JP7269756B2 - Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子を搭載した半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device mounted with a semiconductor element and a manufacturing method thereof.
近年、SONパッケージ(Small Outline Non-leaded package)やQFNパッケージ(Quad Flat Non-leaded package)などのリードレスパッケージ型の半導体装置が存在する。リードレスパッケージ型の半導体装置は、半導体素子を封止した封止樹脂から外部接続用の端子が突出していないため、半導体装置の小型化や薄型化に有利である。たとえば特許文献1には、このようなリードレスパッケージ型の半導体装置が開示されている。
In recent years, there have been leadless package type semiconductor devices such as SON packages (Small Outline Non-leaded packages) and QFN packages (Quad Flat Non-leaded packages). A leadless package type semiconductor device is advantageous in reducing the size and thickness of the semiconductor device because terminals for external connection do not protrude from the sealing resin that encapsulates the semiconductor element. For example,
特許文献1に記載の半導体装置は、半導体素子と、リードフレームと、金属細線(ワイヤ)と、封止樹脂とを備えている。リードフレームは、たとえば銅からなる。リードフレームは、互いに離間したダイパッド部および複数のリード部を有する。ダイパッド部は、半導体素子を支持する。複数のリード部はそれぞれ、金属細線を介して半導体素子と電気的に接続され、半導体装置を電子機器などの回路基板に実装する際の上記外部接続用の端子である。封止樹脂は半導体素子および金属細線を覆う。
The semiconductor device described in
特許文献1に記載の半導体装置においては、封止樹脂は、半導体素子および金属細線を覆っている。この金属細線は、半導体素子の上に形成されているため、封止樹脂の薄型化が阻害される。また、リードフレームは、例えば、金属板(銅板)を加工して形成されうるが、金属板の反り防止のため、リードフレームの薄型化には限度があった。したがって、従来の半導体装置は、薄型化を図る上で、改善の余地があった。
In the semiconductor device disclosed in
本開示は、上記課題に鑑みて創作されたものであり、その目的は、薄型化を図った半導体装置および当該半導体装置の製造方法を提供することにある。 The present disclosure has been created in view of the above problems, and an object thereof is to provide a thin semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.
本開示の第1の側面によって提供される半導体装置は、半導体素子と、厚さ方向において互いに反対側を向く第1主面および第1裏面を有し、前記第1主面に前記半導体素子が搭載された第1基板と、前記第1主面の一部に形成された第1導電部、および、前記第1導電部に繋がり、かつ、前記厚さ方向に直交する第1方向に見て前記第1基板に重なる第2導電部を含む第1電極と、前記半導体素子を覆う封止樹脂と、前記封止樹脂から露出し、かつ、前記第1電極に導通する第2電極と、を備えており、前記第2電極は、前記第2導電部に接していることを特徴とする。 A semiconductor device provided by a first aspect of the present disclosure has a semiconductor element, and a first main surface and a first back surface facing opposite sides in a thickness direction, and the semiconductor element is provided on the first main surface. A mounted first substrate, a first conductive portion formed on a portion of the first main surface, and a first conductive portion connected to the first conductive portion and viewed in a first direction orthogonal to the thickness direction a first electrode including a second conductive portion overlapping the first substrate; a sealing resin covering the semiconductor element; and a second electrode exposed from the sealing resin and conducting to the first electrode. and the second electrode is in contact with the second conductive portion.
本開示の第2の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する基材を準備する基材準備工程と、前記基材に前記主面から前記裏面に向けて窪んだ凹部を形成する凹部形成工程と、前記主面の一部を覆う第1導電部および前記凹部に収容された第2導電部を含む第1電極を形成する第1電極形成工程と、前記第1電極に導通する半導体素子を搭載する半導体素子搭載工程と、前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程と、前記基材を前記裏面から前記主面側へ前記厚さ方向に研削し、前記第2導電部を露出させる研削工程と、前記露出した前記第2導電部に接する第2電極を形成する第2電極形成工程と、を有することを特徴とする。 A method for manufacturing a semiconductor device provided by the second aspect of the present disclosure includes a substrate preparation step of preparing a substrate having a main surface and a back surface facing opposite sides in a thickness direction; a recess forming step of forming a recess recessed from the surface toward the back surface; a step of forming one electrode; a step of mounting a semiconductor device electrically connected to the first electrode; a step of forming a sealing resin for forming a sealing resin covering the semiconductor device; Grinding in the thickness direction toward the main surface side to expose the second conductive portion; and a second electrode forming step of forming a second electrode in contact with the exposed second conductive portion. characterized by
本開示の半導体装置によれば、当該半導体装置の薄型化を図ることができる。また、本開示の半導体装置の製造方法は、薄型化を図った半導体装置を製造することができる。 According to the semiconductor device of the present disclosure, it is possible to reduce the thickness of the semiconductor device. In addition, the manufacturing method of the semiconductor device of the present disclosure can manufacture a thin semiconductor device.
以下、本開示の半導体装置および本開示の半導体装置の製造方法の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Preferred embodiments of the semiconductor device of the present disclosure and the method of manufacturing the semiconductor device of the present disclosure will be specifically described below with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
図1~図7は、本開示の第1実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A10は、基板11、基板12、絶縁層15、第1電極20、第2電極30、半導体素子41、接合層42、内部樹脂層51、外部樹脂層52、および、封止樹脂60を備えている。
[First embodiment]
1 to 7 show a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure. The semiconductor device A10 of this embodiment includes a
図1は、半導体装置A10を示す斜視図である。図2は、図1に示す斜視図において絶縁層15および封止樹脂60を省略した図である。図3は、半導体装置A10を示す平面図である。同図においては、理解の便宜上、絶縁層15を省略し、半導体素子41および封止樹脂60を想像線で示している。図4は、半導体装置A10を示す底面図である。図5は、半導体装置A10を示す側面図である。図6は、図3のVI-VI線に沿う断面図である。図7は、図3のVII-VII線に沿う断面図である。説明の便宜上、これらの図において、平面図(図3参照)の左右方向を第1方向x、第1方向xに対して直交する、平面図の上下方向を第2方向y、第1方向xおよび第2方向yの両方に直交する方向を厚さ方向zと定義する。厚さ方向zの一方(側面図および断面図における上方)を上方、厚さ方向zの他方(側面図および断面図における下方)を下方というが、半導体装置A10の姿勢を限定するものではない。
FIG. 1 is a perspective view showing the semiconductor device A10. FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1 with the
半導体装置A10は、様々な電子機器の配線基板に表面実装される樹脂パッケージである。半導体装置A10は、図3および図4に示すように、厚さ方向zに見て(平面視)矩形状である。半導体装置A10は、QFNパッケージ型である。 The semiconductor device A10 is a resin package that is surface-mounted on wiring boards of various electronic devices. As shown in FIGS. 3 and 4, the semiconductor device A10 has a rectangular shape when viewed in the thickness direction z (plan view). The semiconductor device A10 is of the QFN package type.
基板11は、単結晶の真性半導体材料から構成される。本実施形態に係る真性半導体材料は、Si(シリコンである)。基板11は、図6および図7に示すように、厚さ方向zに見て(平面視)矩形状である。基板11の厚さ方向z寸法(厚み)は、例えば、50~150μm程度である。基板11は、第1主面111、第1裏面112、および、複数の第1側面113を有する。
The
第1主面111と第1裏面112とは、図6および図7に示すように、厚さ方向zにおいて、離間し、互いに反対側を向く。第1主面111は、図6および図7に示す基板11の上面である。第1裏面112は、厚さ方向zを向き、図6および図7に示す基板11の下面である。第1裏面112は、半導体装置A10が回路基板に実装された際、当該回路基板に対向する。複数の第1側面113の各々は、図6および図7に示すように、第1主面111と第1裏面112との間に挟まれている。各第1側面113は、平坦であり、かつ、第1主面111および第1裏面112にそれぞれ直交する。基板11は、図3および図4に示すように、第1方向xおよび第2方向yのそれぞれ別の方向を向く4つの第1側面113を有する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the first
複数の基板12の各々は、基板11と同じ素材である。すなわち、各基板12は、Siの真性半導体材料からなる。本実施形態においては、複数の基板12は、互いに略同じ大きさかつ略同じ形状である。各基板12は、図4に示すように、平面視矩形状である。複数の基板12はすべて、図4に示すように、基板11から離間し、かつ、複数の基板12は互いに離間する。各基板12の厚みは、基板11と同じである。なお、基板12の形状、大きさ、および、個数は限定されない。各基板12は、第2主面121、第2裏面122、および、複数の第2側面123を有する。
Each of the
第2主面121は、図6に示すように、第1主面111と同じ方向を向く。第2主面121は平坦である。第2裏面122は、図6に示すように、第1裏面112と同じ方向を向く。第2裏面122は平坦である。第2主面121と第2裏面122とは厚さ方向zにおいて互いに反対側を向く。複数の第2側面123の各々は、図6に示すように、第2主面121および第2裏面122との間に挟まれている。各第2側面123は、平坦であり、かつ、第2主面121および第2裏面122にそれぞれ直交する。本実施形態においては、基板12は、図4に示すように、第1方向xおよび第2方向yのそれぞれ別の方向を向く4つの第2側面123を有する。各基板12において、4つの第2側面123のうちの基板11に対向する第2側面123は、内部樹脂層51に接する。また、当該基板11に対向する第2側面123と反対側を向く第2側面123は、封止樹脂60から露出する。なお、理解の便宜上、当該封止樹脂60から露出する第2側面123を「露出側面123a」ということもある。
The second
基板11および複数の基板12は、互いに離間して配置されている。基板11および複数の基板12はすべて、厚さ方向zにおいて同じ位置にある。第1主面111と各第2主面121とは、厚さ方向zにおいて同じ位置に配置される。また、第1裏面112と各第2裏面122とは、厚さ方向zにおいて同じ位置に配置される。複数の基板12には、図3および図4に示すように、第1方向xを向く2つの第1側面113のそれぞれに対向する複数の基板12aと第2方向yを向く2つの第1側面113に対向する複数の基板12bとがある。複数の基板12aは第2方向yに見て基板11に重なり、複数の基板12bは第1方向xに見て基板11に重なる。本実施形態においては、基板11の4つの第1側面113のそれぞれに対向するように、4つの基板12が配置されている。これら4つの基板12は、各第1側面113に沿って一定の間隔をあけて配列されている。なお、基板11が特許請求の範囲に記載の「第1基板」に相当し、基板12が特許請求の範囲に記載の「第2基板」や「第3基板」に相当する。
The
絶縁層15は、図6および図7に示すように、基板11において、第1主面111および複数の第1側面113を覆うように形成されている。また、絶縁層15は、図6に示すように、各基板12において、第2裏面122および露出側面123aを除く面を覆うように形成されている。絶縁層15は、電気絶縁性を有する被膜であり、基板11および基板12と第1電極20と電気的に絶縁する。絶縁層15は、SiO2からなり、基板11および基板12が熱酸化されたことによって形成されている。本実施形態において、絶縁層15の厚さは、たとえば0.7~1.0μm程度である。なお、絶縁層15の素材や厚さ、形成方法は限定されない。
The insulating
第1電極20は、半導体装置A10の内部に配置される導電体である。第1電極20は、半導体素子41に導通する。第1電極20は、互いに積層された下地層およびめっき層から構成される。下地層は、互いに積層されたTi層およびCu層から構成され、その厚さは200~800nm程度である。めっき層は下地層の外側に下地層に接するように形成されている。めっき層は、Cuから構成され、その厚さは下地層よりも厚く設定されており、3~10μm程度である。下地層とめっき層とは一体となっているので、図6および図7では、区別せずに第1電極20として示している。なお、第1電極20の素材や厚みは限定されない。本実施形態においては、第1電極20は、図6に示すように、第1導電部21および第2導電部22を含んでいる。
The
第1導電部21と第2導電部22とは繋がっており、一体的に形成されている。第1導電部21は、第1電極20のうち基板11の第1主面111上の一部に配置された部分である。第2導電部22は、第1電極20のうち基板11と基板12との間に配置された部分である。本実施形態においては、第2導電部22は、平面視矩形状の角柱である。なお、第2導電部22の形状は限定されず、平面視円形状の円柱であってもよい。第2導電部22は、図6に示すように、第2電極30に接する接続面221を有する。接続面221は、厚さ方向zの一方(図6の下方)を向く平坦面である。本実施形態においては、接続面221は、第1裏面112および第2裏面122と面一である。接続面221が、特許請求の範囲に記載の「第2導電部裏面」に相当する。一部の第1電極20が、特許請求の範囲に記載の「第4電極」に相当する。
The first
第2電極30は、第1電極20に導通し、外部に露出する導電体である。第2電極30は、半導体装置A10を回路基板に実装する際の端子である。第2電極30は、図6に示すように、基板12および第1電極20に接する。第2電極30は、無電解めっきにより形成される。本実施形態においては、第2電極30は、互いに積層されたNi層、Pd層、および、Au層から構成される。Ni層は基板12および第1電極20に接し、かつ、Au層は外部に露出する。また、Pd層はNi層とAu層との間に介在する。第2電極30は、平面視において、そのすべてが封止樹脂60に重なる。本実施形態においては、第2電極30の厚みは、3~15μm程度である。なお、第2電極30の個数、厚み、素材、および、形成方法は限定されない。一部の第2電極30が、特許請求の範囲に記載の「第3電極」に相当する。第2電極30は、図6に示すように、第1電極被覆部31、第2裏面被覆部32、および、露出側面被覆部33を含んでいる。
The
第1電極被覆部31は、第2電極30のうち、第2導電部22の接続面221を覆う部分である。第2裏面被覆部32は、第2電極30のうち、基板12の第2裏面122を覆う部分である。露出側面被覆部33は、第2電極30のうち、基板12の露出側面123aを覆う部分である。本実施形態においては、露出側面被覆部33は、露出側面123aのすべてを覆っている。露出側面被覆部33は、平面視において封止樹脂60に重なる。第1電極被覆部31、第2裏面被覆部32、および、露出側面被覆部33は、一体的に形成されている。
The first
半導体素子41は、半導体装置A10の機能中枢となる素子である。半導体素子41は、たとえばLSI(Large Scale Integration)などの集積回路(IC)である。また、半導体素子41は、LDO(Low Drop Out)などの電圧制御用素子や、オペアンプなどの増幅用素子、ダイオードなどのディスクリート半導体素子であってもよい。半導体素子41は、平面視矩形状である。半導体素子41は、基板11に搭載されている。半導体素子41は、平面視において基板11に重なる。半導体素子41は、素子主面411および素子裏面412を有する。
The
素子主面411は厚さ方向zを向き、かつ、基板11の第1主面111と同じ方向を向く。素子裏面412は厚さ方向zを向き、かつ、素子主面411とは反対側を向く。素子裏面412は、第1主面111に対向する。
The element
半導体素子41は、複数の電極パッド413を有する。複数の電極パッド413は、素子裏面412に形成されている。複数の電極パッド413は、たとえばAl(アルミニウム)から構成される。半導体素子41は、フリップチップボンディングにより搭載される。
The
接合層42は、図6および図7に示すように、第1電極20の第1導電部21と半導体素子41(電極パッド413)との間に介在する導電部材である。本実施形態においては、接合層42を介して、電極パッド413と第1導電部21とが接続されている。接合層42は、Sn(錫)を含む合金からなる。このような合金を例示すると、Sn-Sb系合金、または、Sn-Ag系合金などの鉛フリーはんだ、あるいは、Pb(鉛)含有のはんだなどがある。接合層42は、たとえば電解めっきにより形成される。本実施形態においては、半導体素子41は、接合層42により第1導電部21(第1電極20)に固着されている。
The
内部樹脂層51は、半導体装置A10の内部に配置されている。内部樹脂層51は、たとえばポリイミドからなる。内部樹脂層51は、基板11および基板12と第1電極20とを絶縁する。これにより、第1電極20同士が基板11を介して短絡する危険性を抑制している。なお、半導体装置A10において、絶縁層15によっても第1電極20と基板11および基板12との絶縁が図られている。また、基板11および基板12も絶縁性を有するSiの真性半導体材料からなる。このため、内部樹脂層51を備えていなくても、第1電極20同士の短絡の危険性を抑制できている。しかし、より確実に短絡の危険性を抑制するためには、内部樹脂層51を備えておくことが望ましい。内部樹脂層51は、図6に示すように、第1部511および第2部512を含んでいる。
The
第1部511は、基板11の第1主面111上に配置された部分である。本実施形態においては、第1部511は、第1主面111の全面を覆っている。第2部512は、基板11と基板12との間に介在する部分である。第2部512には、厚さ方向zに貫通した貫通孔512aが形成されている。貫通孔512aは平面視矩形状である。当該貫通孔512aによって、第2部512は、x-y平面による断面が矩形環状である。貫通孔512aには、第2導電部22が充填されている。
The
外部樹脂層52は、半導体装置A10の外部に露出する。外部樹脂層52は、たとえばポリイミドあるいはエポキシからなる。外部樹脂層52は、少なくとも第1裏面112の全面を覆う。外部樹脂層52は、複数の第2電極30同士を絶縁するためのものである。当該外部樹脂層52によって、半導体装置A10を回路基板等に実装したときに、はんだにより第2電極30同士の短絡の発生を抑えることができる。さらに、本実施形態においては、外部樹脂層52は、図4に示すように、各第2裏面122の一部を覆うことで、第2電極30同士の距離を離間させている。したがって、前記第2電極30同士の短絡の発生をさらに抑えることができる。なお、外部樹脂層52は備えていなくてもよい。
The
封止樹脂60は、たとえば黒色のエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂である。封止樹脂60は、図6に示すように、半導体素子41を覆っている。また、封止樹脂60の一部は、隣り合う基板12a同士の間に介在し、また、隣り合う基板12b同士の間に介在する。封止樹脂60は、樹脂主面61、樹脂裏面62、および、複数の樹脂側面63を有する。
The encapsulating
樹脂主面61は、素子主面411と同じ方向を向く。樹脂裏面62は、図7に示すように、素子裏面412と同じ方向を向く。樹脂裏面62は、図7に示すように、外部樹脂層52に覆われている。各樹脂側面63は、平坦部631および凹部632を有する。平坦部631は、樹脂側面63のうち平坦である部分である。凹部632は、樹脂側面63のうち平坦部631から窪んだ部分である。本実施形態においては、凹部632は、基板11および基板12が配置された側の端縁に位置する。
The resin
次に、図8~図28に基づき、半導体装置A10の製造方法の一例について説明する。図8~図28のうち、図9、図12、図15、および、図19は、半導体装置A10の製造方法に係る一工程を示す平面図であり、図22、図24、図26、および、図28は、半導体装置A10の製造方法に係る一工程を示す底面図である。これら以外の図面は、半導体装置A10の製造方法に係る一工程を示す断面図である。当該断面は、図6に示す断面と同一である。 Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor device A10 will be described with reference to FIGS. 8 to 28. FIG. 8 to 28, FIG. 9, FIG. 12, FIG. 15, and FIG. 19 are plan views showing one process related to the method of manufacturing the semiconductor device A10. 28 is a bottom view showing one step of the method of manufacturing the semiconductor device A10. The drawings other than these are cross-sectional views showing one process related to the method of manufacturing the semiconductor device A10. The cross section is the same as the cross section shown in FIG.
最初に、図8および図9に示すように、厚さ方向zを向く主面810aおよび裏面810bを有する基材810を準備し、当該基材810に主面810aから厚さ方向zに向けて窪んだ凹部801を形成する。基材810は、半導体装置A10の基板11および基板12に対応する部分の集合体である。本実施形態においては、基材810の素材は、Siの真性半導体材料である。基材810を準備する工程(基材準備工程)では、たとえば、基材810としてシリコンウエハを準備する。また、基材810に凹部801を形成する工程(凹部形成工程)は、たとえばドライエッチングにより行う。凹部形成工程により、基材810に凹部801を形成することで、底面801aおよび起立面801bが凹部801に現れる。起立面801bは、図8に示す上端が主面810aに繋がり、図8に示す下端が底面801aに繋がる。起立面801bは、底面801aから起立しており、底面801aに対して直交する。また、凹部801が形成されたことにより、主面810aは、互いに離間した第1主面811aと複数の第2主面812aとに分割される。なお、凹部形成工程は、ドライエッチングに限定されない。たとえば、主面810aとして結晶方位が(110)である(110)面を採用し、KOH(水酸化カリウム)を用いた異方性エッチングにより凹部801を形成してもよい。この場合、起立面801bは、結晶方位が(111)である(111)面となる。
First, as shown in FIGS. 8 and 9, a
次いで、図10に示すように、絶縁層815を形成する。絶縁層815は、半導体装置A10の絶縁層15に対応する。絶縁層815を形成する工程(絶縁層形成工程)においては、基材810を熱酸化することにより、主面810a、底面801aおよび起立面801bの全面にわたって絶縁層815が形成される。絶縁層815の厚みは、たとえば0.7~1.0μm程度である。
Then, as shown in FIG. 10, an insulating
次いで、図11および図12に示すように、樹脂層851を形成する。当該樹脂層851が半導体装置A10の内部樹脂層51に対応する。当該樹脂層851を形成する工程(内部樹脂層形成工程)においては、まず、基材810の主面810aおよび凹部801の全面に、たとえばスピンコータ(回転式塗布装置)を用いて、感光性ポリイミド樹脂を基材810に塗布する。なお、フィルム状の感光性ポリイミド樹脂を貼り付けるようにしてもよい。そして、当該感光性ポリイミド樹脂に対して露光および現像を行うことで、パターニングを行う。これにより、図11および図12に示す樹脂層851が形成される。この樹脂層851は、第1部851aおよび第2部851bを有する。第1部851aは、基材810の主面810aの一部に形成された部分である。第2部851bは、平面視において第1主面811aと各第2主面812aと間に介在するように形成された部分である。第2部851bは、厚さ方向zに貫通する貫通孔851dを有する。貫通孔851dから絶縁層815が露出する。
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, a
次いで、図13に示すように、下地層820aを形成する。当該下地層820aの一部が、後に半導体装置A10の第1電極20の一部(上記する第1電極20の下地層)に対応する。下地層820aはスパッタリング法により形成される。本実施形態に係る下地層820aは、互いに積層されたTi層およびCu層から構成される。下地層820aを形成する工程(下地層形成工程)においては、絶縁層815および基材810に接するTi層を形成した後に当該Ti層に接するCu層を形成する。
Next, as shown in FIG. 13, an
次いで、図14および図15に示すように、めっき層820bを形成する。当該めっき層820bが、半導体装置A10の第1電極20の一部(上記する第1電極20のめっき層)に対応する。めっき層820bの形成は、フォトリソグラフィによるパターン形成および電解めっきによる。めっき層820bを形成する工程(めっき層形成工程)においては、まず、めっき層820bを形成するためのレジスト層(図示略)をフォトリソグラフィにより形成する。当該レジスト層の形成においては、下地層820aの全面を覆うように、感光性レジストを塗布し、当該感光性レジストに対して露光・現像を行うことによってパターニングを行う。このパターニングにより、下地層820aの一部(めっき層820bを形成する部分)が露出する。そして、下地層820aを導電経路として電解めっきにより、露出した下地層820a上にめっき層820bを形成する。本実施形態においては、電解めっき時のめっき液に抑制剤および促進剤が添加されており、下地層820aのうち、主面810a上に位置する部分より凹部801の底面801a上に位置する部分に、優先的にめっきが析出して成長する。これにより、樹脂層851の第2部851bの貫通孔851dを充填するようにめっき層820bが形成される。その後、レジスト層を除去することで、図14および図15に示すめっき層820bが形成される。
Next, as shown in FIGS. 14 and 15, a
次いで、図16に示すように、接合層842を形成する。当該接合層842が、半導体装置A10の接合層42に対応する。接合層842の形成は、フォトリソグラフィによるパターン形成および電解めっきによる。接合層842を形成する工程(接合層形成工程)においては、まず、接合層842を形成するためのレジスト層(図示略)をめっき層820b上に形成し、レジスト層のパターニングを行う。このパターニングによって、レジスト層からめっき層820bの一部(接合層842を形成する部分)が露出する。そして、下地層820aおよびめっき層820bを導電経路とした電解めっきにより、めっき層820bのうちレジスト層から露出した部分に接する接合層842を形成する。その後、レジスト層を除去する。本実施形態においては、接合層842の素材として、Sn-Ag系合金またはSn-Sb系合金などの鉛フリーはんだを用いる。
Next, as shown in FIG. 16, a
次いで、図17に示すように、基材810において、めっき層820bに覆われていない不要な下地層820aを全て除去する。この不要な下地層820aの除去は、ウェットエッチングにより行う。このウェットエッチングでは、たとえばH2SO4(硫酸)およびH2O2(過酸化水素)の混合溶液が用いられる。不要な下地層820aを除去する工程(下地層除去工程)により、図17に示すように、下地層820aが除去された部分から、樹脂層851が露出する。また、下地層820aが除去されたことにより、第1電極820が形成される。当該第1電極820は、第1主面811a上に形成された第1導電部821と樹脂層851の第2部851bの貫通孔851dに充填された第2導電部822とを含んでいる。第1電極820は、半導体装置A10の第1電極20に対応するものである。よって、下地層形成工程、めっき層形成工程、および、下地層除去工程を含む工程が、特許請求の範囲に記載の「第1電極形成工程」に相当する。
Next, as shown in FIG. 17, all unnecessary base layers 820a that are not covered with the
次いで、図18および図19に示すように、基材810に半導体素子841を搭載する。当該半導体素子841が、半導体装置A10の半導体素子41に対応する。半導体素子841を搭載する工程(半導体素子搭載工程)は、FCB(Flip Chip Bonding)により行う。半導体素子841の電極バンプ(図示略)にフラックスを塗布した後、フリップチップボンダを用いて、素子主面841aを基材810に対向させて、半導体素子841を接合層842に仮付けする。このとき、接合層842は、第1電極820と半導体素子841との双方に挟まれた状態となる。次いで、リフローにより接合層842を溶融させた後、冷却により接合層842を固化させることによって、半導体素子841の搭載が完了する。なお、図18(図20、図21、図23、図25、図27においても同様)においては、下地層820aとめっき層820bとは区別せずに第1電極820として示している。
Next, as shown in FIGS. 18 and 19, a
次いで、図20に示すように、半導体素子841を覆う封止樹脂860を形成する。当該封止樹脂860が半導体装置A10の封止樹脂60に対応する。本実施形態に係る封止樹脂860は電気絶縁性を有する、たとえば黒色のエポキシ樹脂を主剤とした合成樹脂である。封止樹脂860を形成する工程(封止樹脂形成工程)においては、半導体素子841を露出させることなく覆うように、基材810上に封止樹脂860を形成する。
Next, as shown in FIG. 20, a sealing
次いで、図21および図22に示すように、基材810を裏面810b側から研削する。この基材810を研削する工程(研削工程)においては、第1電極820(第2導電部822)が露出するまで研削する。当該研削工程により、凹部801よりも厚さ方向zの下方に位置した基材810は削り取られる。また、凹部801の底面801aを覆っていた絶縁層815も削り取られ、第2導電部822の露出面822aが現れる。当該露出面822aは、半導体装置A10の第2導電部22の接続面221に対応する。さらに、当該研削工程により、基材810が基板811と複数の基板812とに分割される。基板811および基板812は、半導体装置A10の基板11および基板12のそれぞれに対応する。基板811には、半導体素子841が搭載されている。各基板812はそれぞれ、基板811から離間している。基板811と複数の基板812とは封止樹脂860により固定されている。基板811と各基板812との間には、第1電極820の第2導電部822および樹脂層851の第2部851bが配置されている。
Next, as shown in FIGS. 21 and 22, the
次いで、図23および図24に示すように、樹脂層852を形成する。当該樹脂層852が半導体装置A10の外部樹脂層52に対応する。当該樹脂層852を形成する工程(外部樹脂層形成工程)は、スクリーン印刷により行う。樹脂層852の一部は開口しており、当該開口した部分から、基板812の裏面の一部、樹脂層851の第2部851bの一部、および、露出面822aが露出している。これにより、図23および図24に示す樹脂層852が形成される。
Next, as shown in FIGS. 23 and 24, a
次いで、図25および図26に示すように、各基板812において、基板811に対向する面と反対側の面(第2側面812c)を露出させる。当該第2側面812cが半導体装置A10の基板12の露出側面123aに対応する。この第2側面812cを露出させる工程(側面露出工程)では、ブレードダイシングによるハーフカットダイシングにより、封止樹脂860の裏面に溝869を形成する。本実施形態においては、溝869は、第1方向xに沿って延びる筋と第2方向yに沿って延びる筋とが交差した格子状に形成される。当該溝869が形成されたことにより、基板812の第2側面812cが露出する。
Next, as shown in FIGS. 25 and 26, the surface (
次いで、図27および図28に示すように、第2電極830を形成する。当該第2電極830が半導体装置A10の第2電極30に対応する。第2電極830を形成する工程(第2電極形成工程)は、無電解めっきによる。本実施形態においては、無電解めっきにより、Ni層、Pd層、Au層の順に各々を析出させる。このとき、樹脂層852から露出する、第1電極820の露出面822aと、基板812の裏面の一部および第2側面812cとに接し、これを覆うようにNi層が形成される。そして、Ni層上にPd層、Pd層上にAu層が形成される。これにより、図27および図28に示す第2電極830が形成される。よって、樹脂層852は、第2電極830を形成する領域を規定するマスク層としても利用する。第2電極830は、第1電極820の露出面822aを覆う第1電極被覆部831、基板812の裏面の一部を覆う第2裏面被覆部832、および、基板812の第2側面812cを覆う露出側面被覆部833を含んでいる。露出側面被覆部833は、溝869の内側に形成されている。なお、第2電極形成工程における無電解めっきでは、封止樹脂860および樹脂層852の表面には第2電極830が形成されない。
Next, as shown in FIGS. 27 and 28, a
次いで、第1方向xと第2方向yとのそれぞれに沿って封止樹脂860を切断することによって、半導体素子841ごとの個片に分割する。当該封止樹脂860を切断する工程(切断工程)は、ブレードダイシングにより行う。当該ブレードダイシングにおいては、上記側面露出工程で用いたダイシングブレードよりも厚さが薄いダイシングブレードを用いる。など、当該切断工程において、ブレードダイシングの代わりに、レーザダイシングあるいはプラズマダイシングなどの他のダイシング手法を用いてもよい。本実施形態においては、図28に示す切断線CLに沿って切断することで、半導体素子841ごとの個片に分割される。当該切断工程により、前記個片が半導体装置A10となる。図28に示す第1方向xに延びる切断線CLは、平面視において、第1方向xに延びる溝869の幅方向中央を通るように設定されている。同様に、図28に示す第2方向y方向に延びる切断線CLは、平面視において、第2方向yに延びる溝869の幅方向中央を通るように設定されている。本実施形態においては、切断工程による切断時の加工線幅は、溝869の幅よりも細くする。よって、切断後の封止樹脂860の側面は、溝869に起因して、凹部を有する。当該凹部が半導体装置A10の樹脂側面63の凹部632に対応する。以上の工程により、半導体装置A10が製造される。
Next, by cutting the sealing
次に、第1実施形態に係る半導体装置A10およびその製造方法の作用効果について説明する。 Next, the effects of the semiconductor device A10 and the manufacturing method thereof according to the first embodiment will be described.
半導体装置A10によれば、電解めっきにより形成された第1電極20および無電解めっきにより形成された第2電極30を備えている。したがって、半導体装置A10は、めっき処理により配線されたものであって、金属板から形成されるリードフレームを用いていない。めっき処理による配線は、リードフレーム構造を採用した場合よりも薄くできる。したがって、半導体装置A10の薄型化を図ることができる。
The semiconductor device A10 includes the
半導体装置A10によれば、第1電極20および第2電極30を備えている。第1電極20は、半導体素子41に導通し、互いに離間した基板11および各基板12の間を通って第2電極30に接続されている。第2電極30は、半導体装置A10の外部に露出しており、第1電極20および基板12に接するように無電解めっきにより形成されている。当該第2電極30は、半導体装置A10を回路基板に実装する際の端子である。半導体装置A10と異なるリードフレーム構造の半導体装置においては、その製造工程において、たとえばブレードダイシングによって、リードフレームや封止樹脂などを一括して切断する場合がある。このダイシング時に、リードフレームの材料である金属がつられて延び、切断部にばり(金属ばり)が生じることがある。このような金属ばりは、上記回路基板などの実装したときリード部と回路基板との接続不良を生じさせる可能性があり、実装不良の原因となる。また、このような金属ばりは、隣接するリード部同士の短絡させる可能性があり、動作不良の原因となる。一方、半導体装置A10においては、その製造方法において、第2電極30は無電解めっきにより形成されており、当該第2電極30(第2電極830)を切断することがない。したがって、外部接続用の端子(第2電極30)における上記金属ばりの発生を抑制することができる。これにより、半導体装置A10は、金属ばりに起因する実装不良および動作不良を抑制できる。
According to the semiconductor device A10, the
半導体装置A10によれば、図6に示すように、接続面221と第2裏面122とは面一である。このような構成をとることで、接続面221を覆う第1電極被覆部31と第2裏面122を覆う第2裏面被覆部32とは、外部に露出する各々の面が面一となる。すなわち、第2電極30の底面側部分を面一にできる。
According to the semiconductor device A10, as shown in FIG. 6, the
半導体装置A10によれば、第2電極30は、露出側面被覆部33を含んでいる。半導体装置A10を回路基板などに実装するときは、はんだを介して導通接合させる。当該露出側面被覆部33を備えていない場合、第1電極被覆部31および第2裏面被覆部32と回路基板との間のはんだの接続状態を確認しなければならず、たとえばX線検査装置を用いる必要があった。しかしながら、本実施形態においては、半導体装置A10と回路基板とを導通接合するはんだを、露出側面被覆部33を覆うように形成できる。したがって、このような構成をとることで、当該はんだの接続状態を、半導体装置A10の側面から目視確認することができる。
According to the semiconductor device A10, the
半導体装置A10によれば、第2電極30は、第1電極被覆部31、第2裏面被覆部32、および、露出側面被覆部33を含んでおり、これらはすべて、図3および図4に示すように、平面視において封止樹脂60に重なっている。すなわち、平面視において封止樹脂60の外側に突き出ていない。このような構成をとることで、リードレスパッケージ型の半導体装置A10を実現することができる。特に、半導体装置A10は、互いに離間した複数の基板12を備えており、当該複数の基板12はそれぞれ第2電極30で覆われている。したがって、本実施形態においては、QFNパッケージ型の半導体装置A10を実現できる。
According to the semiconductor device A10, the
半導体装置A10によれば、基板12は、素材がシリコンである。当該シリコンは、第1電極20のCuなどの金属と同様に、無電解めっきにより金属が析出する。すなわち、第2電極形成工程における無電解めっきにより、第2電極830(半導体装置A10における第2電極30)が基板812(半導体装置A10における基板12)および第1電極820(半導体装置A10における第1電極20)に同時に析出される。したがって、第2電極形成工程において、第1電極被覆部831、第2裏面被覆部832、および、露出側面被覆部833(それぞれ半導体装置A10における第1電極被覆部31、第2裏面被覆部32、および、露出側面被覆部33)を同時に形成することができる。
According to the semiconductor device A10, the material of the
〔第2実施形態〕
図29および図30は、本開示の第2実施形態に基づく半導体装置を示している。なお、以下の説明において、第1実施形態と同一あるは類似の要素には、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態の半導体装置A20は、第1実施形態の半導体装置A10と比較して、放熱層70を備えている点で異なる。
[Second embodiment]
29 and 30 show a semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure. In the following description, elements that are the same as or similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. The semiconductor device A20 of this embodiment differs from the semiconductor device A10 of the first embodiment in that it includes a
図29は、半導体装置A20を示す底面図である。図30は、半導体装置A20の断面図であり、第1実施形態の図6に示す断面に対応する断面図である。 FIG. 29 is a bottom view showing the semiconductor device A20. FIG. 30 is a cross-sectional view of the semiconductor device A20, corresponding to the cross-section shown in FIG. 6 of the first embodiment.
本実施形態における基板11は、図30に示すように、第1主面111から第1裏面112まで厚さ方向zに繋がる貫通孔114を有する。貫通孔114は、図29に示すように、平面視矩形状である。貫通孔114には、放熱層70が充填されている。
As shown in FIG. 30, the
放熱層70は、半導体素子41から発せられた熱を放出するためのものである。本実施形態においては、放熱層70は、第1電極20と同じ素材からなる。すなわち、放熱層70は、Cuを含む金属からなる。放熱層70は、図30に示すように、厚さ方向zにおいて半導体素子41の素子裏面412が向く方向に配置されている。放熱層70は、図29に示すように、平面視矩形状である。放熱層70は、平面視において、半導体素子41に重なる。また、放熱層70は、厚さ方向zにおいて、第1電極20(第2導電部22)と同じ位置に配置されている。本実施形態においては、放熱層70は、図29に示すように、厚さ方向zにおいて、半導体素子41と離間しており、当該離間した領域には、封止樹脂60が介在している。なお、放熱層70は、半導体素子41に直接当接していてもよいし、図示しない接合材で接合されていてもよい。放熱層70によって、基板11は、平面視において、矩形環状をなす。放熱層70は、放熱層裏面72を有する。
The
放熱層裏面72は、第1裏面112と同じ方向を向く。放熱層裏面72は、第1裏面112と面一である。放熱層裏面72は、外部樹脂層52から露出している。
The heat dissipation layer back
本実施形態における第2電極30は、図29および図30に示すように、放熱層裏面被覆部34をさらに含んでいる。放熱層裏面被覆部34は、放熱層裏面72を覆っている。当該放熱層裏面被覆部34は、第1実施形態において、第2電極形成工程時の無電解めっきによって形成される。放熱層裏面被覆部34は、第1電極被覆部31、第2裏面被覆部32、および、露出側面被覆部33と同時に形成される。なお、放熱層裏面72は、放熱層裏面被覆部34で覆わず、外部樹脂層52で覆っていてもよい。ただし、放熱層70による放熱効率を向上させるためには、放熱層裏面被覆部34で覆っておくことが望ましい。
The
図31~図35に基づき、半導体装置A20の製造方法の一例について説明する。なお、第1実施形態に係る半導体装置A10の製造方法と共通する部分は説明を省略する。図31~図35において、図32を除く図は、半導体装置A20の製造工程を説明する断面図であり、図30に示す断面と同一である。図32は、半導体装置A20の製造工程を説明する平面図である。 An example of a method for manufacturing the semiconductor device A20 will be described with reference to FIGS. 31 to 35. FIG. The description of the parts common to the manufacturing method of the semiconductor device A10 according to the first embodiment will be omitted. 31 to 35, except for FIG. 32, are cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the semiconductor device A20, which are the same as the cross-section shown in FIG. FIG. 32 is a plan view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device A20.
第1実施形態に係る製造方法と同様に、厚さ方向zを向く主面810aおよび裏面810bを有する基材810を準備する。そして、当該基材810に主面810aから厚さ方向zに向けて窪んだ凹部801を形成する。本実施形態においては、当該凹部801を形成するときに、厚さ方向zに向けて窪んだ凹部802も形成する。なお、凹部801と凹部802とは同時に形成してもよいし、別々に形成してもよい。凹部802は、凹部801から離間している。凹部802は、底面802aおよび起立面802bを有する。底面802aは、平面視矩形状である。底面802aは、凹部801の底面801aと厚さ方向zにおいて同じ位置にある。底面802aは、平面視において、第1主面811aに囲まれている。起立面802bは、図31に示す上端が第1主面811aに繋がり、図31に示す下端が底面802aに繋がる。起立面802bは、底面802aから起立しており、底面802aに対して直交する。凹部802の形成は、凹部801と同様に、ドライエッチングにより行う。なお、凹部802の形成は、第1実施形態と同様に、ウェットエッチングにより行ってもよい。
A
次いで、上記第1実施形態に係る製造方法と同様に、絶縁層形成工程、内部樹脂層形成工程、下地層形成工程、および、めっき層形成工程を経る。これにより、上記第1実施形態と異なり、図33に示すように、凹部802を充填するめっき層820cがさらに形成される。当該めっき層820cは、めっき層820bと同質である。
Then, similarly to the manufacturing method according to the first embodiment, an insulating layer forming process, an internal resin layer forming process, an underlying layer forming process, and a plated layer forming process are performed. As a result, unlike the first embodiment, as shown in FIG. 33, a plated
次いで、上記第1実施形態に係る製造方法と同様に、接合層形成工程および下地層除去工程を行う。本実施形態においては、下地層除去工程後、図34に示すように、めっき層820cとめっき層820cに覆われた下地層820aにより、放熱層870が形成される。当該放熱層870が、半導体装置A20の放熱層70に対応する。
Next, a bonding layer forming step and a base layer removing step are performed in the same manner as in the manufacturing method according to the first embodiment. In this embodiment, after the base layer removing step, as shown in FIG. 34, a
次いで、上記第1実施形態に係る製造方法と同様に、半導体素子搭載工程、封止樹脂形成工程、研削工程、外部樹脂層形成工程、側面露出工程、第2電極形成工程、および、切断工程を行う。本実施形態においては、研削工程において、第1電極820(第2導電部822)が露出するとともに、放熱層870(放熱層裏面872)も露出するまで研削する。また、外部樹脂層形成工程においては、樹脂層852で露出した放熱層裏面872を覆わず、露出したままにする。これにより、第2電極形成工程(無電解めっき)時に、図35に示すように、放熱層裏面872を覆う放熱層裏面被覆部834が形成される。放熱層裏面被覆部834は、半導体装置A20の第2電極30の放熱層裏面被覆部34に相当する。以上の工程により、図29および図30に示す半導体装置A20が製造される。
Next, similarly to the manufacturing method according to the first embodiment, a semiconductor element mounting step, a sealing resin forming step, a grinding step, an external resin layer forming step, a side surface exposing step, a second electrode forming step, and a cutting step are performed. conduct. In the present embodiment, in the grinding step, grinding is performed until the first electrode 820 (second conductive portion 822) is exposed and the heat dissipation layer 870 (heat dissipation layer rear surface 872) is also exposed. In addition, in the external resin layer forming step, the exposed heat dissipation layer
半導体装置A20によれば、上記第1実施形態と同様に、外部接続用の端子(第2電極30)における金属ばりの発生を抑制することができる。したがって、半導体装置A20は、金属ばりに起因する実装不良および動作不良を抑制できる。 According to the semiconductor device A20, similarly to the first embodiment, it is possible to suppress the occurrence of metal burrs in the terminals for external connection (second electrodes 30). Therefore, the semiconductor device A20 can suppress defective mounting and defective operation caused by metal burrs.
半導体装置A20によれば、放熱層70を備えている。したがって、放熱層70によって、半導体素子41から発せられた熱が放出されるため、半導体装置A20は、半導体装置A10と比較して、放熱性を向上させることができる。
According to the semiconductor device A20, the
〔第3実施形態〕
図36は、本開示の第3実施形態に基づく半導体装置を示している。なお、以下の説明において、第1および第2実施形態と同一あるは類似の要素には、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態の半導体装置A20は、第1実施形態の半導体装置A10と比較して、基板11の第1側面113および基板12の第2側面123(露出側面123aを除く)が傾斜している点で異なる。
[Third embodiment]
FIG. 36 shows a semiconductor device according to the third embodiment of the present disclosure. In the following description, elements that are the same as or similar to those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. The semiconductor device A20 of this embodiment differs from the semiconductor device A10 of the first embodiment in that the
図36は、半導体装置A30の断面図であり、第1実施形態の図6に示す断面に対応する断面図である。 FIG. 36 is a cross-sectional view of the semiconductor device A30, corresponding to the cross-section shown in FIG. 6 of the first embodiment.
本実施形態に係る基板11において、各第1側面113は、図36に示すように、第1裏面112に対して傾斜している。各第1側面113と第1裏面112とがなす角度は約55°である。したがって、基板11の、第1裏面112に平行な断面の寸法は、第1主面111から第1裏面112に厚さ方向zに向かうほど大きくなる。
In the
本実施形態に係る基板12において、露出側面123aを除く各第2側面123は、第2裏面122に対して傾斜している。露出側面123aを除く各第2側面123と第2裏面122とがなす角度は約55°である。なお、露出側面123aは、第1実施形態と同様に、第2主面121および第2裏面122に対して直交する。
In the
図37および図38に基づき、半導体装置A30の製造方法の一例について説明する。なお、第1実施形態に係る半導体装置A10の製造方法と共通する部分は説明を省略する。半導体装置A30の製造方法は、半導体装置A10の製造方法と比較して、凹部形成工程が異なる。 An example of a method for manufacturing the semiconductor device A30 will be described with reference to FIGS. 37 and 38. FIG. The description of the parts common to the manufacturing method of the semiconductor device A10 according to the first embodiment will be omitted. The method for manufacturing the semiconductor device A30 differs from the method for manufacturing the semiconductor device A10 in the recess forming process.
図37は、半導体装置A30の製造工程を説明する断面図であり、図36に示す断面と同一である。図38は、半導体装置A30の製造工程を説明する平面図である。 FIG. 37 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device A30, which is the same as the cross-section shown in FIG. FIG. 38 is a plan view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device A30.
本実施形態に係る凹部形成工程は、ドライエッチングではなく、ウェットエッチングにより行う。具体的には、基材準備工程において、主面810aとして結晶方位が(100)である(100)面を採用する。そして、たとえばKOH(水酸化カリウム)を用いた異方性エッチングにより、凹部803を形成する。KOHは、Si単結晶に対して良好な異方性エッチングを実現しうるアルカリエッチング溶液の一例である。凹部803は、底面803aおよび複数の起立面803bを有する。起立面803bは、底面803aに対してなす角度が約55°程度となる。なお、エッチング溶液はKOHに限定されず、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)やEDP(エチレンジアミンピロカテール)などのアルカリ溶液であってもよい。
The recess forming step according to the present embodiment is performed by wet etching instead of dry etching. Specifically, in the substrate preparation step, the (100) plane having the (100) crystal orientation is employed as the
以後の工程においては、上記第1実施形態に係る、絶縁層形成工程、内部樹脂層形成工程、下地層形成工程、めっき層形成工程、接合層形成工程、下地層除去工程、半導体素子搭載工程、封止樹脂形成工程、研削工程、外部樹脂層研削工程、側面露出工程、第2電極形成工程、および、切断工程と同様に行う。なお、本実施形態においては、側面露出工程において、図37および図38の二点鎖線に対応する部分に溝869を形成することで、基板812において、外部に露出し、かつ、第2裏面812bに直交する第2側面812cが形成される。以上の工程により、図36に示す半導体装置A30が製造される。
In subsequent processes, the insulating layer forming process, the internal resin layer forming process, the base layer forming process, the plating layer forming process, the bonding layer forming process, the base layer removing process, the semiconductor element mounting process, The sealing resin forming process, the grinding process, the external resin layer grinding process, the side exposing process, the second electrode forming process, and the cutting process are performed in the same manner. In this embodiment, in the side surface exposure step, the
半導体装置A30によれば、上記第1実施形態と同様に、外部接続用の端子(第2電極30)における金属ばりの発生を抑制することができる。したがって、半導体装置A30は、金属ばりに起因する実装不良および動作不良を抑制できる。 According to the semiconductor device A30, similarly to the first embodiment, it is possible to suppress the generation of metal burrs in the terminals for external connection (second electrodes 30). Therefore, the semiconductor device A30 can suppress defective mounting and defective operation caused by metal burrs.
半導体装置A30によれば、第1側面113および第2側面123(露出側面123aを除く)は、傾斜している。この傾斜は、凹部形成工程において形成した凹部803の起立面803bに由来する。この凹部803において起立面803bが傾斜しているため、上記第1実施形態および第2実施形態のように、起立面801b,802bが直立した場合と比較して、起立面803bが上方に開けている。したがって、当該起立面803bを覆う絶縁層815、樹脂層851、および、下地層820aなどの厚さを均一にしやすくなる。ただし、起立面803bが傾斜している場合、平面視外形が大きくなってしまう。換言すると、半導体装置A10,A20において、起立面801b,802bが直立する場合には、平面視寸法を小さくすることができる。
According to semiconductor device A30,
本実施形態では、放熱層70を備えていない場合を示したが、第2実施形態と同様に、放熱層70を備えていてもよい。
In this embodiment, the case where the
第1実施形態ないし第3実施形態では、各第2電極30が露出側面被覆部33を含んだ場合を示したが、露出側面被覆部33を含んでいなくてもよい。たとえば、上記第1実施形態において、側面露出工程を行わず、すなわち、溝869を形成せずに、第2電極形成工程の無電解めっきを行うことで、露出側面被覆部33を含まない第2電極30を形成できる。なお、当該変形例においては、切断線CLで封止樹脂860を切断するとき(切断工程時)に第2電極830を切断しないように、外部樹脂層形成工程において樹脂層852を切断線CL上に形成しておくとよい。換言すれば、第2電極形成工程において第2電極830が形成されないように樹脂層852を切断線CL上に形成しておくとよい。このような場合であっても、第2電極30(第2電極830)を切断することがないので、外部接続用の端子(第2電極30)における上記金属ばりの発生を抑制することができる。
In the first to third embodiments, each
〔第4実施形態〕
図39および図40は、本開示の第4実施形態に基づく半導体装置を示している。第4実施形態の半導体装置A40は、半導体装置A10と比較して、封止樹脂60の各樹脂側面63に形成された凹部632の形状が異なる。図39は、半導体装置A40を示す断面図であり、図6に示す断面に対応する。図40は、図39の一部を拡大した部分拡大断面図である。
[Fourth embodiment]
39 and 40 show a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present disclosure. The semiconductor device A40 of the fourth embodiment differs from the semiconductor device A10 in the shape of the
半導体装置A40の各凹部632は、図40に示すように、第1面632aおよび第2面632bを有している。各凹部632において、第1面632aは、当該凹部632に繋がる平坦部631と同じ方向を向く。第1面632aは、厚さ方向zに略平行する。第1面632aは、基板12の露出側面123aと面一である。各凹部632において、第2面632bは、当該凹部632の第1面632aに繋がり、かつ、当該凹部632が形成された樹脂側面63の平坦部631に繋がる。第2面632bは、曲面である。図40に示すように、第2面632bと平坦部631との境界縁632cは、第2面632bと第1面632aとの境界縁632dよりも、厚さ方向z上方に位置する。各境界縁632c,632dは、第1方向xあるいは第2方向yのいずれかに沿って延びている。なお、半導体装置A10,A20,A30においても、各凹部632は、第1面632aおよび第2面632bを有している。ただし、半導体装置A10,A20,A30の各第2面632bは、平坦であり、かつ、2つの境界縁632c,632dは、厚さ方向zにおいて略同じ位置にある。
Each
半導体装置A40は、例えば、上記側面露出工程において、ハーフカットダイシングした際、形成された溝869の底部869aが、図41に示すように、湾曲する場合がある。図41においては、溝869は、U字状に窪んでいる。このように、底部869aが湾曲した溝869が形成されたときに、その後の工程(特に切断工程)が行われることで、曲面である第2面632bが形成される。なお、図41は、半導体装置A40の製造方法の一工程(側面露出工程)を説明する断面図であり、図15の断面に対応する。
In the semiconductor device A40, for example, when half-cut dicing is performed in the side exposure process, the bottom 869a of the formed
半導体装置A40によれば、半導体装置A10と同様の効果を奏することができる。 According to the semiconductor device A40, the same effects as those of the semiconductor device A10 can be obtained.
〔第5実施形態〕
図42~図48は、本開示の第5実施形態に基づく半導体装置を示している。第5実施形態の半導体装置A50は、基板13、絶縁層15、第1電極20、第2電極30、半導体素子41、接合層42、内部樹脂層51、外部樹脂層52、および、封止樹脂60を備えている。
[Fifth embodiment]
42 to 48 show a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present disclosure. A semiconductor device A50 of the fifth embodiment includes a
図42は、半導体装置A50を示す平面図である。図42においては、半導体素子41および封止樹脂60を想像線(二点鎖線)で示し、かつ、絶縁層15および内部樹脂層51を省略している。図43は、半導体装置A50を示す底面図である。図44は、半導体装置A50を示す側面図である。図45は、図42のXLV-XLV線に沿う断面図である。図46は、図45の一部を拡大した部分拡大断面図である。図47は、図42のXLVII-XLVII線に沿う断面図である。図48は、図47の一部を拡大した部分拡大断面図である。
FIG. 42 is a plan view showing the semiconductor device A50. In FIG. 42, the
基板13は、基板11と同じ素材である。すなわち、基板13は、Siの真性半導体材料からなる。基板13は、図47に示すように、主面13aおよび裏面13bを有している。
The
主面13aおよび裏面13bは、図47に示すように、厚さ方向zにおいて、離間し、かつ、反対側を向く。主面13aは、基板13の上面であり、厚さ方向z上方を向く。裏面13bは、基板13の下面であり、厚さ方向z下方を向く。本実施形態において、基板13が、特許請求の範囲に記載の「第1基板」に相当し、主面13a(主面131aおよび主面132a)が、特許請求の範囲に記載の「第1主面」に相当し、裏面13b(裏面131bおよび裏面132b)が、特許請求の範囲に記載の「第1裏面」に相当する。
As shown in FIG. 47, the
基板13は、図42、図43および図47に示すように、支持部131および複数の突出部132を含んでいる。なお、基板13は、複数の突出部132を含まず、支持部131のみで構成されていてもよい。
The
支持部131は、半導体素子41を支持する部分である。支持部131は、平面視矩形状である。支持部131は、図45に示すように、主面131a、裏面131bおよび複数の側面131cを有する。
The
主面131aおよび裏面131bは、図45に示すように、厚さ方向zにおいて、離間し、かつ、互いに反対側を向く。主面131aは、支持部131の上面であり、厚さ方向z上方を向く。主面131aは、主面13aの一部である。裏面131bは、支持部131の下面であり、厚さ方向z下方を向く。裏面131bは、裏面13bの一部である。
As shown in FIG. 45, the
複数の側面131cはそれぞれ、図45に示すように、厚さ方向zにおいて、主面131aと裏面131bとに挟まれている。各側面131cは、平面であり、かつ、主面131aおよび裏面131bの双方にそれぞれ直交する。各側面131cは、封止樹脂60に接する。支持部131は、第1方向において離間しかつ互いに反対側を向く一対の側面131cと、第2方向において離間しかつ互いに反対側を向く一対の側面131cとの計4つの側面131cを有する。
Each of the plurality of
複数の突出部132はそれぞれ、図42および図43に示すように、平面視において複数の側面131cのいずれかから突き出ている。図42に示す態様においては、基板13は、支持部131の各側面131cからそれぞれ3つの突出部132が突き出しており、当該3つの突出部132は、平面視において第1方向xあるいは第2方向yに並んでいる。また、当該3つの突出部132は、平面視において、離間しており、これらの間には、第1電極20の一部および封止樹脂60の一部が配置されている。各突出部132は、平面視矩形状である。各突出部132は、図47に示すように、主面132a、裏面132bおよび側面132cを有する。
As shown in FIGS. 42 and 43, each of the
主面132aおよび裏面132bは、図47に示すように、厚さ方向zにおいて、離間し、かつ、互いに反対側を向く。主面132aは、突出部132の上面であり、厚さ方向z上方を向く。主面132aは、主面131aと面一である。主面132aは、主面13aの一部である。裏面132bは、突出部132の下面であり、厚さ方向z下方を向く。裏面132bは、裏面131bと面一である。裏面132bは、裏面13bの一部である。
As shown in FIG. 47, the
側面132cは、図47に示すように、各突出部132において、支持部131に繋がる側と反対側に位置する。側面132cは、図47に示すように、厚さ方向zにおいて、主面132aと裏面132bとに挟まれている。側面132cは、平面であり、かつ、主面132aおよび裏面132bの双方にそれぞれ直交する。側面132cは、絶縁層15、内部樹脂層51、および、封止樹脂60に覆われている。なお、側面132cは、半導体装置A50の外部に露出していてもよいし、絶縁層15のみに覆われていてもよいし、絶縁層15と内部樹脂層51とに覆われていてもよい。
As shown in FIG. 47, the
絶縁層15は、図45および図47に示すように、基板13のうち、裏面13bを除く面を覆っている。
As shown in FIGS. 45 and 47, the insulating
複数の第1電極20はそれぞれ、半導体装置A50において、図42、図45および図46に示すように、第1導電部23、第2導電部24および第3導電部25を含んでいる。
Each of the plurality of
第1導電部23は、図46に示すように、基板13の支持部131の主面131a上に部分的に形成されている。第1導電部23の上には、接合層42が形成されている。第1導電部23は、互いに積層された下地層およびめっき層から構成される。下地層は、例えば互いに積層されたTi層およびCu層から構成される。Ti層は内部樹脂層51に接し、Cu層はめっき層に接する。めっき層の素材は、例えばCuである。めっき層は、下地層よりも厚い。下地層とめっき層とは一体となっている。
The first
第2導電部24は、図46に示すように、第1導電部23および第3導電部25に繋がる。第2導電部24の一部は、第1方向xあるいは第2方向yのいずれかに見て、基板13に重なる。第2導電部24は、めっき層から構成される。めっき層の素材は、例えばCuである。なお、第2導電部24は、互いに積層された下地層およびめっき層から構成されていてもよい。下地層は、例えば互いに積層されたTi層およびCu層から構成される。Cu層は、めっき層に接する。
The second
第2導電部24は、図46に示すように、主面241、裏面242、第1側面243および第2側面244を有している。主面241および裏面242は、厚さ方向zにおいて、離間し、かつ、互いに反対側を向く。主面241は、各第2導電部24の上面であり、厚さ方向z上方を向く。主面241は封止樹脂60に接する。裏面242は、各第2導電部24の下面であり、厚さ方向z下方を向く。裏面242は、図44に示すように、封止樹脂60の樹脂裏面62と面一である。第1側面243および第2側面244はともに、裏面242に繋がり、かつ、厚さ方向zに対して略平行する。第1側面243および第2側面244はともに、厚さ方向z下方の各端縁が、裏面242に繋がる。第1側面243と第2側面244とは、第1方向xあるいは第2方向yのいずれかにおいて、反対側を向く。第1側面243は、絶縁層15の一部および内部樹脂層51の一部を挟んで、支持部131(基板13)の側面131cに対向する。第2側面244は、封止樹脂60から露出する。
The second
第3導電部25は、図46に示すように、第2導電部24に繋がる。第3導電部25は、第2導電部24の主面241から厚さ方向zに突き出ている。第3導電部25と第2導電部24との境界は、主面241と面一である。第3導電部25は、めっき層から構成される。めっき層の素材は、例えばCuである。
The third
第3導電部25は、図46に示すように、第1表面251、第2表面252、第3表面253、第4表面254および第5表面255を有している。
The third
第1表面251は、第2側面244と面一である。第1表面251は、平面視において第2表面252と第5表面255との間に位置する。第2表面252は、平面視において、第1表面251よりも半導体装置A50の外方に位置する。第2表面252は、封止樹脂60の平坦部631と面一である。第3表面253は、第1表面251と第2表面252とに繋がる。本実施形態においては、第3表面253は、平坦である。第3表面253は、厚さ方向z下方を向く。第4表面254は、厚さ方向z上方を向く。第4表面254は、第2表面252に繋がる。第4表面254は、封止樹脂60に接する。第5表面255は、厚さ方向zに略平行する。第5表面255は、第4表面254に繋がる。第5表面255は、封止樹脂60に接する。第5表面255は、主面241に繋がる。
The
各第3導電部25において、第5表面255は、平面視において、第1側面243と第2側面244との間に位置し、第2表面252は、平面視において、第2側面244よりも半導体装置A50の外方に位置する。よって、第5表面255は、平面視において第2導電部24に重なり、第2表面252は、平面視において第2導電部24に重なっていない。
In each third
各第3導電部25は、各々が第1方向xあるいは第2方向yのいずれかに沿って延びる第1境界縁25aと第2境界縁25bとを有している。第1境界縁25aは、第1表面251と第3表面253との境界である。第2境界縁25bは、第2表面252と第3表面253との境界である。第1境界縁25aと第2境界縁25bとは、厚さ方向zにおいて略同じ位置に配置されている。
Each third
第1電極20において、第2導電部24の裏面242と第3導電部25の第4表面254の厚さ方向zの離間距離は、例えば100μm程度である。つまり、第1電極20において、第2導電部24と第3導電部25とが積み重なった部分の厚みは、例えば100μm程度である。なお、当該寸法は一例であって、これに限定されない。
In the
第2電極30は、図45および図46に示すように、第1電極20に導通し、半導体装置A50の外部に露出する。第2電極30は、導電性材料からなる。第2電極30は、例えば、半導体装置A10の第2電極30と同様に、互いに積層されたNi層、Pd層およびAu層から構成されうる。第2電極30は、半導体装置A50を回路基板の実装する際の端子である。第2電極30は、平面視において、そのすべてが封止樹脂60に重なる。第2電極30は、半導体装置A50において、第1被覆部35、第2被覆部36および第3被覆部37を含んでいる。
As shown in FIGS. 45 and 46, the
第1被覆部35は、図46に示すように、第2導電部24の裏面242の一部を覆う。第2被覆部36は、図46に示すように、第2導電部24の第2側面244および第3導電部25の第1表面251を覆う。第2被覆部36は、第1被覆部35に繋がる。第3被覆部37は、図46に示すように、第3導電部25の第3表面253を覆う。第3被覆部37は、第2被覆部36に繋がる。
The
半導体素子41は、図45に示すように、半導体装置A50において、基板13の支持部131に搭載されており、かつ、平面視において、基板13の支持部131に重なる。
As shown in FIG. 45, the
接合層42は、図45に示すように、半導体装置A50において、第1電極20の第1導電部23と半導体素子41(電極パッド413)の間に介在する。電極パッド413と第1導電部23とは、接合層42を介して、導通する。
As shown in FIG. 45, the
内部樹脂層51は、図45および図47に示すように、絶縁層15を覆っている。なお、半導体装置A50は、内部樹脂層51を備えていなくてもよい。
The
外部樹脂層52は、図43、図45および図46に示すように、基板13の裏面13bのすべて、封止樹脂60の樹脂裏面62のすべて、および、第2導電部24(第1電極20)の裏面242の一部を覆う。外部樹脂層52から露出する第2導電部24の裏面242は、第2電極30(第1被覆部35)に覆われている。
As shown in FIGS. 43, 45 and 46, the
半導体装置A50の封止樹脂60において、各樹脂側面63の凹部632は、図48に示すように、第1面632aおよび第2面632bを有している。
In the sealing
半導体装置A50の各凹部632において、図48に示すように、第1面632aと第2面632bとは、繋がっており、かつ、ともに平坦である。第1面632aは、第2導電部24(第1電極20)の第2側面244および第3導電部25(第1電極20)の第1表面251と面一である。第2面632bは、第3導電部25(第1電極20)の第3表面253と面一である。第2面632bは、厚さ方向z下方を向く。第1面632aおよび第2面632bは、第2電極30に覆われていない。つまり、第1面632aおよび第2面632bは、第2電極30から露出する。
In each
次に、図49~図64に基づき、半導体装置A50の製造方法の一例について説明する。図49~図64のうち、図50、図53および図55は、半導体装置A50の製造方法に係る一工程を示す平面図であり、図59、図61および図63は、半導体装置A50の製造方法に係る一工程を示す底面図である。これら以外の図面は、半導体装置A50の製造方法に係る一工程を示す断面図である。当該断面図は、図45に示す断面に相当する。 Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor device A50 will be described with reference to FIGS. 49 to 64. FIG. 49 to 64, FIGS. 50, 53 and 55 are plan views showing one step relating to the method of manufacturing the semiconductor device A50, and FIGS. FIG. 4 is a bottom view showing a step in the method; The drawings other than these are cross-sectional views showing one process related to the method of manufacturing the semiconductor device A50. The cross-sectional view corresponds to the cross-section shown in FIG.
まず、図49および図50に示すように、厚さ方向zを向く主面810aおよび裏面810bを有する基材810を準備し、当該基材810に主面810aから厚さ方向zに向けて窪んだ凹部801を形成する。本実施形態の製造方法においては、第1実施形態の製造方法と比較して、凹部801の形成範囲が異なる。基材810は、後に、半導体装置A50の基板13となる。基材810の素材や凹部801の形成方法は、第1実施形態に係る基板準備工程と同じである。
First, as shown in FIGS. 49 and 50, a
次いで、図51に示すように、絶縁層815および樹脂層851を順に形成する。絶縁層815の形成方法は、第1実施形態に係る絶縁層形成工程と同じである。樹脂層851の形成方法は、第1実施形態に係る樹脂層形成工程と同じである。
Next, as shown in FIG. 51, an insulating
次いで、図52および図53に示すように、下地層820a、めっき層820bおよび接合層842を順に形成する。下地層820aの形成方法は、第1実施形態に係る下地層形成工程と同じである。めっき層820bの形成方法は、第1実施形態に係るめっき層形成工程と同じである。接合層842の形成方法は、第1実施形態に係る接合層形成工程と同じである。
Next, as shown in FIGS. 52 and 53, a
次いで、図54および図55に示すように、めっき層820dを形成する。当該めっき層820dが、後に半導体装置A50の第1電極20の一部(第3導電部25)となる。めっき層820dの形成は、めっき層820bの形成と同様に、フォトリソグラフィによるパターン形成および電解めっきによる。めっき層820dは、めっき層820bの上に形成され、めっき層820bから突き出ている。半導体装置A50の製造方法は、半導体装置A10の製造方法と比較して、主に、めっき層820dを形成する工程が追加されている。
Next, as shown in FIGS. 54 and 55, a
次いで、図56に示すように、不要な下地層820aを除去する。本実施形態においては、めっき層820bおよびめっき層820dに覆われていない下地層820aが、不要な部分である。下地層820aの除去方法は、第1実施形態に係る下地層除去工程と同じである。当該下地層除去工程により、図56に示すように、下地層820aが除去された部分から、樹脂層851が露出する。また、下地層820aが除去されたことにより、第1電極820が形成される。当該第1電極820は、第1導電部823、第2導電部824および第3導電部825を含んでいる。第1導電部823は、第1主面811a上に形成された部分である。第1導電部823は、下地層820aおよびめっき層820bを含んでいる。第2導電部824は、第1導電部823に繋がり、凹部801に充填された部分である。第2導電部824は、下地層820aおよびめっき層820bを含んでいる。第3導電部825は、第2導電部824の上に形成され、第2導電部824から厚さ方向zに突き出た部分である。第3導電部825は、めっき層820dを含んでいる。本実施形態においては、下地層形成工程、めっき層形成工程、めっき層820dを形成する工程、および、下地層除去工程を含む工程が、特許請求の範囲に記載の「第1電極形成工程」に相当する。
Next, as shown in FIG. 56, the unnecessary
次いで、図57に示すように、基材810に半導体素子841を搭載し、その後、半導体素子841を覆う封止樹脂860を形成する。半導体素子841の搭載方法は、第1実施形態に係る半導体素子搭載工程と同じである。封止樹脂860の形成方法は、第1実施形態に係る封止樹脂形成工程と同じである。
Next, as shown in FIG. 57, a
次いで、図58および図59に示すように、基材810を裏面810b側から研削する。基材810の研削方法は、第1実施形態に係る研削工程と同じである。研削工程により、図58に示すように、第2導電部824の裏面824bが外部に露出する。このとき、第2導電部824において、下地層820aをすべて研削し、裏面824b側の表層をめっき層820bにする。なお、下地層820aの一部を残しておき、裏面824b側の表層を下地層820aにしてもよい。裏面824aは、半導体装置A50の第2導電部24の裏面242に対応する。また、研削工程により、図59に示すように、基材810が複数の基板813に分割される。各基板813は、図58に示すように、裏面(裏面813b)が外部に露出している。各基板813は、図59に示すように、支持部814aおよび複数の突出部814bを含んでいる。支持部814aは、半導体素子841を支持する部分である。支持部814aは、平面視矩形状である。複数の突出部814bはそれぞれ、平面視において支持部814aから突き出た部分である。基板813は、半導体装置A50の基板13に対応する。
Next, as shown in FIGS. 58 and 59, the
次いで、図60および図61に示すように、樹脂層852を形成する。樹脂層852の形成方法は、第1実施形態に係る外部樹脂層形成工程と同じである。図61に示すように、形成された樹脂層852からは、第2導電部824(第1電極820)の裏面824bの一部が露出する。なお、裏面824bのすべてが露出するように、樹脂層852を形成してもよい。
Next, as shown in FIGS. 60 and 61, a
次いで、図62および図63に示すように、溝869を形成する。溝869の形成方法は、第1実施形態に係る側面露出工程と同じである。つまり、ブレードダイシングによるハーフカットダイシングを行い、溝869を形成する。溝869は、図63に示すように、底部869aおよび壁部869bを含んでいる。底部869aは、平坦である。底部869aは、図62に示すように、厚さ方向zにおいて、第3導電部825に達している。壁部869bは、厚さ方向zに略平行しており、底部869aに繋がる。溝869を形成する工程(溝形成工程)によって、第2導電部824の第2側面824dが外部に露出する。本実施形態においては、溝869の形成後において、基板813の突出部814bの側面(側面813c)が絶縁層815、樹脂層851および封止樹脂860に覆われているが、溝869の幅を調整することで、側面813cを封止樹脂860から露出させてもよいし、さらに樹脂層851から露出させてもよいし、さらに絶縁層815から露出させてもよい。
Then, as shown in FIGS. 62 and 63,
次いで、図64に示すように、第2電極830を形成する。第2電極830の形成方法は、第1実施形態に係る第2電極形成工程と同じである。つまり、無電解めっきにより、Ni層、Pd層、Au層を順に析出させて、第2電極830を形成する。第2電極830は、図64に示すように、第1被覆部835、第2被覆部836および第3被覆部837を含んでいる。第1被覆部835は、第2導電部824の裏面824bを覆う。第2被覆部836は、溝869の壁部869bにおいて露出する第2導電部824および第3導電部825の各表面を覆う。第3被覆部837は、溝869の底部869aにおいて露出する第3導電部825の表面を覆う。第1被覆部835、第2被覆部836および第3被覆部837が、半導体装置A50の第1被覆部35、第2被覆部36および第3被覆部37にそれぞれ対応する。
Next, as shown in FIG. 64, a
次いで、第1実施形態と同様に、封止樹脂860を切断する(切断工程を行う)ことによって、半導体素子841ごとの個片に分割する。分割された各個片がそれぞれ、半導体装置A50となる。封止樹脂860の切断方法は、第1実施形態の切断工程と同様である。切断工程においては、溝869の幅方向中央を通るように切断するので、封止樹脂860と第3導電部825とが切断される。これにより、封止樹脂860および第3導電部825の各形状がそれぞれ、図42ないし図47に示す封止樹脂60および第3導電部25の各形状となる。本実施形態においては、溝869の底部869aが平坦であるため、形成される各凹部632の第2面632bおよび各第3導電部25の第3表面253がそれぞれ平坦となる。以上の工程により、半導体装置A50が製造される。
Next, as in the first embodiment, the sealing
次に、半導体装置A50およびその製造方法の作用効果について、説明する。 Next, the effects of the semiconductor device A50 and its manufacturing method will be described.
半導体装置A50によれば、電解めっきにより形成された第1電極20および無電解めっきにより形成された第2電極30を備えている。したがって、半導体装置A50は、めっき処理により配線されたものであって、金属板から形成されるリードフレームを用いていない。めっき処理による配線は、リードフレーム構造を採用した場合もより薄くできる。したがて、半導体装置A50の薄型化を図ることができる。
The semiconductor device A50 includes the
半導体装置A50によれば、第2電極30は、無電解めっきにより、第1電極20の表面の一部に形成されている。第1実施形態で示したように、無電解めっきによる金属層の析出は、シリコンの表面でも可能であるが、金属(例えばCu)の方が容易である。本実施形態においては、第1電極20の素材は主にCuである。したがって、半導体装置A50によれば、半導体装置A10よりも、第2電極30の形成が容易となる。
According to the semiconductor device A50, the
半導体装置A50によれば、第2電極30は、第1被覆部35、第2被覆部36、および、第3被覆部37を含んでおり、これらはすべて、図42および図43に示すように、平面視において封止樹脂60に重なっている。すなわち、これらは、平面視において封止樹脂60の外側に突き出ていない。このような構成をとることで、リードレスパッケージ型の半導体装置A50を実現することができる。特に、半導体装置A50は、第2電極30が、各樹脂側面63に形成されている。したがって、半導体装置A50は、QFN型のパッケージ構造をとることができる。
According to the semiconductor device A50, the
半導体装置A50によれば、第2電極30は、第2被覆部36を含んでいる。この第2被覆部36は、封止樹脂60の樹脂側面63から露出している。はんだを用いて半導体装置A50を回路基板などに実装した際、当該はんだが第2被覆部36を覆うようにフィレットが形成されうる。よって、このような構成をとることで、当該はんだの接続状態を、半導体装置A50の側面から目視確認できる。
According to the semiconductor device A50, the
半導体装置A50によれば、第1電極20は、第2導電部24から厚さ方向z上方に突き出た第3導電部25を含んでいる。そして、第2電極30は、第3導電部25の第1表面251を覆う第2被覆部36を含んでいる。この構成によると、半導体装置A50は、半導体装置A10よりも第2電極30の厚さ方向zの寸法を大きくできる。したがって、上記したはんだの接続状態の確認がより容易となる。また、第2電極30とはんだとの接触面積が大きくなるため、はんだによる半導体装置A50の接合強度を、半導体装置A10よりも高めることができる。
According to the semiconductor device A50, the
第5実施形態では、溝形成工程において、溝869の底部869aが、厚さ方向zにおいて、第3導電部825に達しているが、これに限定されない。例えば、溝869が第3導電部825を貫通し、底部869aが第3導電部825の厚さ方向z上方の封止樹脂860に達するように溝形成工程を行ってもよい。この場合、図65に示す半導体装置が形成される。図65に示す態様においては、第3導電部25は、第2表面252および第3表面253を有しておらず、第1表面251が第4表面254に繋がっている。
In the fifth embodiment, the
〔第6実施形態〕
図66は、本開示の第6実施形態に係る半導体装置を示している。図66は、第6実施形態の半導体装置A60を示す断面図であり、図45に示す断面に対応する。半導体装置A60は、半導体装置A50と比較して、第1電極20の第3導電部25の形状および封止樹脂60の各樹脂側面63に形成された凹部632の形状が異なる。
[Sixth embodiment]
FIG. 66 shows a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present disclosure. FIG. 66 is a cross-sectional view showing the semiconductor device A60 of the sixth embodiment, corresponding to the cross-section shown in FIG. The semiconductor device A60 differs from the semiconductor device A50 in the shape of the third
半導体装置A60の凹部632は、半導体装置A40の凹部632と同様に構成されている。つまり、半導体装置A60の凹部632は、図66に示すように、第2面632bが曲面である。
The
半導体装置A60の第3導電部25において、第3表面253が曲面となっている。また、第2境界縁25bが第1境界縁25aよりも厚さ方向z上方に位置する。よって、第2境界縁25bは、第1境界縁25aよりも、厚さ方向zにおいて、樹脂主面61に近い。なお、第3表面253が曲面であるため、図66に示すように、第3表面253を覆う第3被覆部37が第3表面253に沿って湾曲している。第1方向xあるいは第2方向のいずれかに見て、第3表面253と第2面632bとは重なる。
In the third
半導体装置A60によれば、半導体装置A50と同様の効果を奏することができる。 According to the semiconductor device A60, the same effects as those of the semiconductor device A50 can be obtained.
〔第7実施形態〕
図67は、本開示の第7実施形態に係る半導体装置を示している。図67は、第7実施形態に係る半導体装置A70を示す断面図であり、図66に示す断面に対応する。半導体装置A70は、半導体装置A60と比較して、さらに放熱層70を備えている点で異なる。半導体装置A70の放熱層70は、半導体装置A20の放熱層70と同様に構成される。なお、図67に示す態様において、第3導電部25(第1電極20)の第3表面253および各凹部632の第2面632bがともに曲面であるが、半導体装置A50と同様に、平坦であってもよい。
[Seventh embodiment]
FIG. 67 shows a semiconductor device according to the seventh embodiment of the present disclosure. FIG. 67 is a cross-sectional view showing a semiconductor device A70 according to the seventh embodiment, corresponding to the cross-section shown in FIG. The semiconductor device A70 differs from the semiconductor device A60 in that it further includes a
半導体装置A70において、基板13の支持部131には、主面131aから裏面131bまで厚さ方向zに繋がる貫通孔133が形成されている。貫通孔133は、例えば平面視矩形状である。貫通孔133には、放熱層70が充填されている。また、貫通孔133の表面には、絶縁層15が形成されている。よって、基板13と放熱層70との間に、絶縁層15が介在している。なお、基板13と放熱層70との間に、さらに内部樹脂層51が配置されていてもよい。
In the semiconductor device A70, the
半導体装置A70においては、放熱層70を備えているため、第2実施形態と同様に、第2電極30は放熱層裏面被覆部34を含んでいる。放熱層裏面被覆部34は、第1被覆部35、第2被覆部36および第3被覆部37から離間している。
Since the semiconductor device A70 is provided with the
図67に示す半導体装置A70は、上記凹部形成工程において、第2実施形態と同様に、凹部802を形成しておくことで、形成されうる。
A semiconductor device A70 shown in FIG. 67 can be formed by forming
半導体装置A70によれば、半導体装置A50と同様の効果を奏することができる。さらに、半導体装置A70によれば、放熱層70を備えているので、第2実施形態と同様に、放熱性の向上を図ることができる。
The semiconductor device A70 can provide the same effects as the semiconductor device A50. Furthermore, according to the semiconductor device A70, since the
第1実施形態ないし第7実施形態では、各半導体装置A10,A20,A30,A40,A50,A60,A70がQFNパッケージ型である場合を示したが、これに限定されず、SONパッケージ型にしてもよい。例えば、半導体装置A10において複数の基板12bを備えないように構成することで、SONパッケージ型の半導体装置を実現できる。
In the first to seventh embodiments, the semiconductor devices A10, A20, A30, A40, A50, A60, and A70 are of the QFN package type. good too. For example, by configuring the semiconductor device A10 so as not to include a plurality of
本開示に係る半導体装置およびその製造方法は、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示に係る半導体装置の各部の具体的な構成および本開示に係る半導体装置の製造方法の各工程の具体的な手法は、種々に設計変更自在である。 The semiconductor device and manufacturing method thereof according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the semiconductor device according to the present disclosure and the specific technique of each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the present disclosure can be changed in design in various ways.
本開示に係る半導体装置およびその製造方法は、以下の付記に関する実施形態を含む。
[付記1]
半導体素子と、
厚さ方向において互いに反対側を向く第1主面および第1裏面を有し、前記第1主面に前記半導体素子が搭載された第1基板と、
前記第1主面の一部に形成された第1導電部、および、前記第1導電部に繋がり、かつ、前記厚さ方向に直交する第1方向に見て前記第1基板に重なる第2導電部を含む第1電極と、
前記半導体素子を覆う封止樹脂と、
前記封止樹脂から露出し、かつ、前記第1電極に導通する第2電極と、
を備えており、
前記第2電極は、前記第2導電部に接していることを特徴とする半導体装置。
[付記2]
前記第1基板と離間し、かつ、前記第1方向に見て前記第1基板に重なる第2基板を、さらに備え、
前記第2導電部は、前記第1基板と前記第2基板との間に介在しており、
前記第2電極は、さらに前記第2基板に接している付記1に記載の半導体装置。
[付記3]
前記第2基板は、前記第1主面と同じ方向を向く第2主面および前記第1裏面と同じ方向を向く第2裏面を有しており、
前記第2電極は、前記第2裏面を覆う第2裏面被覆部を含んでいる付記2に記載の半導体装置。
[付記4]
前記第2導電部は、前記第2裏面と面一である第2導電部裏面を有しており、
前記第2電極は、前記第2裏面被覆部に繋がり、かつ、前記第2導電部裏面を覆う第1電極被覆部を含んでいる付記3に記載の半導体装置。
[付記5]
前記第2基板は、前記封止樹脂から露出し、前記厚さ方向において前記第2主面および前記第2裏面に挟まれた露出側面を、さらに有しており、
前記第2電極は、前記第2裏面被覆部に繋がり、前記露出側面を覆う露出側面被覆部をさらに含んでいる付記4に記載の半導体装置。
[付記6]
前記露出側面被覆部は、前記厚さ方向に見て前記封止樹脂に重なる付記5に記載の半導体装置。
[付記7]
前記第1基板と前記第2基板とは、同じ素材である付記2ないし付記6のいずれかに記載の半導体装置。
[付記8]
前記素材は、シリコンである付記7に記載の半導体装置。
[付記9]
前記厚さ方向に見て、前記第1基板および前記第2基板から離間する第3基板と、
前記封止樹脂から露出し、かつ、前記第3基板に接する第3電極と、
前記第3電極および前記半導体素子に導通し、一部が前記第1基板と前記第3基板との間に介在する第4電極とをさらに備えている付記2ないし付記8のいずれかに記載の半導体装置。
[付記10]
前記第3基板は、前記第1方向に見て前記第1基板に重なり、かつ、前記第1方向および前記厚さ方向の両方に直交する第2方向に見て、前記第2基板に重なっており、
前記第2基板と前記第3基板との間には、前記封止樹脂の一部が介在する付記9に記載の半導体装置。
[付記11]
前記第3基板は、前記第1方向に見て前記第1基板および前記第2基板に重なり、
前記第2基板と前記第3基板とは、前記厚さ方向に見て、前記第1基板を挟んで、互いに反対側に配置される付記10に記載の半導体装置。
[付記12]
前記第1電極は、前記第2導電部に繋がり、かつ、前記第2導電部よりも前記第1主面が向く方向に突き出た第3導電部をさらに含んでおり、
前記第2電極は、さらに前記第3導電部に接している付記1に記載の半導体装置。
[付記13]
前記第2導電部は、前記第1裏面と面一である第2導電部裏面を有しており、
前記第2電極は、前記第2導電部裏面を覆う第1被覆部を含んでいる付記12に記載の半導体装置。
[付記14]
前記第2導電部は、前記第2導電部裏面に繋がり、かつ、前記第1基板に対向する第1側面、および、前記第2導電部裏面に繋がり、かつ、前記第1方向において前記第1側面と反対側を向く第2側面を有しており、
前記第2電極は、前記第1被覆部に繋がり、かつ、前記第2側面を覆う第2被覆部をさらに含んでいる付記13に記載の半導体装置。
[付記15]
前記第3導電部は、前記第2側面と面一である第1表面を有しており、
前記第2被覆部は、前記第1表面をさらに覆う付記14に記載の半導体装置。
[付記16]
前記第3導電部は、前記第1方向において前記第1表面と同じ方向を向き、かつ、前記厚さ方向に見て前記第1表面よりも外方に位置する第2表面、および、前記第1表面と前記第2表面とに繋がる第3表面をさらに有しており、
前記第2電極は、前記第2被覆部に繋がり、かつ、前記第3表面を覆う第3被覆部をさらに含んでいる付記15に記載の半導体装置。
[付記17]
前記封止樹脂は、前記第1方向において前記第1表面と同じ方向を向く樹脂側面を有しており、
前記樹脂側面は、前記第2表面と面一である平坦部を有している付記16に記載の半導体装置。
[付記18]
前記第3導電部は、前記第1表面と前記第3表面との第1境界縁と、前記第2表面と前記第3表面との第2境界縁とを有しており、
前記第3表面は、曲面であり、
前記第2境界縁は、前記厚さ方向において、前記第1境界縁よりも、前記第1主面が向く方向に位置する付記16または付記17に記載の半導体装置。
[付記19]
前記第2電極は、互いに積層されたNi層、Pd層、および、Au層から構成される付記1ないし付記18のいずれかに記載の半導体装置。
[付記20]
前記第1電極は、Cuを含む金属から構成される付記1ないし付記19のいずれかに記載の半導体装置。
[付記21]
前記第1導電部と前記半導体素子とを導通接合する接合層をさらに備えている付記1ないし付記20のいずれかに記載の半導体装置。
[付記22]
少なくとも前記第1裏面を覆い、絶縁体からなる外部樹脂層をさらに備えている付記1ないし付記21のいずれかに記載の半導体装置。
[付記23]
前記外部樹脂層は、エポキシあるいはポリイミドからなる付記22に記載の半導体装置。
[付記24]
前記第1基板と前記第1電極とを絶縁する内部樹脂層をさらに備えている付記1ないし付記23のいずれかに記載の半導体装置。
[付記25]
前記内部樹脂層は、ポリイミドからなる付記24に記載の半導体装置。
[付記26]
前記厚さ方向に見て前記半導体素子に重なる放熱層をさらに備えている付記1ないし付記25のいずれかに記載の半導体装置。
[付記27]
前記第1基板は、前記厚さ方向において前記第1主面から前記第1裏面まで繋がる貫通孔を有しており、
前記放熱層は、前記貫通孔に充填されている付記26に記載の半導体装置。
[付記28]
前記放熱層は、前記第1裏面と面一である放熱層裏面を有しており、
前記第2電極は、前記放熱層裏面を覆う放熱層裏面被覆部を含む付記27に記載の半導体装置。
[付記29]
厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する基材を準備する基材準備工程と、
前記基材に前記主面から前記裏面に向けて窪んだ凹部を形成する凹部形成工程と、
前記主面の一部を覆う第1導電部および前記凹部に収容された第2導電部を含む第1電極を形成する第1電極形成工程と、
前記第1電極に導通する半導体素子を搭載する半導体素子搭載工程と、
前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程と、
前記基材を前記裏面から前記主面側へ前記厚さ方向に研削し、前記第2導電部を露出させる研削工程と、
前記露出した前記第2導電部に接する第2電極を形成する第2電極形成工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
[付記30]
前記研削工程によって、前記基材が、前記半導体素子を搭載する第1基板および前記第1基板から離間した第2基板に分割され、
前記第2電極形成工程において、前記第2電極を、さらに前記第2基板に接するように形成する付記29に記載の半導体装置の製造方法。
[付記31]
前記第1電極形成工程において、前記第2導電部から前記厚さ方向に突き出た第3導電部をさらに形成し、
前記第2電極は、さらに前記第3導電部に接する付記29に記載の半導体装置の製造方法。
A semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present disclosure include embodiments related to the following notes.
[Appendix 1]
a semiconductor element;
a first substrate having a first main surface and a first back surface facing opposite sides in a thickness direction, and having the semiconductor element mounted on the first main surface;
a first conductive portion formed on a portion of the first main surface; and a second conductive portion connected to the first conductive portion and overlapping the first substrate when viewed in a first direction orthogonal to the thickness direction. a first electrode including a conductive portion;
a sealing resin covering the semiconductor element;
a second electrode exposed from the sealing resin and electrically connected to the first electrode;
and
The semiconductor device, wherein the second electrode is in contact with the second conductive portion.
[Appendix 2]
further comprising a second substrate spaced apart from the first substrate and overlapping the first substrate when viewed in the first direction;
The second conductive portion is interposed between the first substrate and the second substrate,
The semiconductor device according to
[Appendix 3]
The second substrate has a second main surface facing in the same direction as the first main surface and a second back surface facing in the same direction as the first back surface,
The semiconductor device according to appendix 2, wherein the second electrode includes a second back surface covering portion covering the second back surface.
[Appendix 4]
The second conductive portion has a second conductive portion back surface that is flush with the second back surface,
3. The semiconductor device according to appendix 3, wherein the second electrode includes a first electrode covering portion connected to the second back surface covering portion and covering the back surface of the second conductive portion.
[Appendix 5]
The second substrate further has an exposed side surface exposed from the sealing resin and sandwiched between the second main surface and the second back surface in the thickness direction,
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the second electrode further includes an exposed side surface covering portion connected to the second back surface covering portion and covering the exposed side surface.
[Appendix 6]
6. The semiconductor device according to appendix 5, wherein the exposed side covering portion overlaps the sealing resin when viewed in the thickness direction.
[Appendix 7]
7. The semiconductor device according to any one of appendices 2 to 6, wherein the first substrate and the second substrate are made of the same material.
[Appendix 8]
8. The semiconductor device according to
[Appendix 9]
a third substrate separated from the first substrate and the second substrate when viewed in the thickness direction;
a third electrode exposed from the sealing resin and in contact with the third substrate;
9. The fourth electrode according to any one of appendices 2 to 8, further comprising a fourth electrode electrically connected to the third electrode and the semiconductor element and partially interposed between the first substrate and the third substrate. semiconductor device.
[Appendix 10]
The third substrate overlaps the first substrate when viewed in the first direction, and overlaps the second substrate when viewed in a second direction orthogonal to both the first direction and the thickness direction. cage,
The semiconductor device according to appendix 9, wherein part of the sealing resin is interposed between the second substrate and the third substrate.
[Appendix 11]
the third substrate overlaps the first substrate and the second substrate when viewed in the first direction;
11. The semiconductor device according to claim 10, wherein the second substrate and the third substrate are arranged on opposite sides of each other with the first substrate interposed therebetween when viewed in the thickness direction.
[Appendix 12]
The first electrode further includes a third conductive portion connected to the second conductive portion and protruding from the second conductive portion in a direction in which the first main surface faces,
The semiconductor device according to
[Appendix 13]
The second conductive portion has a second conductive portion back surface that is flush with the first back surface,
13. The semiconductor device according to
[Appendix 14]
The second conductive portion is connected to the back surface of the second conductive portion, connected to a first side surface facing the first substrate, and to the back surface of the second conductive portion, and is connected to the first side surface in the first direction. having a second side facing away from the side,
14. The semiconductor device according to
[Appendix 15]
The third conductive portion has a first surface that is flush with the second side surface,
15. The semiconductor device according to appendix 14, wherein the second cover further covers the first surface.
[Appendix 16]
The third conductive portion has a second surface that faces the same direction as the first surface in the first direction and is located outside the first surface when viewed in the thickness direction; further comprising a third surface connected to the first surface and the second surface;
16. The semiconductor device according to
[Appendix 17]
The sealing resin has a resin side surface facing the same direction as the first surface in the first direction,
17. The semiconductor device according to appendix 16, wherein the resin side surface has a flat portion that is flush with the second surface.
[Appendix 18]
The third conductive portion has a first boundary edge between the first surface and the third surface and a second boundary edge between the second surface and the third surface,
the third surface is a curved surface,
18. The semiconductor device according to appendix 16 or 17, wherein the second boundary edge is located in the direction in which the first main surface faces the first boundary edge in the thickness direction.
[Appendix 19]
19. The semiconductor device according to any one of
[Appendix 20]
19. The semiconductor device according to any one of
[Appendix 21]
21. The semiconductor device according to any one of
[Appendix 22]
22. The semiconductor device according to any one of
[Appendix 23]
23. The semiconductor device according to
[Appendix 24]
24. The semiconductor device according to any one of
[Appendix 25]
25. The semiconductor device according to
[Appendix 26]
26. The semiconductor device according to any one of
[Appendix 27]
the first substrate has a through hole extending from the first main surface to the first back surface in the thickness direction;
27. The semiconductor device according to appendix 26, wherein the heat dissipation layer is filled in the through hole.
[Appendix 28]
The heat dissipation layer has a heat dissipation layer back surface that is flush with the first back surface,
28. The semiconductor device according to appendix 27, wherein the second electrode includes a heat-dissipating layer back surface covering portion that covers the back surface of the heat-dissipating layer.
[Appendix 29]
a substrate preparation step of preparing a substrate having a main surface and a back surface facing opposite to each other in the thickness direction;
a recess forming step of forming recesses recessed from the main surface toward the back surface in the base material;
a first electrode forming step of forming a first electrode including a first conductive portion covering a portion of the main surface and a second conductive portion accommodated in the recess;
a semiconductor element mounting step of mounting a semiconductor element electrically connected to the first electrode;
a sealing resin forming step of forming a sealing resin covering the semiconductor element;
A grinding step of grinding the base material from the back surface to the main surface side in the thickness direction to expose the second conductive portion;
a second electrode forming step of forming a second electrode in contact with the exposed second conductive portion;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
[Appendix 30]
By the grinding step, the substrate is divided into a first substrate on which the semiconductor element is mounted and a second substrate separated from the first substrate,
29. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 29, wherein in the step of forming the second electrode, the second electrode is further formed so as to be in contact with the second substrate.
[Appendix 31]
Further forming a third conductive portion projecting in the thickness direction from the second conductive portion in the first electrode forming step,
29. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 29, wherein the second electrode is further in contact with the third conductive portion.
A10,A20,A30,A40,A50,A60,A70:半導体装置
11 :基板
111 :第1主面
112 :第1裏面
113 :第1側面
114 :貫通孔
12,12a,12b:基板
121 :第2主面
122 :第2裏面
123 :第2側面
123a :露出側面
13 :基板
13a :主面
13b :裏面
131 :支持部
131a :主面
131b :裏面
131c :側面
132 :突出部
132a :主面
132b :裏面
132c :側面
133 :貫通孔
15 :絶縁層
20 :第1電極
21 :第1導電部
22 :第2導電部
221 :接続面
23 :第1導電部
24 :第2導電部
241 :主面
242 :裏面
243 :第1側面
244 :第2側面
25 :第3導電部
251 :第1表面
252 :第2表面
253 :第3表面
254 :第4表面
255 :第5表面
25a :第1境界縁
25b :第2境界縁
30 :第2電極
31 :第1電極被覆部
32 :第2裏面被覆部
33 :露出側面被覆部
34 :放熱層裏面被覆部
35 :第1被覆部
36 :第2被覆部
37 :第3被覆部
41 :半導体素子
411 :素子主面
412 :素子裏面
413 :電極パッド
42 :接合層
51 :内部樹脂層
511 :第1部
512 :第2部
512a :貫通孔
52 :外部樹脂層
60 :封止樹脂
61 :樹脂主面
62 :樹脂裏面
63 :樹脂側面
631 :平坦部
632 :凹部
632a :第1面
632b :第2面
632c,632d:境界縁
70 :放熱層
72 :放熱層裏面
80 :基材
801,802,803:凹部
801a,802a,803a:底面
801b,802b,803b:起立面
810 :基材
810a :主面
810b :裏面
811 :基板
811a :第1主面
812 :基板
812a :第2主面
812b :第2裏面
812c :第2側面
813 :基板
813b :裏面
813c :側面
814a :支持部
814b :突出部
815 :絶縁層
820 :第1電極
820a :下地層
820b,820c,820d:めっき層
821 :第1導電部
822 :第2導電部
822a :露出面
823 :第1導電部
824 :第2導電部
824a :主面
824b :裏面
824d :第2側面
825 :第3導電部
830 :第2電極
831 :第1電極被覆部
832 :第2裏面被覆部
833 :露出側面被覆部
834 :放熱層裏面被覆部
841 :半導体素子
841a :素子主面
842 :接合層
851 :樹脂層
851a :第1部
851b :第2部
851d :貫通孔
852 :樹脂層
852b :第2部
860 :封止樹脂
869 :溝
869a :底部
869b :壁部
870 :放熱層
872 :放熱層裏面
A10, A20, A30, A40, A50, A60, A70: semiconductor device 11: substrate 111: first main surface 112: first rear surface 113: first side surface 114: through holes 12, 12a, 12b: substrate 121: second Main surface 122: Second back surface 123: Second side surface 123a: Exposed side surface 13: Substrate 13a: Main surface 13b: Back surface 131: Support portion 131a: Main surface 131b: Back surface 131c: Side surface 132: Protruding portion 132a: Main surface 132b: Back surface 132 c : Side surface 133 : Through hole 15 : Insulating layer 20 : First electrode 21 : First conductive part 22 : Second conductive part 221 : Connection surface 23 : First conductive part 24 : Second conductive part 241 : Main surface 242 : Back surface 243 : First side surface 244 : Second side surface 25 : Third conductive part 251 : First surface 252 : Second surface 253 : Third surface 254 : Fourth surface 255 : Fifth surface 25a : First boundary edge 25b : Second boundary edge 30 : Second electrode 31 : First electrode covering portion 32 : Second back covering portion 33 : Exposed side covering portion 34 : Heat dissipation layer back covering portion 35 : First covering portion 36 : Second covering portion 37 : Third covering portion 41 : Semiconductor element 411 : Element main surface 412 : Element back surface 413 : Electrode pad 42 : Bonding layer 51 : Internal resin layer 511 : First part 512 : Second part 512a : Through hole 52 : External resin layer 60 : sealing resin 61 : resin main surface 62 : resin back surface 63 : resin side surface 631 : flat portion 632 : concave portion 632a : first surface 632b : second surfaces 632c, 632d: boundary edge 70 : heat dissipation layer 72 : heat dissipation layer back surface 80: base material 801, 802, 803: concave portion 801a, 802a, 803a: bottom surface 801b, 802b, 803b: standing surface 810: base material 810a: main surface 810b: back surface 811: substrate 811a: first main surface 812: substrate 812a : Second major surface 812b : Second back surface 812c : Second side surface 813 : Substrate 813b : Back surface 813c : Side surface 814a : Supporting portion 814b : Protruding portion 815 : Insulating layer 820 : First electrode 820a : Base layers 820b, 820c, 820d : Plated layer 821 : First conductive portion 822 : Second conductive portion 822a : Exposed surface 823 : First conductive portion 824 : Second conductive portion 824a : Main surface 824b : Back surface 824d : Second side surface 825 : Third conductive portion 830 : Second electrode 831 : First electrode covering portion 832 : Second back covering portion 833 : Exposed side covering portion 834 : Heat dissipation layer back covering portion 841 : Semiconductor element 841a : Element main surface 842 : Bonding layer 851 : Resin layer 851a : First part 851b : Second part 851d : Through hole 852 : Resin layer 852b : Second part 860 : Sealing resin 869 : Groove 869a : Bottom 869b : Wall 870 : Heat dissipation layer 872 : Back of heat dissipation layer
Claims (25)
厚さ方向において互いに反対側を向く第1主面および第1裏面を有し、前記第1主面に前記半導体素子が搭載された第1基板と、
前記第1主面の一部に形成された第1導電部、および、前記第1導電部に繋がり、かつ、前記厚さ方向に直交する第1方向に見て前記第1基板に重なる第2導電部を含む第1電極と、
前記半導体素子を覆う封止樹脂と、
前記封止樹脂から露出し、かつ、前記第1電極に導通する第2電極と、
前記第1基板と離間し、かつ、前記第1方向に見て前記第1基板に重なる第2基板と、
を備えており、
前記第2電極は、前記第2導電部に接しており、
前記第2導電部は、前記第1基板と前記第2基板との間に介在しており、
前記第2電極は、さらに前記第2基板に接している、
ことを特徴とする半導体装置。 a semiconductor element;
a first substrate having a first main surface and a first back surface facing opposite sides in a thickness direction, and having the semiconductor element mounted on the first main surface;
a first conductive portion formed on a portion of the first main surface; and a second conductive portion connected to the first conductive portion and overlapping the first substrate when viewed in a first direction orthogonal to the thickness direction. a first electrode including a conductive portion;
a sealing resin covering the semiconductor element;
a second electrode exposed from the sealing resin and electrically connected to the first electrode;
a second substrate separated from the first substrate and overlapping the first substrate when viewed in the first direction;
and
The second electrode is in contact with the second conductive portion,
The second conductive portion is interposed between the first substrate and the second substrate,
the second electrode is further in contact with the second substrate;
A semiconductor device characterized by:
前記第2電極は、前記第2裏面を覆う第2裏面被覆部を含んでいる、
請求項1に記載の半導体装置。 The second substrate has a second main surface facing in the same direction as the first main surface and a second back surface facing in the same direction as the first back surface,
The second electrode includes a second back surface covering portion covering the second back surface,
A semiconductor device according to claim 1 .
前記第2電極は、前記第2裏面被覆部に繋がり、かつ、前記第2導電部裏面を覆う第1電極被覆部を含んでいる、
請求項2に記載の半導体装置。 The second conductive portion has a second conductive portion back surface that is flush with the second back surface,
The second electrode includes a first electrode covering portion connected to the second back surface covering portion and covering the back surface of the second conductive portion,
3. The semiconductor device according to claim 2 .
前記第2電極は、前記第2裏面被覆部に繋がり、前記露出側面を覆う露出側面被覆部をさらに含んでいる、
請求項3に記載の半導体装置。 The second substrate further has an exposed side surface exposed from the sealing resin and sandwiched between the second main surface and the second back surface in the thickness direction,
The second electrode further includes an exposed side covering portion that connects to the second backside covering portion and covers the exposed side surface.
4. The semiconductor device according to claim 3 .
請求項4に記載の半導体装置。 The exposed side surface covering portion overlaps the sealing resin when viewed in the thickness direction,
5. The semiconductor device according to claim 4 .
請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。 The first substrate and the second substrate are made of the same material,
6. The semiconductor device according to claim 1 .
請求項6に記載の半導体装置。 The material is silicon,
7. The semiconductor device according to claim 6 .
前記封止樹脂から露出し、かつ、前記第3基板に接する第3電極と、
前記第3電極および前記半導体素子に導通し、一部が前記第1基板と前記第3基板との間に介在する第4電極と、
をさらに備えている、
請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置。 a third substrate separated from the first substrate and the second substrate when viewed in the thickness direction;
a third electrode exposed from the sealing resin and in contact with the third substrate;
a fourth electrode electrically connected to the third electrode and the semiconductor element and partly interposed between the first substrate and the third substrate;
further comprising
8. The semiconductor device according to claim 1 .
前記第2基板と前記第3基板との間には、前記封止樹脂の一部が介在する、
請求項8に記載の半導体装置。 The third substrate overlaps the first substrate when viewed in the first direction, and overlaps the second substrate when viewed in a second direction orthogonal to both the first direction and the thickness direction. cage,
Part of the sealing resin is interposed between the second substrate and the third substrate,
9. The semiconductor device according to claim 8 .
前記第2基板と前記第3基板とは、前記厚さ方向に見て、前記第1基板を挟んで、互いに反対側に配置される、
請求項9に記載の半導体装置。 the third substrate overlaps the first substrate and the second substrate when viewed in the first direction;
The second substrate and the third substrate are arranged on opposite sides of each other with the first substrate interposed therebetween when viewed in the thickness direction.
10. The semiconductor device according to claim 9 .
厚さ方向において互いに反対側を向く第1主面および第1裏面を有し、前記第1主面に前記半導体素子が搭載された第1基板と、
前記第1主面の一部に形成された第1導電部、および、前記第1導電部に繋がり、かつ、前記厚さ方向に直交する第1方向に見て前記第1基板に重なる第2導電部を含む第1電極と、
前記半導体素子を覆う封止樹脂と、
前記封止樹脂から露出し、かつ、前記第1電極に導通する第2電極と、
を備えており、
前記第2電極は、前記第2導電部に接しており、
前記第1電極は、前記第2導電部に繋がり、かつ、前記第2導電部よりも前記第1主面が向く方向に突き出た第3導電部をさらに含んでおり、
前記第2電極は、さらに前記第3導電部に接しており、
前記第2導電部は、前記第1裏面と面一である第2導電部裏面と、前記第2導電部裏面に繋がり、かつ、前記第1基板に対向する第1側面と、前記第2導電部裏面に繋がり、かつ、前記第1方向において前記第1側面と反対側を向く第2側面と、を有しており、
前記第2電極は、前記第2導電部裏面を覆う第1被覆部と、前記第1被覆部に繋がり、かつ、前記第2側面を覆う第2被覆部とを含んでおり、
前記第3導電部は、前記第2側面と面一である第1表面を有しており、
前記第2被覆部は、前記第1表面をさらに覆い、
前記第3導電部は、前記第1方向において前記第1表面と同じ方向を向き、かつ、前記厚さ方向に見て前記第1表面よりも外方に位置する第2表面、および、前記第1表面と前記第2表面とに繋がる第3表面をさらに有しており、
前記第2電極は、前記第2被覆部に繋がり、かつ、前記第3表面を覆う第3被覆部をさらに含んでいる、
半導体装置。 a semiconductor element;
a first substrate having a first main surface and a first back surface facing opposite sides in a thickness direction, and having the semiconductor element mounted on the first main surface;
a first conductive portion formed on a portion of the first main surface; and a second conductive portion connected to the first conductive portion and overlapping the first substrate when viewed in a first direction orthogonal to the thickness direction. a first electrode including a conductive portion;
a sealing resin covering the semiconductor element;
a second electrode exposed from the sealing resin and electrically connected to the first electrode;
and
The second electrode is in contact with the second conductive portion,
The first electrode further includes a third conductive portion connected to the second conductive portion and protruding from the second conductive portion in a direction in which the first main surface faces,
The second electrode is further in contact with the third conductive portion,
The second conductive portion includes a second conductive portion back surface flush with the first back surface, a first side surface connected to the second conductive portion back surface and facing the first substrate, and the second conductive portion. a second side surface connected to the back surface of the part and facing the opposite side to the first side surface in the first direction;
The second electrode includes a first covering portion that covers the back surface of the second conductive portion, and a second covering portion that is connected to the first covering portion and covers the second side surface,
The third conductive portion has a first surface that is flush with the second side surface,
The second covering part further covers the first surface,
The third conductive portion has a second surface that faces the same direction as the first surface in the first direction and is located outside the first surface when viewed in the thickness direction; further comprising a third surface connected to the first surface and the second surface;
The second electrode further includes a third covering portion connected to the second covering portion and covering the third surface ,
semiconductor device.
前記樹脂側面は、前記第2表面と面一である平坦部を有している、
請求項11に記載の半導体装置。 The sealing resin has a resin side surface facing the same direction as the first surface in the first direction,
The resin side surface has a flat portion that is flush with the second surface,
12. The semiconductor device according to claim 11 .
前記第3表面は、曲面であり、
前記第2境界縁は、前記厚さ方向において、前記第1境界縁よりも、前記第1主面が向く方向に位置する、
請求項11または請求項12に記載の半導体装置。 The third conductive portion has a first boundary edge between the first surface and the third surface and a second boundary edge between the second surface and the third surface,
the third surface is a curved surface,
The second boundary edge is located in the direction in which the first main surface faces, relative to the first boundary edge, in the thickness direction.
13. The semiconductor device according to claim 11 or 12 .
請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載の半導体装置。 The first electrode is composed of a metal containing Cu,
15. The semiconductor device according to claim 1.
請求項1ないし請求項15のいずれか一項に記載の半導体装置。 further comprising a bonding layer that electrically connects the first conductive portion and the semiconductor element,
16. The semiconductor device according to claim 1.
請求項1ないし請求項16のいずれか一項に記載の半導体装置。 Covering at least the first back surface and further comprising an external resin layer made of an insulator,
17. The semiconductor device according to claim 1.
請求項17に記載の半導体装置。 The external resin layer is made of epoxy or polyimide,
18. The semiconductor device according to claim 17 .
請求項1ないし請求項18のいずれか一項に記載の半導体装置。 further comprising an internal resin layer that insulates the first substrate and the first electrode,
19. The semiconductor device according to claim 1.
請求項19に記載の半導体装置。 The internal resin layer is made of polyimide,
20. The semiconductor device according to claim 19 .
請求項1ないし請求項20のいずれか一項に記載の半導体装置。 Further comprising a heat dissipation layer overlapping the semiconductor element when viewed in the thickness direction,
21. The semiconductor device according to claim 1.
前記放熱層は、前記貫通孔に充填されている、
請求項21に記載の半導体装置。 the first substrate has a through hole extending from the first main surface to the first back surface in the thickness direction;
The heat dissipation layer is filled in the through holes,
22. The semiconductor device according to claim 21 .
前記第2電極は、前記放熱層裏面を覆う放熱層裏面被覆部を含む、
請求項22に記載の半導体装置。 The heat dissipation layer has a heat dissipation layer back surface that is flush with the first back surface,
The second electrode includes a heat dissipation layer back surface covering portion covering the back surface of the heat dissipation layer,
23. The semiconductor device according to claim 22 .
前記基材に前記主面から前記裏面に向けて窪んだ凹部を形成する凹部形成工程と、
前記主面の一部を覆う第1導電部および前記凹部に収容された第2導電部を含む第1電極を形成する第1電極形成工程と、
前記第1電極に導通する半導体素子を搭載する半導体素子搭載工程と、
前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程と、
前記基材を前記裏面から前記主面側へ前記厚さ方向に研削し、前記第2導電部を露出させる研削工程と、
前記露出した前記第2導電部に接する第2電極を形成する第2電極形成工程と、
を有し、
前記研削工程によって、前記基材が、前記半導体素子を搭載する第1基板および前記第1基板から離間した第2基板に分割され、
前記第2電極形成工程において、前記第2電極を、さらに前記第2基板に接するように
形成する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 a substrate preparation step of preparing a substrate having a main surface and a back surface facing opposite to each other in the thickness direction;
a recess forming step of forming recesses recessed from the main surface toward the back surface in the base material;
a first electrode forming step of forming a first electrode including a first conductive portion covering a portion of the main surface and a second conductive portion accommodated in the recess;
a semiconductor element mounting step of mounting a semiconductor element electrically connected to the first electrode;
a sealing resin forming step of forming a sealing resin covering the semiconductor element;
A grinding step of grinding the base material from the back surface to the main surface side in the thickness direction to expose the second conductive portion;
a second electrode forming step of forming a second electrode in contact with the exposed second conductive portion;
has
By the grinding step, the substrate is divided into a first substrate on which the semiconductor element is mounted and a second substrate separated from the first substrate,
In the second electrode forming step, the second electrode is further brought into contact with the second substrate.
Form,
A method of manufacturing a semiconductor device, characterized by:
前記基材に前記主面から前記裏面に向けて窪んだ凹部を形成する凹部形成工程と、
前記主面の一部を覆う第1導電部および前記凹部に収容された第2導電部を含む第1電極を形成する第1電極形成工程と、
前記第1電極に導通する半導体素子を搭載する半導体素子搭載工程と、
前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する封止樹脂形成工程と、
前記基材を前記裏面から前記主面側へ前記厚さ方向に研削し、前記第2導電部を露出させる研削工程と、
前記露出した前記第2導電部に接する第2電極を形成する第2電極形成工程と、
を有し、
前記研削工程によって、前記基材から第1基板が形成され、
前記第1基板は、前記厚さ方向において互いに反対側を向く第1主面および第1裏面を有し、且つ前記第1主面に前記半導体素子が搭載され、
前記第2導電部は、前記厚さ方向に直交する第1方向に見て前記第1基板に重なり、
前記第1電極形成工程において、前記第2導電部から前記厚さ方向に突き出た第3導電部を前記第1電極にさらに形成し、
前記第2電極は、さらに前記第3導電部に接しており、
前記第2導電部は、前記第1裏面と面一である第2導電部裏面と、前記第2導電部裏面に繋がり、かつ、前記第1基板に対向する第1側面と、前記第2導電部裏面に繋がり、かつ、前記第1方向において前記第1側面と反対側を向く第2側面とを有しており、
前記第2電極形成工程において、前記第2導電部裏面を覆う第1被覆部と、前記第1被覆部に繋がり、かつ、前記第2側面を覆う第2被覆部とを前記第2電極に形成し、
前記第3導電部は、前記第2側面と面一である第1表面と、前記第1方向において前記第1表面と同じ方向を向き、かつ、前記厚さ方向に見て前記第1表面よりも外方に位置する第2表面と、前記第1表面と前記第2表面とに繋がる第3表面とを有しており、
前記第2被覆部は、前記第1表面をさらに覆い、
前記第2電極形成工程において、前記第2被覆部に繋がり、かつ、前記第3表面を覆う第3被覆部をさらに前記第2電極に形成する、
半導体装置の製造方法。 a substrate preparation step of preparing a substrate having a main surface and a back surface facing opposite to each other in the thickness direction;
a recess forming step of forming recesses recessed from the main surface toward the back surface in the base material;
a first electrode forming step of forming a first electrode including a first conductive portion covering a portion of the main surface and a second conductive portion accommodated in the recess;
a semiconductor element mounting step of mounting a semiconductor element electrically connected to the first electrode;
a sealing resin forming step of forming a sealing resin covering the semiconductor element;
A grinding step of grinding the base material from the back surface to the main surface side in the thickness direction to expose the second conductive portion;
a second electrode forming step of forming a second electrode in contact with the exposed second conductive portion;
has
A first substrate is formed from the base material by the grinding step,
the first substrate has a first main surface and a first back surface facing opposite sides in the thickness direction, and the semiconductor element is mounted on the first main surface;
the second conductive portion overlaps the first substrate when viewed in a first direction orthogonal to the thickness direction;
In the step of forming the first electrode, a third conductive portion protruding from the second conductive portion in the thickness direction is further formed on the first electrode ,
The second electrode is further in contact with the third conductive portion,
The second conductive portion includes a second conductive portion back surface flush with the first back surface, a first side surface connected to the second conductive portion back surface and facing the first substrate, and the second conductive portion. It has a second side surface connected to the back surface of the part and facing the opposite side to the first side surface in the first direction,
In the second electrode forming step, the second electrode is formed with a first covering portion covering the back surface of the second conductive portion and a second covering portion connected to the first covering portion and covering the second side surface. death,
The third conductive part has a first surface that is flush with the second side surface, faces in the same direction as the first surface in the first direction, and is arranged from the first surface when viewed in the thickness direction. a second surface positioned outward from the second surface; and a third surface connecting the first surface and the second surface;
The second covering part further covers the first surface,
In the step of forming the second electrode, a third covering portion connected to the second covering portion and covering the third surface is further formed on the second electrode,
A method of manufacturing a semiconductor device.
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