置された構造となっている。

なお、配線基板２における各ボンディングリード２ｍや各ランド２ｎ、さらに各配線層における配線等は、銅を主成分とする材料から形成されたものであり、各ボンディングリード２ｍや各ランド２ｎにおいては、表面にメッキが施されている。

また、配線基板２における各層の厚さについて説明すると、樹脂層であるプリプレグ２ｄａ，２ｆａの厚さは、それぞれ例えば３０μｍであり、プリプレグ２ｄａ，２ｆａの上層の樹脂層２ｄｂ，２ｆｂの厚さは、それぞれ例えば５μｍである。さらに、コア層２ｅは、例えば４０〜６０μｍであり、各配線層は、例えば１０数μｍである。したがって、樹脂層２ｄｂ，２ｆｂの厚さは、プリプレグ２ｄａ，２ｆａよりも薄い。

なお、樹脂層２ｄｂの厚さは、プリプレグ２ｄａの厚さと同じでもよく、あるいは、プリプレグ２ｄａの厚さより厚くてもよい。

しかしながら、配線基板の反りや、半導体装置の薄型化を考慮した場合には、本実施の形態のように、樹脂層２ｄｂ，２ｆｂの厚さをプリプレグ２ｄａ，２ｆａの厚さよりも薄くしておくことが好ましい。

また、配線基板２のそれぞれのボンディングリード２ｍの表面（接合面）に、半田材３が配置されていてもよい。各銅ピラー４と各ボンディングリード２ｍとに半田材３を配置しておくことにより、フリップチップ接続において荷重が印加された際に、各部材の高さばらつきをさらに吸収することができる。

ただし、各ボンディングリード２ｍに半田材３を配置しない場合（銅無垢のボンディングリード２ｍ、もしくは表面に金メッキが施されたボンディングリード２ｍ）には、半田材３を使用しないことでＢＧＡ７の低コスト化を図ることができる。

＜半導体チップ＞
図８は図１に示す半導体装置に搭載される半導体チップの主面側の構造の一例を示す平面図、図９は図８に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図１０は図１に示す半導体装置に搭載される半導体チップの裏面側の構造の一例を示す裏面図、図１１は図１０のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図である。

図８および図９に示すように、半導体チップ１の主面１ａには複数のパッド１ｃが、主面１ａの周縁部（外周部）に２列に並んで配置されている。本実施の形態の半導体チップ１は、多ピン化に対応しているため、複数のパッド１ｃが千鳥配列で設けられている。

さらに、図１０および図１１に示すように、各パッド１ｃには導電性部材である銅ピラー４が接続されている。銅ピラー４は、柱（ポスト）状の電極であり、例えば銅（Ｃｕ）を主成分とする材料から成る。

また、銅ピラー４は、例えば電解メッキ法によって形成される。具体的には、図示しない半導体ウエハの各チップ形成領域におけるパッド配置に対応した、複数の円形の孔が形成されたドライフィルムを上記半導体ウエハの主面（素子形成面）に配置して電解メッキ法によって各孔に下から積み上げて柱状を形成する。

なお、上記導電性部材として、突起（バンプ）状の電極を用いてもよい。突起状電極は、例えば金（Ａｕ）を主成分とする材料から成る。ただし、突起状電極の場合は、キャピラリを用いたワイヤボンディング技術により形成するため、この突起状電極を形成するのに先立って、半導体ウエハを切断することで半導体チップを取得しておく必要がある。

一方、柱状電極の場合は、上述のように半導体ウエハの主面にドライフィルム（レジスト膜）を形成し、例えば電解メッキ法（無電解メッキ法でも可）により、各チップ形成領域の複数のパッドに形成するため、導電性部材を形成する工数を考慮した場合には、本実施の形態のように、柱（ポスト）状の電極を採用することが好ましい。

＜半導体装置の製造方法＞
図１２は図１に示す半導体装置の組み立てで用いられる配線基板の構造の一例を示す平面図、図１３は図１２のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図１４は図１２に示す配線基板における１つのデバイス領域の構造の一例を示す断面図、図１５は図１に示す半導体装置の組み立てにおける半田プリコート後の構造の一例を示す断面図である。また、図１６は図１に示す半導体装置の組み立てにおけるアンダーフィル塗布後の構造の一例を示す平面図、図１７は図１６のＡ−Ａ線に沿って切断した構造の一例を示す断面図、図１８は図１に示す半導体装置の組み立てのフリップチップ実装工程におけるチップ搭載後の構造の一例を示す断面図である。さらに、図１９は図１８に示すフリップチップ実装工程におけるチップ圧着後の構造の一例を示す断面図、図２０は図１に示す半導体装置の組み立てのボールマウント後の構造の一例を示す断面図である。

１．配線基板（多数個取り基板）準備
本実施の形態の配線基板は、図１２および図１３に示すように、複数のデバイス領域２ｕを有する多数個取り基板（マトリクス基板）２ｔであり、多数個取り基板２ｔを用いて半導体装置を組み立てる場合を説明するが、予め１つのデバイス領域２ｕに個片化された配線基板を用いて半導体装置を組み立てることも可能である。

また、本実施の形態の半導体装置の組み立てでは、便宜上、１つのデバイス領域２ｕのみが示された図面を用いて説明を行うが、多数個取り基板２ｔを用いた組み立てでは、各工程において、多数個取り基板２ｔ上の複数のデバイス領域２ｕに対して所望の処理が行われることは言うまでもない。

まず、多数個取り基板２ｔを準備する。多数個取り基板２ｔは、上面２ａと、上面２ａとは反対側の下面２ｂとを有している。さらに、多数個取り基板２ｔは、複数のデバイス領域２ｕ（ここでは、一例として２×４＝８個のデバイス領域２ｕ）、複数のデバイス領域２ｕのうちの互いに隣り合うデバイス領域２ｕの間に設けられた切断部２ｒ、および平面視において複数のデバイス領域２ｕの周囲に設けられた枠部２ｓを備えている。なお、切断部２ｒは、除去部、ダイシング部、あるいはダイシング領域等とも呼ばれる。

なお、切断部２ｒは、図１３に示すように、溝状に形成されている。詳細には、各配線の表面に施されたメッキ膜を電解メッキ法で形成するための給電線を、上記メッキ膜形成後にエッチングによって除去したことによって形成された溝である。切断部２ｒが溝状に形成されていることにより、個片化工程におけるダイシング時にソルダレジスト膜２ｃの切断屑の発生を低減することができる。さらに、ダイシング用のブレードへの負荷も低減することができ、切断性の向上を図ることができる。

また、図１２に示す枠部２ｓにおいて各切断部２ｒの延長上の位置には、図示しないダイシング用のマークが付されており、個片化のダイシング時には上記マークを認識して上記ブレードの走行ラインを導き出し、その後、回転する上記ブレードを走行させて切断部２ｒで切断する。

また、図１２に示すように、複数のデバイス領域２ｕのそれぞれは、その中央部付近のソルダレジスト膜２ｃの開口部２ｋにフリップチップ接続用のボンディングリード２ｍが、多数個取り基板２ｔの各辺に沿って、かつ複数列（ここでは２列）に亘って配置されている。なお、図８に示す半導体チップ１のパッド１ｃの配列に応じて、２列のボンディングリード２ｍが千鳥状に配置されている。ただし、複数のボンディングリード２ｍは、単数列（１列）に配置されていてもよい。

また、本実施の形態の多数個取り基板２ｔでは、各デバイス領域２ｕにおいて、図１４に示すように、複数のボンディングリード２ｍは絶縁層２ｄ上に配置されており、この絶縁層２ｄが、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈを有するプリプレグ（樹脂層）２ｄａと、ガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｄｂとで構成され、プリプレグ２ｄａ上に樹脂層２ｄｂが積層されている。

これにより、複数のボンディングリード２ｍのそれぞれは、樹脂層２ｄｂに接しており、この樹脂層２ｄｂ上に配置されている。言い換えると、複数のボンディングリード２ｍは、プリプレグ２ｄａに比べて硬度が小さく柔らかな樹脂層２ｄｂによって支持されている。

また、多数個取り基板２ｔの下面２ｂには、上面２ａの複数のボンディングリード２ｍと電気的に接続された複数のランド２ｎが形成されており、さらに、複数のランド２ｎのそれぞれが露出するように下面２ｂ上にはソルダレジスト膜２ｇが形成されている。

なお、多数個取り基板２ｔは、コア層（プリプレグ）２ｅと、コア層２ｅの上下の配線層２ｉ，２ｊと、絶縁層（絶縁膜）２ｄ，２ｆと、複数のボンディングリード２ｍを構成する配線層２ｐと、複数のランド２ｎを構成する配線層２ｑとをそれぞれ重ね合せ、プレス加工の圧接によって形成したものである。例えば、平板状の鋼板等でコア層２ｅ、配線層２ｉ，２ｊ、絶縁層２ｄ，２ｆおよび配線層２ｐ，２ｑ等の各部材を挟んで高温・高圧でプレス加工を行うものである。

そのため、デバイス領域２ｕの位置によっては、特に、最上層の配線層２ｐの複数のボンディングリード２ｍ等の電極や、最下層の配線層２ｑの複数のランド２ｎ等の電極において、電極高さにばらつきが生じ易くなっている。

例えば、最上層（最表層）の配線層２ｐに形成された複数のボンディングリード２ｍにおいては、プレス加工の圧接を起因とした電極高さのばらつきが生じている可能性がある。

そこで、図１５に示すように、上記電極高さのばらつきによるフリップチップ接続における接続不良を低減することを考慮した場合、各ボンディングリード２ｍそれぞれの表面には半田材３が配置されていることが好ましい。すなわち、各ボンディングリード２ｍそれぞれの表面に半田材３が配置されていることにより、フリップチップ接続時に、上記電極高さのばらつきを吸収することができ、フリップチップ接続における接続不良を低減することができる。

ただし、図１０の半導体チップ１に示すように、フリップチップ接続を行う導電性部材として銅ピラー４を採用する場合には、各ボンディングリード２ｍそれぞれの表面の半田材３は、必ずしも配置されていなくてもよい。この場合、半田材３を配置しないことにより、基板のコストの低減化を図ることができる。

２．封止材配置（アンダーフィル塗布）
図１６および図１７に示すように、配線基板２の上面２ａにアンダーフィル（封止材）６を配置する。この時、複数のボンディングリード２ｍを覆うようにアンダーフィル６を配置する。アンダーフィル６は、例えばＮＣＦ（Non-Conductive Film)であり、絶縁性のエポキシ系樹脂等から成るフィルム状の封止材（接着材）である。ただし、ペースト状の封止材であるＮＣＰ（Non-Conductive Paste) を用いてもよい。

なお、ここでは、フリップチップ接続前に、配線基板２上にアンダーフィル６を配置する場合を説明したが、アンダーフィル６は、フリップチップ接続後に配線基板２と半導体チップ１との間に注入するものであってもよい。

３．フリップチップ実装
図１８に示すように、まず、半導体チップ１を配線基板２の上面２ａ上に配置する。この時、図１０に示す半導体チップ１の複数のパッド１ｃと、配線基板２の複数のボンディングリード２ｍの位置を合わせる。ここで、半導体チップ１は、図１０および図１１に示すように、各パッド１ｃに形成された柱状（または突起状）の導電性部材（本実施の形態では、複数の銅ピラー４）を有している。

なお、図１８に示すように、複数の銅ピラー４のそれぞれの先端面（ボンディングリード２ｍと対向する面）には半田材３が配置されている。

したがって、それぞれの先端面に半田材３を配置した複数の銅ピラー４が各パッド１ｃに設けられた半導体チップ１を、この半導体チップ１の主面１ａが配線基板２の上面２ａと対向するように、複数の銅ピラー４を介して配線基板２の上面２ａ上に配置する。

その後、図１９に示すように、チップ圧着を行う。この時、半導体チップ１の裏面１ｂに、配線基板２の厚さ方向（垂直方向、配線基板２の上面２ａから下面２ｂに向かう方向）の荷重（垂直荷重）Ｆと熱を加えることで、銅ピラー４の先端面に形成された半田材３を、配線基板２のボンディングリード２ｍに接触させる。そして、この銅ピラー４とボンディングリード２ｍとの接続部（接合部）に熱を加えることで半田材３を溶融させ、半田材３を介して銅ピラー４とボンディングリード２ｍを電気的に接続する。

このとき、本実施の形態の配線基板２は、複数のボンディングリード２ｍを支持する絶縁層２ｄが、ガラスクロス２ｈを含まない柔らかい樹脂層２ｄｂであるため、フリップチップ実装時の荷重でボンディングリード２ｍが押圧された際に、樹脂層２ｄｂが変形し、この樹脂層２ｄｂ上に設けられたボンディングリード２ｍが沈み込む。そのため、複数のボンディングリード２ｍや複数の導電性部材（銅ピラー４）の高さにばらつきが生じていたとしても、高さの低い銅ピラー４とボンディングリード２ｍの接続についても行える。また、各ボンディングリード２ｍの下部（コア層２ｅ側、下面２ｂ側）に柔らかい樹脂層２ｄｂが配置されているため、フリップチップ実装時に、銅ピラー４からボンディングリード２ｍに荷重が付与された際にも、柔らかい樹脂層２ｄｂが沈み込むことで電極の高さばらつきによって生じる応力を吸収することができ、半導体チップ１に掛かる応力を低減化することができる。

これにより、半導体チップ１に加わるダメージを低減することができ、半導体チップ１にクラックが形成されたり、表面保護膜が剥離するという不具合の発生を抑制できる。つまり、フリップチップ実装における半導体チップ１の損傷を低減または防止することができる。

その結果、半導体装置（ＢＧＡ７）の信頼性を向上させることができる。

さらに、フリップチップ実装時に荷重が印加された際に、複数のボンディングリード２ｍを支持する樹脂層２ｄｂが沈み込んで、複数の銅ピラー４や複数のボンディングリード２ｍの高さばらつきを吸収できるため、フリップチップ実装における半導体チップ１の接続不良の低減化を図ることができ、半導体チップ１の接続信頼性を向上させることができる。

その結果、半導体装置（ＢＧＡ７）の信頼性を向上させることができる。

また、配線基板２において、プリプレグ２ｄａの厚さを樹脂層２ｄｂの厚さより厚くすることにより、プリプレグ２ｄａの方が樹脂層２ｄｂより硬度が高いため、基板の反りの低減化を図ることができる。さらに、絶縁層２ｄにおけるプリプレグ２ｄａを厚くすることにより、コア層２ｅの厚さを薄く形成できるため、配線基板２の全体の厚さを薄くすることができ、半導体装置（ＢＧＡ７）の薄形化を図ることができる。

なお、各銅ピラー４の先端面に半田材３が配置されていることにより、熱が付与された半田材３が溶融するため、複数の銅ピラー４やボンディングリード２ｍに高さばらつきが生じていることで複数の銅ピラー４を押し込んだ際に形成される銅ピラー４とボンディングリード２ｍとの間の隙間を吸収することができる。

また、各銅ピラー４に加えて各ボンディングリード２ｍの表面にも半田材３が配置されている場合には、複数の銅ピラー４やボンディングリード２ｍに生じる高さばらつきをさらに吸収することができ、フリップチップ実装における半導体チップ１の接続不良の低減化をさらに図ることができる。

また、導電性部材として銅ピラー４を採用することにより、ウエハ段階で一括してパッド１ｃ上に銅ピラー４を接続することができ、効率良く複数のパッド１ｃに導電性部材を接続することができる。

また、銅ピラー４は、柱状の導電性部材であるため、フリップチップ実装における電極高さ（半導体チップ１と配線基板２の距離）を確保することができる。

なお、荷重Ｆが付与された際に、アンダーフィル６も上方から半導体チップ１によって押し潰されるため、フリップチップ接続部にアンダーフィル６が充填され、さらに押し潰されたアンダーフィル６が半導体チップ１の周囲にはみ出して半導体チップ１の各側面に回り込み、その結果、半導体チップ１の各側面もアンダーフィル６によって覆われる。

以上の工程により、フリップチップ実装が完了となる。

４．外部端子形成（ボールマウント）
外部端子形成工程では、図２０に示すように、配線基板２の下面２ｂの複数のランド２ｎに複数の半田ボール５をそれぞれ形成または接続する。なお、半田ボール５は、外部端子あるいはボール状電極等とも呼ばれる。

なお、複数のランド２ｎに接続する外部端子は、ボール状の半田材に限らず、半田材をランド２ｎの表面にコーティングしたもの、あるいはメッキ膜（メッキ層）をランド２ｎの表面に形成したものであってもよく、その場合、半導体装置は、ＬＧＡ（Land Grid Array)である。

また、半田ボール５に用いられる半田材も、上述の半田材３と同様に、鉛（Ｐｂ）を実質的に含まない、所謂、鉛フリー半田からなり、例えば錫（Ｓｎ）のみ、または錫−銅−銀（Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ）等である。

５．個片化
個片化工程では、回転する切断刃であるダイシング用のブレード（図示せず）を用いて個片化を行う。例えば、図１２に示すような多数個取り基板２ｔの上方から切断部２ｒに対して上記ブレードを進入・回転させてダイシングを行い、各ＢＧＡ７に個片化する。

なお、個片化は、上記ブレードを用いたダイシングによる切断に限らず、金型による切断を行ってもよい。

これにより、図１〜図３に示すＢＧＡ７の組み立て完了となる。

＜変形例＞
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

（変形例１）
図２１は実施の形態の変形例１の半導体装置に組み込まれる配線基板の上面側のリード配列の一例を示す平面図である。

図２１に示す構造は、多ピン化が図られたフリップチップ実装型の半導体装置の配線基板２における複数のボンディングリード２ｍの配置形態の変形例を示すものである。

多ピン化が図られた半導体装置においては、図８に示す半導体チップ１のように、そのパッド１ｃの配列は千鳥配列になっている場合が多く、これに対応するように、図２１に示す配線基板側のソルダレジスト膜２ｃの開口部２ｋに設けられた複数のボンディングリード２ｍの配列も、外周リード群２ｍａと内周リード群２ｍｂとで２列に配置されている。

さらに、配線基板２では、内周リード群２ｍｂが、平面視において、半導体チップ１の辺１ｄと交差（ほぼ直交）する方向に延在する複数のボンディングリード２ｍｂａと、半導体チップ１の辺１ｅと交差（ほぼ直交）する方向に延在する複数のボンディングリード２ｍｂｂと、辺１ｄおよび辺１ｅと直交しない方向に延在する複数のボンディングリード２ｍｂｃとを有している。

すなわち、ソルダレジスト膜２ｃの枠状の開口部２ｋに露出する内周リード群２ｍｂの複数のボンディングリード２ｍは、その延在方向によって上記３種類に分けられる（ボンディングリード２ｍｂａ，２ｍｂｂ，２ｍｂｃ）。この３種類のボンディングリード２ｍのうち、半導体チップ１の辺１ｄおよび辺１ｅとも直交しない方向に延在する複数のボンディングリード２ｍｂｃは、枠状の開口部２ｋの角部付近に配置されている。

つまり、内周リード群２ｍｂのボンディングリード２ｍのうち、開口部２ｋの角部付近に配置されるボンディングリード２ｍｂｃは、このボンディングリード２ｍｂｃが配置されたリード列とほぼ直交する他のリード列の端部（角部）に位置するボンディングリード２ｍｂｃと接触し易い配置になる。したがって、配列の中央部付近のボンディングリード２ｍに対して斜めに配置されている。このとき、単に端の位置のボンディングリード２ｍｂｃのみを斜めに配置すると、このボンディングリード２ｍｂｃと同列の隣のボンディングリード２ｍｂｃとリードの内側端部同士が干渉するため、それぞれの角部付近の複数（図２１では端から４本）のボンディングリード２ｍｂｃは、配線基板２の中央部から外方に向けて放射状を成すような斜め配置となっている。

したがって、半導体チップ１の何れの辺１ｄ，１ｅに対してもそれぞれのボンディングリード２ｍｂｃの延在方向は、直交することはない。

これにより、隣り合うボンディングリード２ｍとのショートを防ぐことができる。その結果、半導体装置の多ピン化に対応させることができる。

また、内周リード群２ｍｂのそれぞれのボンディングリード２ｍは、それぞれのボンディングリード２ｍの一部を覆う絶縁膜の一部である内側ソルダレジスト膜（内側絶縁膜）２ｃａの端部と交差（ほぼ直交）する方向に沿って、延在している。

すなわち、内周リード群２ｍｂのそれぞれのボンディングリード２ｍは、全て略四角形の内側ソルダレジスト膜２ｃａの各辺において、その辺（端部）と直交を成すように配置されている。これにより、内周リード群２ｍｂの各ボンディングリード２ｍにおける内側ソルダレジスト膜２ｃａからの露出長さは、互いにほぼ同じ長さとすることができる。このことは外周リード群２ｍａの各ボンディングリード２ｍについても同様であり、開口部２ｋに配置されている各ボンディングリード２ｍのソルダレジスト膜２ｃからの露出部分が、略同じ長さになるように配置されている。

これにより、半田プリコートをボンディングリード２ｍ上に形成する場合においても、各リード間で、略同じ量の半田をプリコートすることができ、略同じ高さに半田プリコートを形成することができる。

その結果、フリップチップ実装時の半田濡れ性の均一化を図ることができる。

（変形例２）
図２２は実施の形態の変形例２の半導体装置の構造の一例を示す断面図である。

本変形例２の半導体装置は、チップ積層型の半導体装置であり、配線基板２にフリップチップ実装された半導体チップ１上に別の半導体チップ８が搭載され、上段側の半導体チップ８がワイヤ接続で配線基板２に電気的に接続された半導体装置である。

また、配線基板２の下面２ｂ側には、外部端子として複数の半田ボール５が配置されており、したがって、図２２に示す半導体装置もＢＧＡ１２である。

なお、ＢＧＡ１２では、例えば下段側の半導体チップ１は、コントローラチップであり、上段側の半導体チップ８は、メモリチップである。したがって、上段側の半導体チップ８が、下段側の半導体チップ１によって制御されるＳＩＰ（System In Package)型の半導体装置でもある。ただし、半導体チップ１および半導体チップ８は、上記以外の機能を備えた半導体チップであってもよい。

また、上段側の半導体チップ８は、下段側の半導体チップ１の裏面１ｂ上に、主面８ａを上に向けた状態でダイボンド材９を介して接着されている。したがって、下段側の半導体チップ１の裏面１ｂと、上段側の半導体チップ８の裏面８ｂとがダイボンド材９によって接合されている。

また、半導体チップ８の主面８ａのパッド８ｃと、配線基板２の上面２ａのボンディングリード２ｖとがワイヤ（導電性部材）１０によって電気的に接続されている。ワイヤ１０は、金線または銅線である。

また、下段側の半導体チップ１は、実施の形態のＢＧＡ７と同様に、複数の銅ピラー４等の導電性部材を介して配線基板２の複数のボンディングリード２ｍにフリップチップ接続されている。さらに、フリップチップ接続部は、アンダーフィル６によって保護されており、半導体チップ１の裏面１ｂ、および半導体チップ８や複数のワイヤ１０は、封止用樹脂から成る封止体１１によって封止されている。封止体１１を形成する封止用樹脂は、例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂等である。

なお、本変形例２のＢＧＡ１２においても、その配線基板２は、実施の形態のＢＧＡ７の配線基板２と同様に、複数のボンディングリード２ｍは絶縁層２ｄ上に配置されており、この絶縁層２ｄが、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈを有するプリプレグ（樹脂層）２ｄａと、プリプレグ２ｄａ上に形成（積層）されたガラスクロス２ｈを有さない樹脂層２ｄｂとで構成されている。

したがって、複数のボンディングリード２ｍのそれぞれは、樹脂層２ｄｂに接しており、この樹脂層２ｄｂ上に配置されている。つまり、複数のボンディングリード２ｍは、プリプレグ２ｄａに比べて硬度が小さく柔らかな樹脂層２ｄｂによって支持されている。

これにより、各ボンディングリード２ｍの下部に柔らかい樹脂層２ｄｂが配置されているため、実施の形態のＢＧＡ７と同様に、フリップチップ実装時に、銅ピラー４からボンディングリード２ｍに荷重が付与された際にも、柔らかい樹脂層２ｄｂが沈み込むことで電極の高さばらつきによって生じる応力を吸収することができ、半導体チップ１に掛かる応力を低減化することができる。

その結果、半導体チップ１に加わるダメージを低減することができ、半導体チップ１にクラックが形成されたり、表面保護膜が剥離するという不具合の発生を抑制できる。つまり、フリップチップ実装における半導体チップ１の損傷を低減または防止することができる。これにより、半導体装置（ＢＧＡ１２）の信頼性を向上させることができる。

なお、ＢＧＡ１２およびその組み立てによって得られるその他の効果については、実施の形態のＢＧＡ７と同様であるため、その重複説明は省略する。

（変形例３）
また、上記実施の形態では、半導体チップ１と配線基板２を電気的に接続する柱状または突起状の導電性部材として、例えば銅（Ｃｕ）を主成分とする材料を用いることについて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、銅（Ｃｕ）よりも柔らかい材料として、例えば金（Ａｕ）を主成分とする材料を用いてもよい。

なお、金（Ａｕ）は、荷重を加えると、銅（Ｃｕ）に比べて、導電性部材そのものが変形し易い（潰れ易い）。そのため、配線基板２の電極（ボンディングリード２ｍ）を支持する絶縁層として、必ずしも上記実施の形態のような、２層構造の絶縁層により配線基板２の電極（ボンディングリード２ｍ）を支持しなくてもよい。言い換えると、ガラスクロス（ガラス繊維）２ｈを含まない樹脂層よりも硬い材料（例えば、プリプレグ）を、配線基板２の電極（ボンディングリード２ｍ）を支持する絶縁層として採用することができる。

しかしながら、導電性部材や電極（ボンディングリード）の高さのばらつき量が大きい場合には、導電性部材の変形量（潰れる量）は大きくなる。そのため、導電性部材を極度に変形させたくない場合には、金（Ａｕ）を主成分とする材料により導電性部材を形成した場合であっても、上記実施の形態のような構成の絶縁層を有する配線基板２を使用することが好ましい。

（変形例４）
図２３は実施の形態の変形例４の半導体装置に組み込まれる配線基板の構造の一例を示す断面図である。

本変形例４は、半導体装置に搭載される配線基板の変形例を示すものである。図２３に示す配線基板２は、２層の配線層を有する、所謂、２層基板であり、コア層（プリプレグ）２ｅの表面側に配線層２ｐが形成され、一方、コア層２ｅの裏面側に配線層２ｑが形成されている。

図２３の配線基板２においても、配線層２ｐに形成された複数のボンディングリード（電極）２ｍの下部には、ガラスクロス２ｈを有するコア層２ｅよりも硬度が小さい樹脂層２ｄｂが配置されている。また、下面２ｂ側においても、複数のランド（電極）２ｎが形成された配線層２ｑとコア層２ｅとの間に、コア層２ｅより硬度が小さい樹脂層２ｗが配置されている。

したがって、本変形例４の配線基板２では、絶縁層２ｄが、樹脂層２ｄｂとコア層２ｅと樹脂層２ｗとによって構成されている。そして、複数のボンディングリード２ｍは柔らかな樹脂層（ガラスクロスを含有しない層）２ｄｂによって支持され、一方、複数のランド２ｎは、柔らかな樹脂層（ガラスクロスを含有しない層）２ｗによって支持されている。

本変形例４の２層配線構造の配線基板２においても、複数のボンディングリード２ｍの下部に柔らかい樹脂層２ｄｂが配置されている。そのため、実施の形態のＢＧＡ７と同様に、フリップチップ実装時にボンディングリード２ｍを介して樹脂層２ｄｂに荷重が付与されると、樹脂層２ｄｂが変形し、ボンディングリード２ｍが沈み込む。この結果、図２に示す銅ピラー４の高さにばらつきが生じていても、全ての銅ピラー４がボンディングリード２ｍと接続することができる。すなわち、高さが低い銅ピラー４であってもボンディングリード２ｍと接続することができる。

また、上記のように、複数の銅ピラー４のうち、他の銅ピラー４よりも高さの高い銅ピラーと接続する配線基板２のボンディングリード２ｍが沈み込むため、この高さの高い銅ピラー４が形成される半導体チップ１のパッド１ｃ直下の絶縁層にクラック６７（図２６を参照）が形成されるのを抑制できる。これにより、ＢＧＡ７の信頼性を向上させることができる。

さらに、半導体装置（ＢＧＡ７）の半田ボール５等に応力が作用した際にも、柔らかい樹脂層２ｄｂによって応力を緩和させることができ、フリップチップ接続部に直接ダメージが伝わることを抑制できる。

すなわち、上記銅ピラー４が接続されるボンディングリード２ｍの下部に柔らかい樹脂層２ｄｂが配置されているため、半田ボール５に熱応力等を含む応力が作用した際にも、柔らかい樹脂層２ｄｂの変形によって上記応力を緩和してフリップチップ接続部や半導体チップ１に直接ダメージが伝わらないように上記応力を吸収することができる。

その結果、フリップチップ接続部の接続不良の発生を抑えることができる。

なお、上記半導体装置およびその組み立てによって得られるその他の効果については、実施の形態のＢＧＡ７と同様であるため、その重複説明は省略する。

（変形例５）
ガラスクロスを含まない樹脂層２ｄｂ、２ｆｂとガラスクロス２ｈを含む樹脂層（プリプレグ２ｄａ、２ｆａ）との位置関係については、上記の実施の形態のような積層構造に限らない。すなわち、図２４に示すように、ガラスクロスを含まない樹脂層２ｄｂ、２ｆｂは、柱状（または突起状）の導電性部材（銅ピラー４）が接続される電極（ボンディングリード２ｍ）の直下にのみ設けられていてもよい。

しかしながら、配線基板２の製造効率（工程数）を考慮すると、上記の本実施の形態のように、各積層層（樹脂層）２ｄａ、２ｄｂ、２ｆａ、２ｆｂを積層構造にしておくことが好ましい。

（変形例６）
上記実施の形態では、半導体装置がＢＧＡの場合を一例として説明したが、上記半導体装置は、ＢＧＡに限らず、ランドの表面に導電性部材が形成されたＬＧＡ（Land Grid Array）であってもよい。

（変形例７）
さらに、上記実施の形態で説明した技術思想の要旨を逸脱しない範囲内において、変形例同士を組み合わせて適用することができる。

１ 半導体チップ
１ａ 主面（素子形成面）
１ｂ 裏面
１ｃ パッド（電極）
１ｄ，１ｅ 辺
２ 配線基板
２ａ 上面（チップ搭載面）
２ｂ 下面
２ｃ ソルダレジスト膜（上面側保護膜）
２ｃａ 内側ソルダレジスト膜（内側絶縁膜）
２ｄ 絶縁層（絶縁膜）
２ｄａ プリプレグ（樹脂層）
２ｄｂ 樹脂層（樹脂材）
２ｅ コア層（プリプレグ）
２ｆ 絶縁層（絶縁膜）
２ｆａ プリプレグ（樹脂層）
２ｆｂ 樹脂層
２ｇ ソルダレジスト膜（下面側保護膜）
２ｈ ガラスクロス（ガラス繊維）
２ｉ，２ｊ 配線層
２ｋ 開口部
２ｍ ボンディングリード（電極）
２ｍａ 外周リード群
２ｍｂ 内周リード群
２ｍｂａ，２ｍｂｂ，２ｍｂｃ ボンディングリード（電極）
２ｎ ランド（電極）
２ｐ，２ｑ 配線層
２ｒ 切断部
２ｓ 枠部
２ｔ 多数個取り基板（マトリクス基板）
２ｕ デバイス領域
２ｖ ボンディングリード（電極）
２ｗ 樹脂層
３ 半田材（接続部材）
４ 銅ピラー（導電性部材、ポスト）
５ 半田ボール（導電性部材）
６ アンダーフィル（封止材）
７ ＢＧＡ（半導体装置）
８ 半導体チップ
８ａ 主面（素子形成面）
８ｂ 裏面
８ｃ パッド（電極）
９ ダイボンド材
１０ ワイヤ（導電性部材）
１１ 封止体
１２ ＢＧＡ（半導体装置）
５０ 半導体チップ
５２ バンプ（突起）
６０ 配線基板
６１ 樹脂層
６４ ボンディングリード（電極）
６５ ガラスクロス（ガラス繊維）
６６ 樹脂層
６７ クラック

Claims (6)

1. 以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
   （ａ）第１絶縁層、第２絶縁層、第１配線層および第２配線層、を有する配線基板を準備する工程；
   ここで、
   前記第１絶縁層は、ガラス繊維を有する第１樹脂層と、ガラス繊維を有さない第２樹脂層と、で構成されており、
   前記第２樹脂層は、前記第１樹脂層と前記第２樹脂層との間に配線層を有さないように前記第１樹脂層上に積層されており、
   前記第２絶縁層は、ガラス繊維を有する第３樹脂層で構成されており、
   複数の第１配線パターンを有する前記第１配線層は、前記第１絶縁層の前記第１樹脂層と前記第２絶縁層である前記第３樹脂層との間に配置されており、
   前記第２配線層に形成された複数のボンディングリードのそれぞれは、前記第２樹脂層上に形成されており、
   （ｂ）前記（ａ）工程の後、主面、前記主面に形成された複数のパッド、および前記主面とは反対側の裏面を有する半導体チップを、前記半導体チップの前記主面が前記配線基板の前記第２樹脂層の表面と対向するように、複数の導電性部材を介して前記配線基板の前記第２樹脂層の前記表面上に配置する工程；
   （ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記半導体チップの前記裏面に、前記配線基板の厚さ方向の荷重を加えることで、前記複数の導電性部材を介して前記複数のパッドと前記複数のボンディングリードをそれぞれ電気的に接続する工程。
2. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第２樹脂層の厚さは、前記第１樹脂層の厚さよりも薄い、半導体装置の製造方法。
3. 請求項２記載の半導体装置の製造方法において、前記複数の導電性部材のそれぞれは、銅を主成分とする材料から成る、半導体装置の製造方法。
4. 請求項３記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｃ）工程の前では、前記複数の導電性部材のそれぞれの先端面に半田材が配置され、前記配線基板の前記複数のボンディングリードのそれぞれの表面には半田材が配置されていない、半導体装置の製造方法。
5. 請求項４記載の半導体装置の製造方法において、前記配線基板は、前記第１絶縁層と、前記第２絶縁層と、前記第１配線層と、前記複数のボンディングリードを構成する前記第２配線層と、複数のランドを構成する第３配線層と、をそれぞれ重ね合せ、さらに、圧接することで形成されたものである、半導体装置の製造方法。
6. 請求項５記載の半導体装置の製造方法において、前記複数の導電性部材のそれぞれは、柱状である、半導体装置の製造方法。

Images