明細書 半導体装置及びその製造方法、 回路基板並びに電子機器 技術分野 Description Semiconductor device, method of manufacturing the same, circuit board, and electronic equipment
本発明は、 半導体装置及びその製造方法、 回路基板並びに電子機器に関する。 背景技術 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, a circuit board, and an electronic device. Background art
半導体装置の高密度実装を追求すると、 ベアチップ実装が理想的である。 しか しながら、 ペアチップは、 品質の保証及び取り扱いが難しい。 そこで、 C S P (Chip Scale/Size Package) が適用された半導体装置が開発されている。 C S Pについては正式な定義はないが、 一般に、 パッケージサイズが I Cチップと同 じか、 I Cチップよりわずかに大きい I Cパッケージと解されている。 高密度実 装を推進するためには、 C S P技術の開発が重要である。 C S Pに関する従来例 を開示する刊行物として、 国際公開 W O 9 5 / 0 8 8 5 6号公報がある。 When pursuing high-density mounting of semiconductor devices, bare chip mounting is ideal. However, quality assurance and handling of paired chips is difficult. Therefore, a semiconductor device to which a Chip Scale / Size Package (CSP) is applied has been developed. Although there is no official definition of CSP, it is generally understood that an IC package has the same package size as the IC chip or slightly larger than the IC chip. To promote high-density implementation, the development of CSP technology is important. As a publication disclosing a conventional example relating to CSP, there is International Publication WO 95/08856.
これによれば、 外部電極を有する基板と半導体チップとの間にギヤップが形成 され、 このギャップに樹脂が注入される。 この樹脂は、 硬化したときに弾力性を 有するものである。 この弾力性を有する樹脂によって、 外部電極に加えられた応 力 (熱ス トレス) が吸収される。 なお、 この応力は、 半導体装置と、 この半導体 装置が実装される回路基板との熱膨張率の差によって生じる。 According to this, a gap is formed between the substrate having the external electrodes and the semiconductor chip, and the resin is injected into this gap. This resin has elasticity when cured. The elastic resin absorbs the stress (thermal stress) applied to the external electrodes. Note that this stress is caused by a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor device and a circuit board on which the semiconductor device is mounted.
しかしながら、 半導体チップの基板との間に注入される樹脂は、 極めて薄いた めに十分な熱ストレスの吸収がなされていなかった。 However, since the resin injected between the semiconductor chip and the substrate is extremely thin, sufficient absorption of thermal stress has not been achieved.
本発明は、 この問題点を解決するものであり、 その目的は、 熱ス トレスを効果 的に吸収することができる半導体装置及びその製造方法、 回路基板並びに電子機 器を提供することにある。 発明の開示 An object of the present invention is to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of effectively absorbing heat stress, a method of manufacturing the same, a circuit board, and an electronic device. Disclosure of the invention
( 1 ) 本発明に係る半導体装置は、 電極を有する半導体素子と、 (1) A semiconductor device according to the present invention includes: a semiconductor element having an electrode;
それそれの電極の少なくとも一部を避けて前記半導体素子の表面上に設けられ
るパッシベ一ション膜と、 Provided on the surface of the semiconductor element, avoiding at least a part of each electrode. A passivation film,
前記パッシベ一シヨン膜が形成された面の上方において、 厚み方向に所定の間 隔をあけて設けられる導電箔と、 A conductive foil provided at a predetermined interval in a thickness direction above a surface on which the passivation film is formed;
前記導電箔上に形成される外部電極と、 An external electrode formed on the conductive foil,
前記パッシベ一シヨン膜と前記導電箔との間に形成されるとともに前記導電箔 を支持する中間層と、 An intermediate layer formed between the passivation film and the conductive foil and supporting the conductive foil;
前記電極と前記導電箔とを電気的に接続する配線と、 を有し、 And a wiring for electrically connecting the electrode and the conductive foil,
前記中間層には、 前記導電箔における前記外部電極との接合部を含む領域の下 方に、 前記パッシべ一ション膜側から前記導電箔側に近づくに従い開口領域が広 くなる凹部が形成されている。 A recess is formed in the intermediate layer below the region including the junction with the external electrode in the conductive foil, and the opening region becomes wider from the passivation film side toward the conductive foil side. ing.
本発明に係る 「半導体素子」 は、 半導体チップにとどまらず、 個片になってい ないゥェ一ハ状のものを指す場合もある。 すなわちここでいう半導体素子とは、 例えばシリコンからなるベース基板状に切り離したとしても使える所定の回路が 形成されていれば良く、 切り離されて個片となっているかそれとも一体となって いるかについては特に限定する必要はない。 The “semiconductor element” according to the present invention is not limited to a semiconductor chip, and may refer to a wafer-shaped element that is not an individual piece. In other words, the semiconductor element referred to here only needs to be formed as a predetermined circuit that can be used even if it is separated into a base substrate made of silicon, for example. Whether it is separated into individual pieces or integrated with each other There is no particular limitation.
本発明によれば、 外部電極が導電箔に形成され、 導電箔は中間層にて支持され ている。 中間層には凹部が形成され、 凹部の上方に外部電極が位置している。 す なわち、 外部電極が中間層に直接支持されずに、 中間層から浮いた状態になって いる。 このことによって、 外部電極は比較的自由に動くことができるので、 回路 基板との熱膨張率の差によって生じた応力 (熱ス トレス) を吸収することができ る According to the present invention, the external electrode is formed on the conductive foil, and the conductive foil is supported by the intermediate layer. A recess is formed in the intermediate layer, and an external electrode is located above the recess. That is, the external electrodes are not directly supported by the intermediate layer, but float from the intermediate layer. This allows the external electrodes to move relatively freely, thus absorbing the stress (thermal stress) caused by the difference in the coefficient of thermal expansion from the circuit board.
( 2 ) 前記凹部内には、 前記中間層よりもヤング率が低い樹脂が充填されていて もよい。 (2) The concave portion may be filled with a resin having a Young's modulus lower than that of the intermediate layer.
こうすることで、 凹部の空間を埋めることができるので、 リフロー工程などの 加熱時に、 水蒸気の膨張によるクラックを防止することができる。 By doing so, the space of the concave portion can be filled, so that cracks due to expansion of water vapor can be prevented during heating in a reflow step or the like.
( 3 ) 前記配線は、 前記パッシベ一シヨン膜が形成された面上に形成されるとと もに前記中間層の凹部の底面に位置し、 (3) the wiring is formed on the surface on which the passivation film is formed, and is located on the bottom surface of the concave portion of the intermediate layer;
前記樹脂は、 導電フイラ一が添加されたものであって、 前記配線と前記導電箔
とを電気的に接続されていてもよい。 The resin, to which a conductive filler is added, wherein the wiring and the conductive foil And may be electrically connected.
( 4 ) 前記中間層は、 前記電極と前記導電箔との間に傾斜面を有し、 (4) the intermediate layer has an inclined surface between the electrode and the conductive foil,
前記配線は、 前記傾斜面を通って前記電極と前記導電箔とを電気的に接続して もよい。 The wiring may electrically connect the electrode and the conductive foil through the inclined surface.
( 5 ) 前記中間層は、 柔軟性を有する材料から形成されてもよい。 (5) The intermediate layer may be formed of a material having flexibility.
こうすることで、 中間層自体によっても応力を緩和することができる。 In this way, the stress can be reduced by the intermediate layer itself.
( 6 ) 前記導電箔は、 前記凹部の開口領域の内側の位置であって前記外部電極と の接続部を避ける位置に、 穴を有してもよい。 (6) The conductive foil may have a hole at a position inside the opening area of the concave portion and at a position avoiding a connection portion with the external electrode.
こうすることで、 導電箔が変形しやすくなり、 導電箔によって応力を吸収する ことができる。 By doing so, the conductive foil is easily deformed, and the conductive foil can absorb the stress.
( 7 ) 本発明において、 前記導電箔が形成された基板が、 前記導電箔が形成され た面を前記中間層に向けて設けられており、 (7) In the present invention, the substrate on which the conductive foil is formed is provided with a surface on which the conductive foil is formed facing the intermediate layer,
前記基板は、 前記凹部の上方に貫通穴を有し、 The substrate has a through hole above the recess,
前記貫通穴を介して前記導電箔に前記外部電極が形成されてもよい。 The external electrode may be formed on the conductive foil through the through hole.
これによれば、 導電箔上が基板にて覆われて保護される。 According to this, the conductive foil is covered and protected by the substrate.
( 8 ) 本発明において、 前記中間層と前記導電箔との間に、 柔軟性を有する材料 から形成される基板が設けられ、 (8) In the present invention, a substrate formed of a flexible material is provided between the intermediate layer and the conductive foil,
前記基板は、 前記凹部の上方を除く領域に貫通穴を有し、 The substrate has a through hole in an area except above the concave portion,
前記貫通穴を介して前記配線と前記導電箔とが電気的に接続されてもよい。 The wiring and the conductive foil may be electrically connected via the through hole.
( 9 ) 前記導電箔と前記配線とは、 一体的に形成されていてもよい。 (9) The conductive foil and the wiring may be formed integrally.
( 1 0 ) 前記導電箔と前記配線とは、 別体であってもよい。 (10) The conductive foil and the wiring may be separate bodies.
( 1 1 ) 本発明に係る半導体装置の製造方法は、 電極を有し、 それそれの電極の 少なくとも一部を避けて表面上にパッシベーシヨン膜が設けられた半導体素子を 用意する工程と、 (11) A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, comprising the steps of: preparing a semiconductor element having electrodes and having a passivation film provided on a surface thereof, avoiding at least a part of each of the electrodes;
前記パッシベ一シヨン膜が形成された面の上方に、 厚み方向に所定の間隔をあ けて導電箔を設け、 前記パッシベ一シヨン膜と前記導電箔との間に前記導電箔を 支持する中間層を形成し、 前記中間層に、 前記電極を避ける位置でくぼむ凹部を 形成する工程と、
前記電極と前記導電箔とを電気的に接続する配線を形成する工程と、 A conductive foil is provided above the surface on which the passivation film is formed at predetermined intervals in the thickness direction, and an intermediate layer supporting the conductive foil between the passivation film and the conductive foil Forming a concave portion in the intermediate layer at a position avoiding the electrode; Forming a wiring for electrically connecting the electrode and the conductive foil,
前記導電箔における前記凹部の上方位置に外部電極を形成する工程と、 を含む。 Forming an external electrode at a position above the recess in the conductive foil.
本発明によって製造される半導体装置によれば、 外部電極が導電箔に形成され、 導電箔は中間層にて支持されている。 中間層には凹部が形成され、 凹部の上方に 外部電極が位置している。 すなわち、 外部電極が中間層に直接支持されずに、 中 間層から浮いた状態になっている。 このことによって、 外部電極は比較的自由に 動くことができるので、 回路基板との熱膨張率の差によって生じた応力 (熱スト レス) を吸収することができる。 According to the semiconductor device manufactured by the present invention, the external electrode is formed on the conductive foil, and the conductive foil is supported by the intermediate layer. A recess is formed in the intermediate layer, and an external electrode is located above the recess. That is, the external electrodes are not directly supported by the intermediate layer, but float from the intermediate layer. This allows the external electrodes to move relatively freely, thus absorbing the stress (thermal stress) caused by the difference in the coefficient of thermal expansion from the circuit board.
( 1 2 ) 本発明において、 貫通穴を有し、 かつ、 前記貫通穴上を含めて前記導電 箔が貼り付けられた基板を用意し、 (12) In the present invention, a substrate having a through-hole, and having the conductive foil affixed thereto, including on the through-hole, is prepared,
前記パッシベ一シヨン膜が形成された面上に前記中間層を形成し、 前記中間層 に前記凹部を形成し、 Forming the intermediate layer on the surface on which the passivation film is formed; forming the recess in the intermediate layer;
その後、 前記貫通穴を前記凹部の上方に位置させて、 かつ、 前記導電箔を前記 凹部に対向させて、 前記基板を前記中間層に載せ、 Then, the through-hole is positioned above the recess, and the conductive foil is opposed to the recess, and the substrate is placed on the intermediate layer.
前記貫通穴を介して前記導電箔に前記外部電極を形成してもよい。 The external electrode may be formed on the conductive foil through the through hole.
これによれば、 導電箔が基板に貼り付けられているので、 導電箔を形成するェ 程を簡単に行うことができる。 According to this, since the conductive foil is attached to the substrate, the step of forming the conductive foil can be easily performed.
( 1 3 ) 本発明において、 柔軟性を有する材料から形成されて貫通穴を有する基 板を用意し、 (13) In the present invention, a substrate formed of a flexible material and having a through hole is prepared,
前記パッシベーシヨン膜が形成された面上に前記中間層を形成し、 前記中間層 に前記凹部を形成し、 かつ、 前記中間層に前記配線を形成し、 Forming the intermediate layer on the surface on which the passivation film is formed, forming the recess in the intermediate layer, and forming the wiring in the intermediate layer;
前記配線上に前記貫通穴を位置させて前記基板を前記中間層に載せ、 前記基板 に前記導電箔を形成し、 前記貫通穴を介して前記配線と前記導電箔とを電気的に 接続してもよい。 Positioning the through hole on the wiring, placing the substrate on the intermediate layer, forming the conductive foil on the substrate, electrically connecting the wiring and the conductive foil through the through hole Is also good.
これによれば、 導電箔が基板に貼り付けられているので、 導電箔を形成するェ 程を簡単に行うことができる。 According to this, since the conductive foil is attached to the substrate, the step of forming the conductive foil can be easily performed.
( 1 4 ) 前記パッシベーシヨン膜が形成された面上に前記中間層を形成し、 前記
中間層に前記導電箔を形成し、 前記導電箔に穴を形成し、 前記穴を介して前記中 間層をエッチングして前記凹部を形成してもよい。 (14) forming the intermediate layer on a surface on which the passivation film is formed, The concave portion may be formed by forming the conductive foil in an intermediate layer, forming a hole in the conductive foil, and etching the intermediate layer through the hole.
( 1 5 ) 前記中間層は、 前記半導体素子のエッチングが不可能な条件下で、 エツ チング可能な材料で形成されてもよい。 (15) The intermediate layer may be formed of a material that can be etched under the condition that the semiconductor element cannot be etched.
こうすることで、 中間層をエッチングするときに、 半導体素子の表面もエッチ ングされることを防止できる。 This can prevent the surface of the semiconductor element from being etched when the intermediate layer is etched.
( 1 6 ) 前記パッシベーシヨン膜は、 前記中間層のエッチング条件下でエツチン グされるものであり、 (16) The passivation film is etched under etching conditions of the intermediate layer,
前記パシベ一シヨン膜上に、 前記中間層のェヅチング条件下でエッチングされ にくい材料からなる被覆層を形成し、 前記被覆層に前記中間層を形成し、 前記中 間層に前記導電箔を形成し、 前記導電箔に穴を形成し、 前記穴を介して前記中間 層をエッチングして前記凹部を形成してもよい。 Forming a coating layer made of a material that is difficult to be etched under the etching conditions of the intermediate layer on the passivation film; forming the intermediate layer on the coating layer; and forming the conductive foil on the intermediate layer. A hole may be formed in the conductive foil, and the recess may be formed by etching the intermediate layer through the hole.
このように、 パシベーシヨン膜に被覆層を形成することで、 パシベ一シヨン膜 のエッチングを防止することができる。 Thus, by forming the coating layer on the passivation film, the etching of the passivation film can be prevented.
( 1 7 ) 前記パヅシベーシヨン膜は、 前記中間層のエッチング条件下でエツチン グされるものであり、 (17) The passivation film is etched under etching conditions of the intermediate layer,
前記パシべ一シヨン膜上に、 前記中間層のエツチング条件下でエッチングされ にくい材料からなる第 1の被覆層を形成し、 Forming on the passivation film a first coating layer made of a material that is difficult to be etched under the etching conditions of the intermediate layer;
前記第 1の被覆層上に前記中間層を形成し、 Forming the intermediate layer on the first coating layer,
前記中間層上に前記導電箔及び配線を形成するとともに前記導電箔に穴を形成 し、 Forming the conductive foil and the wiring on the intermediate layer and forming a hole in the conductive foil;
前記配線上にソルダレジスト層を形成し、 Forming a solder resist layer on the wiring,
前記ソルダレジスト層上に、 前記中間層のエッチング条件下でエッチングされ にくい材料からなる第 2の被覆層を形成し、 Forming a second coating layer made of a material that is difficult to be etched under the etching conditions of the intermediate layer on the solder resist layer;
前記導電箔の穴を介して前記導電箔の下に至るまで前記中間層をエッチングし てもよい。 The intermediate layer may be etched down to a position below the conductive foil through a hole in the conductive foil.
( 1 8 ) 前記中間層をエッチングする工程の前に、 前記導電箔に前記外部電極を 形成し、 前記外部電極に、 前記中間層のエッチング条件下でエッチングされにく
い材料からなる電極被覆層を形成する工程を含んでもよい。 (18) Before the step of etching the intermediate layer, the external electrode is formed on the conductive foil, and the external electrode is difficult to be etched under the etching conditions of the intermediate layer. A step of forming an electrode coating layer made of a suitable material.
これによれば、 外部電極を形成してから、 中間層をエッチングして凹部を形成 する。 したがって、 外部電極の形成により生じる残渣を除去してからエッチング を行えるので、 残渣が凹部に残らない。 According to this, after the external electrodes are formed, the intermediate layer is etched to form the concave portions. Therefore, the etching can be performed after removing the residue generated by the formation of the external electrode, and the residue does not remain in the concave portion.
( 1 9) 本発明では、 前記凹部に、 前記中間層よりもヤング率が低い樹脂を充填 する工程を含んでもよい。 (19) The present invention may include a step of filling the concave portion with a resin having a Young's modulus lower than that of the intermediate layer.
(20) 本発明に係る回路基板には、 上記半導体装置が実装される。 (20) The semiconductor device is mounted on a circuit board according to the present invention.
(2 1) 本発明に係る電子機器は、 上記回路基板を有する。 図面の簡単な説明 (21) An electronic device according to the present invention includes the circuit board described above. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 第 1実施形態に係る半導体装置を示す断面図であり、 図 2は、 第 1実 施形態に係る半導体装置を示す平面図であり、 図 3 A〜図 3 Eは、 第 1実施形態 に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、 図 4は、 第 2実施形態に係る半導 体装置を示す図であり、 図 5は、 第 3実施形態に係る半導体装置を示す図であり、 図 6は、 第 4実施形態に係る半導体装置を示す図であり、 図 7 A〜図 7 Dは、 第 4実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図であり、 図 8 A〜図 8 Cは、 第 4実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図であり、 図 9 A〜図 9 C は、 第 5実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、 図 10A〜図 1 0 Cは、 第 6実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、 図 1 1 A及 び図 1 1 Bは、 第 7実施形態に係る半導体装置を示す図であり、 図 12は、 第 8 実施形態に係る半導体装置を示す図であり、 図 1 3 A〜図 13 Dは、 第 9実施形 態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、 図 14A及び図 14Bは、 第 9 実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、 図 1 5は、 第 9実施形態 の変形例を示す図であり、 図 1 6は、 本実施形態に係る半導体装置が実装された 回路基板を示す図であり、 図 1 7は、 本実施形態に係る半導体装置が実装された 回路基板を備える電子機器を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。 なお、 各図面は説明を分かりやすくするために一部を拡大して示したものであ る。 以下の説明においては、 最終的に個片にしたときの 1つの半導体装置を想定 して説明しているため、 用いている用語や形状等において若干実際と異なる箇所 がある。 以下の説明では、 半導体チップと記載してあり、 その意味の通り個片FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view illustrating the semiconductor device according to the first embodiment. FIGS. FIG. 4 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment, FIG. 4 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a second embodiment, and FIG. 5 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a third embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating a semiconductor device according to the fourth embodiment. FIGS. 7A to 7D are diagrams illustrating a method of manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment. 8A to 8C are diagrams illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment. FIGS. 9A to 9C are diagrams illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment. 10A to 10C are diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment, and FIGS. 11A and 11B are related to the seventh embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating a semiconductor device according to an eighth embodiment, and FIGS. 13A to 13D are diagrams illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a ninth embodiment. FIGS. 14A and 14B are diagrams showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the ninth embodiment. FIG. 15 is a diagram showing a modification of the ninth embodiment. Is a diagram illustrating a circuit board on which the semiconductor device according to the present embodiment is mounted, and FIG. 17 is a diagram illustrating an electronic apparatus including the circuit board on which the semiconductor device according to the present embodiment is mounted. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each drawing is partially enlarged for easy understanding. In the following description, the description is made on the assumption that one semiconductor device is finally formed into individual pieces. Therefore, some terms and shapes used may be slightly different from actual ones. In the following description, it is described as a semiconductor chip, and as it means,
(すなわちチップ状) のものを指しているが、 本発明に係る 「半導体素子」 は、 半導体チップにとどまらず、 個片になっていないゥェ一ハ状のものを指す場合も ある。 すなわちここでいう半導体素子とは、 例えばシリコンからなるベース基板 状に切り離したとしても使える所定の回路が形成されていれば良く、 切り離され て個片となっているかそれとも一体となっているかについては特に限定する必要 はない。 また配線等の説明に必要な個所の代表的な箇所のみを取り上げているの で、 各図にはその他の箇所に同様のものやその他の構造が省略されている。 Although the term “semiconductor element” according to the present invention is not limited to a semiconductor chip, the term “semiconductor element” according to the present invention may refer to a wafer-shaped element which is not in individual pieces. In other words, the semiconductor element referred to here only needs to form a predetermined circuit that can be used even if it is separated into a base substrate made of silicon, for example. Whether it is separated into individual pieces or integrated with each other There is no particular limitation. In addition, since only representative portions necessary for description of wiring and the like are shown, similar portions and other structures are omitted in other drawings in each drawing.
(第 1実施形態) (First Embodiment)
図 1は、 第 1実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。 同図に示す半導 体装置 1 0は、 パッケージサイズが半導体チップ 1 2とほぼ同じである C S P型 のものである。 FIG. 1 is a sectional view showing the semiconductor device according to the first embodiment. The semiconductor device 10 shown in FIG. 1 is of the CSP type whose package size is almost the same as that of the semiconductor chip 12.
半導体チップ 1 2の能動面 1 2 aには、 例えばアルミニウム (A 1 ) から電極 1 4が形成されている。 また、 それそれの電極 1 4の少なくとも一部を避けて半 導体チップ 1 2には、 パヅシベ一シヨン膜 1 1が形成されている。 ここで、 少な くとも一部を避けるとは、 電極 1 4から電気的信号等を導き出す必要があるから である。 したがって、 電極 1 4から電気的信号等が導き出せる程度に、 パッシベ —シヨン膜 1 1が電極 1 4を避ける必要がある。 パッシベ一シヨン膜 1 1は、 例 えば、 S i〇 2、 S i N、 ポリイミ ド樹脂などで形成することができる。 電極 1 4 を避けて能動面 1 2 aに中間層 1 6が形成されている。 詳しくは、 パヅシベ一シ ヨン膜 1 1上に中間層 1 6が形成されている。 また、 中間層 1 6には、 凹部 1 6 aが形成されており、 凹部 1 6 a内では能動面 1 2 aが露出している。 もっとも、 凹部 1 6 aは、 へこんだ形状であれば足り、 能動面 1 2 aが露出していなくても よい。 また、 中間層 1 6には、 電極 1 4から傾斜する傾斜面 1 6 bが形成されて
おり、 電極 1 4から傾斜面 1 6 bを経て中間層 1 6上にかけて、 配線 1 8が形成 されている。 図 1に示す凹部 1 6 aの開口端部は、 外部電極 2 6の根本の部分の 大きさよりもかなり大きいが、 これに限定されず、 外部電極 2 6の根本の部分の 大きさとほぼ等しいかあるいはそれ以上であればよい。 さらに、 外部電極 2 6の 根本の一部に、 凹部 1 6 aの開口が位置しても良く、 この場合は、 この開口が中 間層の変形を許し、 応力緩和効果を発揮できる。 また、 凹部 1 6 aは、 中間層 1 6を貫通してその下のパッシベ一シヨン膜 1 1を露出させてもよいが、 中間層 1 6を貫通しないように凹部 1 6 aの底部に中間層 1 6の一部を残しても良い。 ここで、 中間層 1 6は、 絶縁樹脂、 例えばポリイミ ド樹脂からなり、 半導体装 置 1 0が回路基板 (図示せず) に実装されたときに、 半導体チップ 1 2と実装さ れる回路基板との熱膨張係数の差によって生じる応力を緩和することができる。 なお、 中間層 1 6が応力緩和機能を有することは、 本発明の必須要件ではない。 応力緩和機能は、 凹部 1 6 aが形成されていることでも達成される (詳しくは後 述する) 。 An electrode 14 is formed on the active surface 12a of the semiconductor chip 12 from, for example, aluminum (A1). In addition, a passivation film 11 is formed on the semiconductor chip 12 so as to avoid at least a part of each electrode 14. Here, at least a part is avoided because it is necessary to derive an electric signal or the like from the electrode 14. Therefore, the passivation film 11 needs to avoid the electrode 14 to the extent that an electrical signal or the like can be derived from the electrode 14. Passivation one Chillon film 1 1, if example embodiment, may be formed such as by S I_〇 2, S i N, polyimide resin. An intermediate layer 16 is formed on the active surface 12a avoiding the electrode 14. More specifically, an intermediate layer 16 is formed on the passivation film 11. Further, a concave portion 16a is formed in the intermediate layer 16, and the active surface 12a is exposed in the concave portion 16a. However, the concave portion 16a only needs to have a concave shape, and the active surface 12a may not be exposed. The intermediate layer 16 has an inclined surface 16 b inclined from the electrode 14. The wiring 18 is formed from the electrode 14 to the intermediate layer 16 via the inclined surface 16b. The opening end of the concave portion 16a shown in FIG. 1 is considerably larger than the size of the root portion of the external electrode 26, but is not limited thereto, and is substantially equal to the size of the root portion of the external electrode 26. Or more than that. Further, an opening of the concave portion 16a may be located at a part of the root of the external electrode 26. In this case, the opening allows the deformation of the intermediate layer and exerts a stress relaxation effect. The recess 16a may penetrate the intermediate layer 16 to expose the passivation film 11 thereunder, but the intermediate portion is provided at the bottom of the recess 16a so as not to penetrate the intermediate layer 16. A part of the layer 16 may be left. Here, the intermediate layer 16 is made of an insulating resin, for example, a polyimide resin, and when the semiconductor device 10 is mounted on a circuit board (not shown), the semiconductor chip 12 and the circuit board to be mounted are connected to each other. Can be alleviated due to a difference in thermal expansion coefficient between the two. It is not an essential requirement of the present invention that the intermediate layer 16 has a stress relaxation function. The stress relieving function is also achieved by forming the recess 16a (details will be described later).
また、 絶縁樹脂は、 配線 1 8に対して絶縁性を有し、 半導体チップ 1 2の能動 面 1 2 aを保護することができ、 実装時のハンダを溶融するときの耐熱性も有す る。 後述する応力緩和機能を付加させることを考慮すると、 ポリイ ミ ド樹脂等が 一般的に用いられ、 中でもヤング率が低いもの (例えばォレフィン系のポリイミ ド樹脂や、 ポリイミ ド樹脂以外としてはダウケミカル社製の B C B等) を用いる ことが好ましく、 特にヤング率が 3 0 0 k g /mm2 以下程度であることが好ま しい。 中間層 1 6は、 厚いほど応力緩和力が大きくなるが、 半導体装置の大きさ や製造コスト等を考慮すると、 1〜 1 0 0 m程度の厚みとすることが好ましい。 ただし、 ヤング率が 3 0 0 k g /mm2 程度のポリイミ ド樹脂を用いた場合には、 1 0〃m程度の厚みで足りる。 Further, the insulating resin has an insulating property with respect to the wiring 18, can protect the active surface 12 a of the semiconductor chip 12, and has heat resistance when melting the solder at the time of mounting. . In consideration of adding a stress relaxation function to be described later, polyimide resins and the like are generally used, and among them, those having a low Young's modulus (for example, a polyimide resin of an olefin type, and Dow Chemical Co., Ltd. except for polyimide resins) It is preferable to use a BCB manufactured by Nissan Co., Ltd., and it is particularly preferable that the Young's modulus is about 300 kg / mm 2 or less. Although the stress relaxation force increases as the thickness of the intermediate layer 16 increases, the thickness is preferably about 1 to 100 m in consideration of the size of the semiconductor device and the manufacturing cost. However, when a polyimide resin having a Young's modulus of about 300 kg / mm 2 is used, a thickness of about 100 μm is sufficient.
あるいは、 中間層 1 6として、 例えばシリコーン変性ポリイミ ド樹脂、 ェポキ シ樹脂やシリコーン変性エポキシ樹脂等を用いても良く、 さらに、 ヤング率が低 く応力緩和の働きを果たせる材質を用いてもよい。 また、 中間層 1 6として、 ノ シべ一シヨン層 (S i N、 S i 0 2 、 M g Oなど) を形成し、 応力緩和自体は、
後述するように凹部 1 6 aが形成されることで行われてもよい。 Alternatively, as the intermediate layer 16, for example, a silicone-modified polyimide resin, an epoxy resin, a silicone-modified epoxy resin, or the like may be used, and a material having a low Young's modulus and capable of acting as a stress relieving material may be used. Further, as the intermediate layer 1 6, to form a raised to the power base one Chillon layer (S i N, such as S i 0 2, M g O ), the stress relaxation itself, This may be performed by forming the concave portion 16a as described later.
配線 1 8は、 例えば銅 (C u ) やクロム (C r ) 、 チタン (T i ) 、 ニッケル ( N i ) 、 チタンタングステン (T i— W) から又はこれらのうちの複数を積層 して形成され、 その上に導電箔 2 2が形成されている。 導電箔 2 2は、 予め基板 2 0に形成されたもので、 接着剤 2 4を介して、 基板 2 0とともに配線 1 8上に 貼り付けられる。 なお、 導電箔 2 2も、 例えば銅 (C u ) から形成されている。 導電箔 2 2は、 中間層 1 6に形成された凹部 1 6 aの開口端部よりも大きく形 成されて、 この凹部 1 6 aの上方を覆うように配置されている。 また、 導電箔 2 2の一部は、 配線 1 8の上に接触して電気的に接続されている。 なお、 導電箔 2 2と配線 1 8とは、 熱及び圧力を加えて溶着されることが好ましい。 導電箔 2 2 と配線 1 8との電気的な接続は、 上述のような、 接着剤 2 4による機械的圧接に よっても良いし、 配線 1 8及び導電箔 2 2上に A u、 S n、 ハンダ等をメツキし て両者をロウ付けしても良く、 超音波熱等による拡散接合で接続しても良い。 そ のために、 導電箔 2 2及び配線 1 8の双方の接合面のうち少なくとも一方に、 低 温ろうが設けられていることが好ましい。 The wiring 18 is formed from, for example, copper (Cu), chromium (Cr), titanium (Ti), nickel (Ni), titanium tungsten (Ti-W), or a laminate of a plurality of these. The conductive foil 22 is formed thereon. The conductive foil 22 is formed on the substrate 20 in advance, and is adhered to the wiring 18 together with the substrate 20 via an adhesive 24. The conductive foil 22 is also formed of, for example, copper (Cu). The conductive foil 22 is formed to be larger than the opening end of the concave portion 16a formed in the intermediate layer 16, and is arranged so as to cover above the concave portion 16a. In addition, a part of the conductive foil 22 is in contact with and electrically connected to the wiring 18. Preferably, the conductive foil 22 and the wiring 18 are welded by applying heat and pressure. The electrical connection between the conductive foil 22 and the wiring 18 may be made by mechanical pressure welding with the adhesive 24 as described above, or Au, Sn on the wiring 18 and the conductive foil 22. Alternatively, the two may be brazed by soldering or the like, or may be connected by diffusion bonding using ultrasonic heat or the like. For this purpose, it is preferable that a low-temperature solder is provided on at least one of the joining surfaces of both the conductive foil 22 and the wiring 18.
基板 2 0は、 柔軟性を有する樹脂等で形成されたフィルム状のもので、 凹部 1 6 aの上方の位置に、 貫通穴 2 0 aを有する。 なお、 導電箔 2 2は、 基板 2 0の 下面において、 貫通穴 2 0 aを覆うように形成されている。 そして、 貫通穴 2 0 aを介して、 導電箔 2 2に外部電極 2 6が形成されている。 外部電極 2 6は、 例 えば、 ハンダのみで形成してもよいし、 銅 (C u ) 又はニッケル (N i ) の表面 にハンダ又は金のメツキを施して形成してもよい。 The substrate 20 is a film formed of a flexible resin or the like, and has a through hole 20a at a position above the concave portion 16a. The conductive foil 22 is formed on the lower surface of the substrate 20 so as to cover the through hole 20a. The external electrode 26 is formed on the conductive foil 22 via the through hole 20a. The external electrode 26 may be formed by, for example, only solder, or may be formed by applying a solder or gold plating to the surface of copper (Cu) or nickel (Ni).
なお、 導電箔 2 2付きの基板 2 0として、 2層 (( 箔+ポリィミ ド基板) 又 は 3層 (〇11箔+接着剤+ポリィミ ド基板) の T A B技術で用いられるフィルム キャリアテープ又は F P C (F lexible Printed Circuit) を使用してもよい。 本実施形態は、 上記のように構成されており、 以下その作用を説明する。 半導 体装置 1 0において、 外部電極 2 6が形成された導電箔 2 2は、 中間層 1 6によ つて支持されている。 ただし、 中間層 1 6には、 外部電極 2 6の直下を含む領域 に、 凹部 1 6 aが形成されている。 凹部 1 6 aによって、 導電箔 2 2の下には空
間が形成される。 つまり、 外部電極 2 6との接合部付近において、 導電箔 2 2は 浮いた状態となって変形しやすくなつている。 このように構成されているので、 外部電極 2 6に応力が加えられると、 導電箔 2 2及び基板 2 0が変形することで、 その応力を吸収することができる。 こうして、 半導体装置を回路基板に実装する 際や、 実装された回路基板や電子機器が温度変化による半導体装置 (又はシリコ ンから形成される半導体チップ) と回路基板との熱膨張係数差によるス卜レスや、 外部応力によって曲げられた際に発生する機械的ストレスを吸収することができ る。 以下、 ストレスとは、 このことを言う。 In addition, as the substrate 20 with the conductive foil 22, a two-layer ((foil + polyimide substrate) or three-layer (箔 11 foil + adhesive + polyimide substrate) film carrier tape or FPC used in TAB technology (Flexible Printed Circuit) The present embodiment is configured as described above, and its operation will be described below: In the semiconductor device 10, the external electrode 26 is formed. The conductive foil 22 is supported by the intermediate layer 16. However, the intermediate layer 16 has a concave portion 16a in a region including immediately below the external electrode 26. 6A, conductive foil 2 2 empty under 2 A gap is formed. That is, in the vicinity of the joint with the external electrode 26, the conductive foil 22 is in a floating state and is easily deformed. With such a configuration, when stress is applied to the external electrode 26, the conductive foil 22 and the substrate 20 are deformed, so that the stress can be absorbed. In this way, when a semiconductor device is mounted on a circuit board, or when the mounted circuit board or electronic device is mounted on a circuit board due to a temperature change, a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor device (or a semiconductor chip formed of silicon) and the circuit board is caused. It can absorb mechanical stress generated when bending due to stress and external stress. Hereinafter, stress refers to this.
次に、 図 2に、 本実施形態に係る半導体装置の平面図を示す。 同図において、 半導体チップ 1 2の電極 1 4から、 能動面 1 2 aの中央方向に配線 1 8が形成さ れ、 各配線 1 8は導電箔 2 2に接続され、 導電箔 2 2には外部電極 2 6が設けら れている。 外部電極 2 6を除く領域は、 基板 2 0によって覆われて保護されてい る ο Next, FIG. 2 shows a plan view of the semiconductor device according to the present embodiment. In the figure, a wiring 18 is formed from the electrode 14 of the semiconductor chip 12 toward the center of the active surface 12a, and each wiring 18 is connected to the conductive foil 22. External electrodes 26 are provided. The area excluding the external electrodes 26 is covered and protected by the substrate 20 ο
電極 1 4は、 半導体チップ 1 2の周辺部に位置する、 いわゆる周辺電極型の例 であるが、 半導体チップの周辺領域よりも内側領域に電極が形成されたエリァァ レイ配置型の半導体チップを用いても良い。 The electrode 14 is an example of a so-called peripheral electrode type located at the peripheral portion of the semiconductor chip 12, but an area array type semiconductor chip in which an electrode is formed in a region inside the peripheral region of the semiconductor chip is used. May be.
なお、 同図に示されるように、 外部電極 2 6は半導体チップ 1 2の電極 1 4上 ではなく半導体チップ 1 2の能動領域 (能動素子が形成されている領域) に設け られている。 中間層 1 6を能動領域に設け、 更に配線 1 8を能動領域内に配設す る (引き込む) ことで、 外部電極 2 6を能動領域内に設けることができる。 すな わち、 ピッチ変換をすることができる。 従って外部電極 2 6を配置する際に能動 領域内、 すなわち一定の面としての領域が提供できることになり、 外部電極 2 6 の設定位置の自由度が非常に増すことになる。 As shown in the figure, the external electrode 26 is provided not on the electrode 14 of the semiconductor chip 12 but in the active area of the semiconductor chip 12 (the area where the active elements are formed). The external electrode 26 can be provided in the active area by providing the intermediate layer 16 in the active area and further arranging (pulling) the wiring 18 in the active area. That is, pitch conversion can be performed. Therefore, when arranging the external electrode 26, an active area, that is, an area as a fixed surface can be provided, and the degree of freedom of the setting position of the external electrode 26 is greatly increased.
そして、 配線 1 8を必要な位置で屈曲させることにより、 外部電極 2 6は格子 状に並ぶように設けられている。 なお、 これは、 本発明の必須の構成ではないの で、 外部電極 2 6は必ずしも格子状に並ぶように設けなくても良い。 The external electrodes 26 are provided so as to be arranged in a grid by bending the wiring 18 at a required position. Since this is not an essential configuration of the present invention, the external electrodes 26 do not necessarily have to be provided so as to be arranged in a lattice.
また、 図 2には、 電極 1 4と配線 1 8との接合部において、 電極 1 4の幅と配 線 1 8の幅が、
配線 1 8 <電極 1 4 Further, in FIG. 2, at the junction between the electrode 14 and the wiring 18, the width of the electrode 14 and the width of the wiring 18 are Wiring 1 8 <electrode 1 4
となっているが、 実際には、 However, in fact,
電極 1 配線 1 8 Electrode 1 Wiring 1 8
とすることが好ましい。 特に、 It is preferable that In particular,
電極 1 4 <配線 1 8 Electrode 1 4 <Wiring 1 8
となる場合には、 配線 1 8の抵抗値が小さくなるばかりか、 強度が増すので断線 が防止される。 In this case, not only the resistance value of the wiring 18 is reduced but also the strength is increased, so that disconnection is prevented.
なお、 本実施形態では、 中間層 1 6が応力緩和機能を有するが、 凹部 1 6 aが 形成されることだけでも、 ストレスを吸収することが可能である。 したがって、 中間層 1 6として、 応力緩和機能を有しない材質からなる層 (例えば単なる絶縁 層又は保護層) を形成した構造であっても、 ストレスの吸収が可能となる。 次に、 図 3 A〜図 3 Eは、 本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する 図である。 まず、 図 3 Aに示すように、 例えばアルミニウム (A 1 ) からなる電 極 1 4を有する半導体チップ 1 2を用意する。 なお、 電極 1 4を避けて半導体チ ップ 1 2には、 図示しないパッシベ一シヨン膜が形成されている。 ゥエーハ状の 半導体素子に対して、 本発明に係る工程を行うときでも、 市販されているゥェ一 ハを用意すればよい。 そして、 半導体チップ 1 2の能動面 1 2 aに、 図示しない ポリイミ ド樹脂をスピンコートなどの方法で設ける。 あるいは、 予めフィルム状 にされたポリイミ ド樹脂等を、 能動面 1 2 aに貼り付けてもよい。 In the present embodiment, the intermediate layer 16 has a stress relaxation function, but the stress can be absorbed only by forming the concave portion 16a. Therefore, even if the intermediate layer 16 has a structure in which a layer made of a material having no stress relaxation function (for example, a mere insulating layer or a protective layer) is formed, stress can be absorbed. Next, FIGS. 3A to 3E are diagrams illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. First, as shown in FIG. 3A, a semiconductor chip 12 having an electrode 14 made of, for example, aluminum (A 1) is prepared. In addition, a passivation film (not shown) is formed on the semiconductor chip 12 so as to avoid the electrode 14. Even when the process according to the present invention is performed on the wafer-shaped semiconductor element, a commercially available wafer may be prepared. Then, a polyimide resin (not shown) is provided on the active surface 12a of the semiconductor chip 12 by a method such as spin coating. Alternatively, a polyimide resin or the like previously formed into a film may be attached to the active surface 12a.
そして、 フォトリソグラフィの工程を経て、 図 3 Bに示すように、 凹部 1 6 a を有する中間層 1 6を形成する。 なお、 凹部 1 6 aをフォトリソグラフィにより 形成する場合には、 それに適した材料を中間層 1 6の材料として選ぶことが好ま しい。 Then, through a photolithography process, an intermediate layer 16 having a concave portion 16a is formed as shown in FIG. 3B. When the recess 16a is formed by photolithography, it is preferable to select a material suitable for the photolithography as the material of the intermediate layer 16.
続いて、 図 3 Cに示すように、 電極 1 4から中間層 1 6上に至る配線 1 8を形 成する。 例えば、 スパッ夕リングにより 1 0 0オングストロ一ム ( 1 0— 1 Q m) のチタンタングステン (T i— W) 層を形成し、 その上に同様にスパッタリング により 1 mの銅 (C u ) 層を形成し、 こうして得られた金属膜を、 所定のパ夕 —ンにエッチングして配線 1 8を形成する。
そして、 図 3 Dに示すように、 接着剤 2 4を介して、 基板 2 0を貼り付ける。 基板 2 0には、 予め貫通穴 2 0 aが形成されているとともに、 貫通穴 2 0 aを覆 う位置に導電箔 2 2が設けられている。 Subsequently, as shown in FIG. 3C, a wiring 18 extending from the electrode 14 to the intermediate layer 16 is formed. For example, to form a titanium tungsten (T i-W) layer of 1 0 0 Å Ichimu by sputtering evening ring (1 0- 1 Q m), copper (C u) layer of 1 m in the same sputtering thereon Is formed, and the metal film thus obtained is etched in a predetermined pattern to form a wiring 18. Then, as shown in FIG. 3D, the substrate 20 is attached via an adhesive 24. A through hole 20a is formed in advance on the substrate 20, and a conductive foil 22 is provided at a position covering the through hole 20a.
なお、 導電箔 2 2及び配線 1 8の双方の接合面のうち少なくとも一方に、 例え ば、 スズ (S n ) 、 金 (A u ) 又はハンダ等をメツキして、 低温ろうを設けるこ とが好ましい。 In addition, for example, tin (Sn), gold (Au), solder, or the like may be applied to at least one of the joining surfaces of both the conductive foil 22 and the wiring 18 to provide a low-temperature solder. preferable.
そして、 導電箔 2 2が配線 1 8上に接触するように基板 2 0を載せて、 基板 2 0の上から熱及び圧力を加える。 こうして、 低温ろうが溶融して導電箔 2 2と配 線 1 8とが電気的に接続される。 この接続は、 超音波等を印加して行われても良 レ、 Then, the substrate 20 is placed so that the conductive foil 22 contacts the wiring 18, and heat and pressure are applied from above the substrate 20. In this way, the low-temperature solder melts, and the conductive foil 22 and the wiring 18 are electrically connected. This connection can be made by applying ultrasonic waves, etc.
次に、 図 3 Eに示すように、 基板 2 0の貫通穴 2 0 aを介して、 導電箔 2 2に 外部電極 2 6を形成する。 例えば、 導電箔 2 2上に、 ハンダボ一ルを載せたり、 ハンダメツキを積み上げたり、 ハンダぺ一ストを印刷したり、 銅 (C u ) 又は二 ヅケル (N i ) あるいはその両方のメツキを施してさらにハンダ又は金 (A u ) のメツキを施したりすることで、 外部電極 2 6を形成する。 Next, as shown in FIG. 3E, an external electrode 26 is formed on the conductive foil 22 through the through hole 20a of the substrate 20. For example, on the conductive foil 22, a solder ball is placed, a solder plating is stacked, a solder paste is printed, and a copper (Cu) or nickel (Ni) or both plating is applied. Further, the external electrode 26 is formed by applying solder or gold (Au).
以上の工程によって、 半導体装置 1 0を得ることができる。 なお、 半導体チッ プ 1 2がゥエーハ状のものである場合には、 ダイシングを行って個片に切断する ことで半導体装置 1 0が得られる。 半導体装置 1 0は、 その後、 品質検査を行つ てトレイ詰めされる。 Through the above steps, the semiconductor device 10 can be obtained. When the semiconductor chip 12 is in the shape of a wafer, the semiconductor device 10 can be obtained by dicing and cutting into individual pieces. After that, the semiconductor device 10 is subjected to quality inspection and packed in trays.
なお、 本実施形態では、 配線 1 8は傾斜面 1 6 b上に形成されているが、 凹部 1 6 a側の傾斜面に形成されてもよい。 このことは、 以下の実施形態でも同様で ある。 こうすれば、 配線 1 8の大部分は、 中間層 1 6を通り、 保護されるため、 装置信頼性が向上する。 In the present embodiment, the wiring 18 is formed on the inclined surface 16b, but may be formed on the inclined surface on the concave portion 16a side. This is the same in the following embodiments. In this way, most of the wiring 18 passes through the intermediate layer 16 and is protected, so that device reliability is improved.
(第 2実施形態) (Second embodiment)
図 4は、 第 2実施形態に係る半導体装置を示す図である。 同図に示す半導体装 置 3 0は、 図 1に示す半導体装置 1 0の凹部 1 6 aに、 樹脂 3 2が充填されたこ とを特徴としており、 それ以外の構成は半導体装置 1 0と同様である。 図 4に示 す凹部 1 6 aの開口端部は、 外部電極 2 6の根本の部分の大きさよりもかなり大
きいが、 これに限定されず、 外部電極 2 6の根本の部分の大きさとほぼ等しいか あるいはそれ以上であればよい。 さらに、 外部電極 2 6の根本の一部に、 凹部 1 6 aの開口が位置しても良く、 この場合は、 この開口が中間層の変形を許し、 応 力緩和効果を発揮できる。 また、 凹部 1 6 aは、 中間層 1 6を貫通してその下の パヅシベーシヨン膜 (図示せず) を露出させてもよいが、 中間層 1 6を貫通しな いように凹部 1 6 aの底部に中間層 1 6の一部を残しても良い。 FIG. 4 is a diagram illustrating a semiconductor device according to the second embodiment. The semiconductor device 30 shown in FIG. 10 is characterized in that the resin 16 is filled in the recess 16 a of the semiconductor device 10 shown in FIG. 1, and other configurations are the same as those of the semiconductor device 10. It is. The open end of the recess 16 a shown in FIG. 4 is considerably larger than the size of the root of the external electrode 26. However, the size is not limited to this, and may be approximately equal to or larger than the size of the root of the external electrode 26. Further, an opening of the concave portion 16a may be located at a part of the root of the external electrode 26. In this case, the opening allows deformation of the intermediate layer, and can exert a stress relaxation effect. The recess 16a may penetrate the intermediate layer 16 to expose a passivation film (not shown) thereunder. However, the recess 16a may be formed so as not to penetrate the intermediate layer 16. A part of the intermediate layer 16 may be left at the bottom.
樹脂 3 2として、 例えば感光性レジストとして使用されるポリイミ ド樹脂、 シ リコンゲル又はゴム等のうち、 中間層 1 6よりもヤング率が低くて柔らかいもの を使用することが好ましい。 こうすることで、 凹部 1 6 aにより形成される空間 を埋めることができるので、 リフロー工程などの加熱時に、 空気や水蒸気の膨張 によるクラックを防止することができる。 As the resin 32, it is preferable to use, for example, a polyimide resin, silicone gel, rubber, or the like used as a photosensitive resist, which has a lower Young's modulus than the intermediate layer 16 and is soft. By doing so, the space formed by the concave portion 16a can be filled, so that cracks due to expansion of air or water vapor during heating in a reflow step or the like can be prevented.
樹脂 3 2は、 基板 2 0を貼り付ける前に充填してもよいし、 基板 2 0に穴を形 成しておき基板 2 0を貼り付けてから穴を介して充填してもよい。 The resin 32 may be filled before the substrate 20 is attached, or a hole may be formed in the substrate 20 and the substrate 20 may be attached and then filled via the hole.
また、 本実施形態のように凹部に樹脂を充填することは、 以下の全ての実施形 態においても適用することができる。 Filling the concave portion with resin as in the present embodiment can be applied to all the following embodiments.
(第 3実施形態) (Third embodiment)
図 5は、 第 3実施形態に係る半導体装置を示す図である。 同図に示す半導体装 置 4 0は、 図 1に示す半導体装置 1 0と同様に、 半導体チップ 1 2、 電極 1 4、 中間層 1 6及び配線 1 8を有し、 中間層 1 6には凹部 1 6 aが形成されている。 中間層 1 6上には接着剤 2 4を介して基板 4 2が貼り付けられている。 基板 4 2は、 例えば、 第 1実施形態で中間層 1 6の材料として挙げたポリイミ ド樹脂等 のヤング率の低い材料から形成された膜である。 基板 4 2上には、 配線状にパ夕 ーン化された導電箔 4 4が形成され、 導電箔 4 4上に外部電極 4 6が形成されて いる。 基板 4 2には、 配線 1 8のうち中間層 1 6の上に位置する部分上に、 貫通 穴 4 2 aが形成されている。 貫通穴 4 2 aには、 電気的接合部 4 8が形成されて、 導電箔 4 4と配線 1 8とが電気的に接続されている。 また、 導電箔 4 4の上には ソルダレジスト層 4 9が、 外部電極 4 6を避けて設けられて、 導電箔 4 4を保護 している。
次に、 半導体装置 4 0の製造方法を説明する。 まず、 図 3 A〜図 3 Cに示すェ 程を経て、 半導体チップ 1 2に、 中間層 1 6及び配線 1 8を形成し、 中間層 1 6 には凹部 1 6 aを形成する。 FIG. 5 is a diagram illustrating a semiconductor device according to the third embodiment. The semiconductor device 40 shown in the figure has a semiconductor chip 12, an electrode 14, an intermediate layer 16 and a wiring 18, similarly to the semiconductor device 10 shown in FIG. 1, and the intermediate layer 16 has A recess 16a is formed. The substrate 42 is attached on the intermediate layer 16 via an adhesive 24. The substrate 42 is, for example, a film formed of a material having a low Young's modulus, such as polyimide resin, which is mentioned as the material of the intermediate layer 16 in the first embodiment. A conductive foil 44 formed into a wiring pattern is formed on the substrate 42, and an external electrode 46 is formed on the conductive foil 44. In the substrate 42, a through hole 42 a is formed on a portion of the wiring 18 located above the intermediate layer 16. An electrical joint 48 is formed in the through hole 42 a, and the conductive foil 44 and the wiring 18 are electrically connected. Further, a solder resist layer 49 is provided on the conductive foil 44 so as to avoid the external electrode 46, and protects the conductive foil 44. Next, a method for manufacturing the semiconductor device 40 will be described. First, through the steps shown in FIGS. 3A to 3C, the intermediate layer 16 and the wiring 18 are formed in the semiconductor chip 12, and the concave portion 16a is formed in the intermediate layer 16.
そして、 中間層 1 6上に、 接着剤 2 4を介して基板 4 2を貼り付け、 基板 4 2 に貫通穴 4 2 aを形成する。 なお、 予め基板 4 2に貫通穴 4 2 aを形成してから、 これを貼り付けてもよい。 Then, the substrate 42 is pasted on the intermediate layer 16 via an adhesive 24 to form a through hole 42 a in the substrate 42. Note that the through holes 42a may be formed in the substrate 42 in advance, and then may be attached.
次に、 基板 4 2に導電箔 4 4を形成する。 導電箔 4 4は、 例えば、 スパッタリ ング、 電解メツキ、 無電解メツキ等によって形成することができる。 導電箔 4 4 のパターン化にはフォトリソグラフィの技術を使用してもよい。 あるいは、 予め 基板 4 2にパターン化された導電箔 4 4を設けておいてから、 これを中間層 1 6 上に貼り付けてもよい。 Next, a conductive foil 44 is formed on the substrate 42. The conductive foil 44 can be formed by, for example, sputtering, electrolytic plating, electroless plating, or the like. Photolithography technology may be used for patterning the conductive foil 44. Alternatively, a patterned conductive foil 44 may be provided on the substrate 42 in advance, and this may be attached to the intermediate layer 16.
そして、 例えば、 無電解メツキにより、 あるいはこれに電解メツキを加えるな どの方法で、 基板 4 2の貫通穴 4 2 aを含む領域に電気的接合部 4 8を設ける。 次に、 導電箔 4 4上に、 外部電極 4 6の形成領域を避けてソルダレジスト層 4 9を設けてから、 外部電極 4 6を形成する。 外部電極 4 6の形成方法は、 第 1実 施形態の外部電極 2 6の形成方法と同様である。 Then, for example, by an electroless plating or a method such as adding an electrolytic plating thereto, an electric connection portion 48 is provided in a region including the through hole 42 a of the substrate 42. Next, a solder resist layer 49 is provided on the conductive foil 44 so as to avoid a region where the external electrode 46 is formed, and then the external electrode 46 is formed. The method for forming the external electrodes 46 is the same as the method for forming the external electrodes 26 in the first embodiment.
以上のようにして製造される半導体装置 4 0によっても、 中間層 1 6に凹部 1 6 aが形成されているので、 外部電極 2 6に加えられるストレスを吸収すること ができる。 Also in the semiconductor device 40 manufactured as described above, since the recess 16a is formed in the intermediate layer 16, the stress applied to the external electrode 26 can be absorbed.
(第 4実施形態) (Fourth embodiment)
図 6は、 第 4実施形態に係る半導体装置を示す図である。 同図に示す半導体装 置 5 0は、 図 1に示す半導体装置 1 0と同様に、 電極 5 4を有する半導体チップ 5 2に中間層 5 6が形成され、 中間層 5 6には凹部 5 6 aが形成されている。 ま た、 電極 5 4から中間層 5 6上にかけて配線 5 8が形成され、 配線 5 8と一体的 に導電箔 6 0が中間層 5 6上に形成されている。 導電箔 6 0には、 少なくとも一 つの穴 6 0 aが形成されている。 そして、 導電箔 6 0における凹部 5 6 a上の領 域に、 外部電極 6 2が形成されている。 また、 外部電極 6 2を避けて、 配線 5 8 及び導電箔 6 0上にソルダレジスト層 6 4が形成されて、 これらが保護されてい
る o FIG. 6 is a diagram illustrating a semiconductor device according to the fourth embodiment. In the semiconductor device 50 shown in the figure, an intermediate layer 56 is formed on a semiconductor chip 52 having electrodes 54, and a concave portion 56 is formed in the intermediate layer 56, similarly to the semiconductor device 10 shown in FIG. a is formed. Further, a wiring 58 is formed from the electrode 54 to the intermediate layer 56, and a conductive foil 60 is formed on the intermediate layer 56 integrally with the wiring 58. At least one hole 60a is formed in conductive foil 60. The external electrode 62 is formed in a region on the concave portion 56 a in the conductive foil 60. Further, a solder resist layer 64 is formed on the wiring 58 and the conductive foil 60 so as to avoid the external electrodes 62, and these are protected. O
本実施形態は、 その製造方法に特徴がある。 図 7 A〜図 8 Cは、 本実施形態に 係る半導体装置の製造方法を説明する図である。 This embodiment is characterized by its manufacturing method. 7A to 8C are diagrams illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.
本実施形態では、 基板を使用しないのでゥェ一ハに対して中間層 5 6や外部電 極 6 2等を形成してから、 これを切断することが好ましい。 これに対して、 基板 を使用する形態 (第 1〜第 3実施形態) では、 テープ状の基板を個片の半導体チ ップに貼り付けることができる。 In the present embodiment, since no substrate is used, it is preferable to form the intermediate layer 56, the external electrode 62, and the like on the wafer, and then cut this. On the other hand, in the embodiment using the substrate (the first to third embodiments), the tape-shaped substrate can be attached to the individual semiconductor chip.
まず、 図 7 Aに示すように、 半導体チップ 5 2の能動面 5 2 aに、 電極 5 4を 避けて中間層 5 6を形成する。 中間層 5 6は、 図 1に示す中間層 1 6と同様の材 料で形成される。 中間層 5 6がヤング率の低い材料で形成される場合には、 中間 層 5 6によっても応力緩和機能を果たす。 あるいは、 応力緩和機能を果たさない ような硬い材料 (例えば、 酸化マグネシウム (M g O ) 等の無機物) で中間層 5 6を形成してもよい。 First, as shown in FIG. 7A, an intermediate layer 56 is formed on the active surface 52 a of the semiconductor chip 52 while avoiding the electrode 54. The intermediate layer 56 is formed of the same material as the intermediate layer 16 shown in FIG. When the intermediate layer 56 is formed of a material having a low Young's modulus, the intermediate layer 56 also performs a stress relaxation function. Alternatively, the intermediate layer 56 may be formed of a hard material (for example, an inorganic substance such as magnesium oxide (MgO)) that does not perform the stress relaxation function.
なお、 中間層 5 6が後の工程でエッチングされるときに、 半導体チップ 5 2の 能動面 5 2 aがエッチングされないように、 中間層 5 6は、 半導体パシベ一ショ ン膜と材質において異なることが好ましい。 そのためには、 中間層 5 6は、 半導 体チップ 5 2の表面に露出する物質がエッチングされない条件下で、 エッチング 可能な材料で形成されることが好ましい。 The intermediate layer 56 may be different in material from the semiconductor passivation film so that the active surface 52 a of the semiconductor chip 52 is not etched when the intermediate layer 56 is etched in a later step. Is preferred. For this purpose, the intermediate layer 56 is preferably formed of a material that can be etched under the condition that the material exposed on the surface of the semiconductor chip 52 is not etched.
次に、 図 7 Bに示すように、 電極 5 4から中間層 5 6上にかけて、 金属膜 6 6 を形成する。 その製造方法は、 第 1実施形態の配線 1 8を形成するための金属膜 の形成方法と同様である。 この場合、 後述する外部端子 6 2のス トレスが配線 5 8に直接かかるので、 配線 5 8の厚さは 5〜2 0〃m程度とすることが好ましい c 金属膜 6 6は、 後述する工程でエッチングされて配線 5 8及び導電箔 6 0を形成 するものである。 Next, as shown in FIG. 7B, a metal film 66 is formed from the electrode 54 to the intermediate layer 56. The manufacturing method is the same as the method of forming the metal film for forming the wiring 18 of the first embodiment. Step this case, it takes directly to the external terminal 6 2 of the stress wiring 5 8 to be described later, c metal film 6 6 thickness is preferably about 5 to 2 0〃M wiring 5 8, to be described later The wiring 58 and the conductive foil 60 are formed by etching.
次に、 図 7 Cに示すように、 金属膜 6 6における導電箔 6 0となる部分に、 穴 6 0 aを形成し、 この穴 6 0 aを介して、 中間層 5 6をエッチング液又はエッチ ングガス (ェヅチャント) にさらす。 例えば、 中間層 5 6をポリイミ ド等の樹脂 で形成した場合、 エツチャントとしては、 K 0 H等の強アルカリ水溶液や、 〇2
又は C F 4 等のドライエッチングガスが好ましく、 中間層 5 6を酸化マグネシゥ ム (M g O ) 等で形成した場合には、 熱リン酸水溶液等が好ましい。 その後、 必 要に応じて、 エツチャントを除去する。 特に、 ウエッ トプロセスの場合は、 水洗、 リンス工程を加えることが好ましい。 こうして、 図 7 Dに示すように、 中間層 5 6がエッチングされて凹部 5 6 aが形成される。 Next, as shown in FIG. 7C, a hole 60a is formed in a portion of the metal film 66 that will become the conductive foil 60, and the intermediate layer 56 is etched with an etching solution or Exposure to etching gas. For example, when the intermediate layer 5 6 formed of resin such as polyimide, as is Etsuchanto, and strong alkaline aqueous solution such as K 0 H, 〇 2 Alternatively, a dry etching gas such as CF 4 is preferable. When the intermediate layer 56 is formed of magnesium oxide (MgO) or the like, a hot phosphoric acid aqueous solution or the like is preferable. Then remove etchants as needed. In particular, in the case of a wet process, it is preferable to add a washing step and a rinsing step. Thus, as shown in FIG. 7D, the intermediate layer 56 is etched to form the concave portion 56a.
続いて、 図 8 Aに示すように、 金属膜 6 6をパターニングして、 配線 5 8及び 導電箔 6 0を形成する。 そして、 図 8 Bに示すようにソルダレジスト層 6 4を形 成して、 図 8 Cに示すように外部電極 6 2を形成する。 ソルダレジストとしては、 感光性のポリイミ ド樹脂やエポキシ樹脂ドライフィルム等が用いられることが多 い。 外部電極 6 2の形成方法は、 第 1実施形態と同様である。 こうして、 半導体 装置 5 0が得られる。 本実施形態においても、 第 1実施形態と同様の効果を達成 することができる。 Subsequently, as shown in FIG. 8A, the metal film 66 is patterned to form the wiring 58 and the conductive foil 60. Then, a solder resist layer 64 is formed as shown in FIG. 8B, and an external electrode 62 is formed as shown in FIG. 8C. As the solder resist, a photosensitive polyimide resin or an epoxy resin dry film is often used. The method of forming the external electrodes 62 is the same as in the first embodiment. Thus, the semiconductor device 50 is obtained. Also in the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be achieved.
さらに、 本実施形態によって製造された半導体装置 5 0は、 導電箔 6 0に穴 6 0 aが形成されているので、 導電箔 6 0が変形しやすくなつている。 したがって、 凹部 5 6 a上で浮いた状態となった導電箔 6 0によるストレスの吸収効果が一層 高められている。 Further, in the semiconductor device 50 manufactured according to the present embodiment, since the hole 60a is formed in the conductive foil 60, the conductive foil 60 is easily deformed. Therefore, the effect of absorbing the stress by the conductive foil 60 floating on the concave portion 56a is further enhanced.
(第 5実施形態) (Fifth embodiment)
図 9 A〜図 9 Cは、 第 5実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。 本実施形態では、 図 9 Aに示すように、 電極 7 4を有する半導体チップ 7 2に 中間層 7 6を形成する。 中間層 7 6上には導電箔 8 0を形成し、 導電箔 8 0から 電極 7 4に至るように配線 7 8を形成する。 配線 7 8及び導電箔 8 0上には、 ソ ルダレジスト層 8 4を形成する。 また、 導電箔 8 0には、 穴 8 0 aを形成する。 なお、 中間層 7 6の形成方法は図 7 Aに示す方法と同じであり、 配線 7 8及び 穴 8 0 a並びに導電箔 8 0の形成方法は図 7 B〜図 8 Aに示す方法と同じである。 また、 ソルダレジスト層 8 4は、 外部電極 8 2 (図 9 B参照) を避ける領域に形 成される。 9A to 9C are views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 9A, an intermediate layer 76 is formed on a semiconductor chip 72 having electrodes 74. A conductive foil 80 is formed on the intermediate layer 76, and a wiring 78 is formed from the conductive foil 80 to the electrode 74. On the wiring 78 and the conductive foil 80, a solder resist layer 84 is formed. A hole 80a is formed in the conductive foil 80. The method for forming the intermediate layer 76 is the same as the method shown in FIG. 7A, and the method for forming the wiring 78, the hole 80a, and the conductive foil 80 is the same as the method shown in FIGS. 7B to 8A. It is. Also, the solder resist layer 84 is formed in a region avoiding the external electrode 82 (see FIG. 9B).
そして、 導電箔 8 0上に外部電極 8 2を形成し、 これに伴って生じる残渣を除 去してから、 外部電極 8 2及びソルダレジス ト層 8 4上に、 被覆層 8 6を形成す
る (図 9 B参照) 。 被覆層 8 6は、 中間層 7 6のエッチング条件下では、 ェヅチ ングされにくい材料から形成される。 Then, an external electrode 82 is formed on the conductive foil 80, and a residue generated thereby is removed. Then, a coating layer 86 is formed on the external electrode 82 and the solder resist layer 84. (See Figure 9B). The coating layer 86 is formed of a material that is not easily etched under the etching conditions of the intermediate layer 76.
続いて、 導電箔 8 0の穴 8 0 aを介して、 図 7 Dの工程と同様にして、 中間層 7 6に凹部 7 6 aを形成し、 被覆層 8 6を除去して、 図 9 Cに示す半導体装置 7 0が得られる。 Subsequently, a recess 76a is formed in the intermediate layer 76 through the hole 80a of the conductive foil 80 in the same manner as in the step of FIG. 7D, and the coating layer 86 is removed. A semiconductor device 70 shown in C is obtained.
本実施形態によれば、 外部電極 8 2を形成するときに生じる残渣を除去してか ら、 中間層 7 6に凹部 7 6 aを形成するので、 凹部 7 6 aに残渣が残らない。 ま た、 本実施形態により製造された半導体装置 7 0の特徴は、 第 4実施形態と同様 あ 。 According to the present embodiment, after the residue generated when forming the external electrode 82 is removed, the concave portion 76a is formed in the intermediate layer 76, so that no residue remains in the concave portion 76a. The features of the semiconductor device 70 manufactured according to the present embodiment are the same as those of the fourth embodiment.
(第 6実施形態) (Sixth embodiment)
図 1 0 A〜図 1 0 Cは、 第 6実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図で める。 10A to 10C are views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment.
本実施形態では、 図 1 0 Aに示すように、 電極 1 0 4を避けて能動面 1 0 2 a 上にパシベ一シヨン膜 1 0 6が形成された半導体チップ 1 0 2が使用される。 パ シべ一シヨン膜 1 0 6は、 図 1 0 Cに示す中間層 1 0 8と共通する性質を有する 材料で形成される。 すなわち、 パシベ一シヨン膜 1 0 6は、 中間層 1 0 8のエツ チング条件下で、 エッチングされる材料で形成されている。 例えば、 中間層 1 0 8及びパシベ一シヨン膜 1 0 6をいずれもポリイ ミ ド樹脂で形成した場合が該当 する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 10A, a semiconductor chip 102 having a passivation film 106 formed on an active surface 102 a avoiding the electrode 104 is used. The passivation film 106 is formed of a material having the same properties as the intermediate layer 108 shown in FIG. 10C. That is, the passivation film 106 is formed of a material that is etched under the etching condition of the intermediate layer 108. For example, the case where both the intermediate layer 108 and the passivation film 106 are formed of polyimide resin is applicable.
このような場合、 図 1 0 Bに示すように、 パシベーシヨン膜 1 0 6上において、 少なくとも凹部 1 0 8 a (図 1 0 C参照) の下の位置に、 被覆層 1 1 8を形成す る。 被覆層 1 1 8は、 中間層 1 0 8及びパシベ一シヨン膜 1 0 6のエッチング条 件下ではエッチングされない材料で形成されている。 例えば、 中間層 1 0 8及び パシベ一シヨン膜 1 0 6がポリイミ ド樹脂から形成される場合には、 被覆層 1 1 8を、 C r、 T i一 W、 T i等の金属薄膜とすればよい。 In such a case, as shown in FIG. 10B, a coating layer 118 is formed on the passivation film 106 at least at a position below the recess 108 a (see FIG. 10C). . The coating layer 118 is formed of a material that is not etched under the etching conditions of the intermediate layer 108 and the passivation film 106. For example, when the intermediate layer 108 and the passivation film 106 are formed of polyimide resin, the coating layer 118 may be made of a metal thin film such as Cr, Ti-1W, Ti, or the like. I just need.
その後、 図 7 A〜図 8 Cに示すのと同様の工程により、 図 1 0 Cに示すように、 凹部 1 0 8 aを有する中間層 1 0 8、 配線 1 1 0、 穴 1 1 2 aを有する導電箔 1 1 2、 外部電極 1 1 4及びソルダレジスト層 1 1 6を形成する。
本実施形態によれば、 被覆層 1 1 8によってパシベ一シヨン膜 1 0 6が覆われ ているので、 中間層 1 0 8をエッチングして凹部 1 0 8 aを形成するときに、 ノ シべ一シヨン膜 1 0 6までもエッチングされることを防止できる。 こうして、 凹 部 1 0 8 a内に能動素子が露出することを防止できる。 応力緩和機能に関する特 徴は、 上述した実施形態と同様である。 Then, by the same process as shown in FIGS. 7A to 8C, as shown in FIG. 10C, the intermediate layer 108 having the concave portion 108a, the wiring 110, the hole 111 The conductive foil 111, the external electrode 114, and the solder resist layer 116 having the above are formed. According to the present embodiment, since the passivation film 106 is covered with the covering layer 118, when the intermediate layer 108 is etched to form the recessed portion 108 a, it is difficult to form the recess 108 a. Etching can be prevented up to the film 106. Thus, it is possible to prevent the active element from being exposed in the concave portion 108a. The features related to the stress relaxation function are the same as in the above-described embodiment.
(第 7実施形態) (Seventh embodiment)
図 1 1 A及び図 1 1 Bは、 第 7実施形態に係る半導体装置の一部を示す図であ る。 なお、 図 1 1 Bは、 図 1 1 Aの B— B線断面図である。 本実施形態に係る半 導体装置 1 2 0は、 図 1に示す半導体装置 1 0における基板 2 0及び導電箔 2 2 に、 穴 1 2 2、 1 2 4が形成されたものである。 FIGS. 11A and 11B are views showing a part of the semiconductor device according to the seventh embodiment. FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 11A. The semiconductor device 120 according to the present embodiment is obtained by forming holes 122, 124 in the substrate 20 and the conductive foil 22 of the semiconductor device 10 shown in FIG.
本実施形態によれば、 穴 1 2 2、 1 2 4が形成されたことで、 基板 2 0及び導 電箔 2 2が変形しやすくなり、 応力緩和機能が高められている。 According to this embodiment, since the holes 122 and 124 are formed, the substrate 20 and the conductive foil 22 are easily deformed, and the stress relaxation function is enhanced.
(第 8実施形態) (Eighth embodiment)
図 1 2は、 第 8実施形態に係る半導体装置を示す図である。 同図に示す半導体 装置 1 3 0は、 半導体チヅプ 1 3 2の能動面 1 3 2 a上に、 電極 1 3 4から配線 1 3 6が形成されている。 配線 1 3 6の上には中間層 1 3 8が形成されている。 そして、 中間層 1 3 8には、 配線 1 3 6上の位置で配線 1 3 6が露出するように、 凹部 1 3 8 aが形成されている。 中間層 1 3 8の上には、 接着剤 1 4 2を介して、 基板 1 4 6が設けられている。 この基板 1 4 6には、 凹部 1 3 8 aの上方の位置 で、 かつ、 この凹部 1 3 8 aに対向する面に、 導電箔 1 4 4が形成されている。 また、 基板 1 4 6には、 凹部 1 3 8 aの上方において、 貫通穴 1 4 6 aが形成さ れており、 導電箔 1 4 4が反対側の面から露出するようになっている。 そして、 貫通穴 1 4 6 aを介して、 外部電極 1 4 8が形成されている。 FIG. 12 is a diagram showing a semiconductor device according to the eighth embodiment. In the semiconductor device 130 shown in the figure, a wiring 136 is formed from an electrode 134 on an active surface 132 a of a semiconductor chip 132. An intermediate layer 1 38 is formed on the wiring 1 36. The intermediate layer 1338 is provided with a concave portion 1338a such that the wiring 1336 is exposed at a position above the wiring 1336. A substrate 146 is provided on the intermediate layer 138 via an adhesive 142. A conductive foil 144 is formed on the substrate 146 at a position above the concave portion 138a and on a surface facing the concave portion 138a. Further, a through-hole 146a is formed in the substrate 146 above the recessed portion 138a, so that the conductive foil 144 is exposed from the opposite surface. An external electrode 148 is formed through the through hole 146a.
さらに、 凹部 1 3 8 aには、 導電ペースト 1 4 0が充填されている。 導電ぺ一 スト 1 4 0は、 図 4に示す凹部 1 6 aに充填された樹脂 3 2と同様に柔らかい樹 脂に、 銀 (A g ) 、 銅 (C u ) 、 銀メツキ銅又は金 (A u ) などの導電フイラ一 が添加されたものである。 この導電べ一スト 1 4 0によって、 配線 1 3 6と導電 箔 1 4 4とが電気的に接続される。
本実施形態においても、 中間層 138に凹部 138 aが形成されていることで、 応力緩和機能を果たすことができる。 Further, the recesses 138 a are filled with the conductive paste 140. The conductive paste 140 is made of a soft resin like silver (Ag), copper (Cu), silver plated copper, or gold (resin), like the resin 32 filled in the recess 16a shown in FIG. A u) and other conductive fillers are added. The conductive base 144 electrically connects the wiring 136 to the conductive foil 144. Also in the present embodiment, since the recess 138a is formed in the intermediate layer 138, a stress relaxation function can be achieved.
(第 9実施形態) (Ninth embodiment)
図 13 A〜図 14Bは、 第 9実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図で ある。 本実施形態では、 図 1 OAに示す半導体チップ 102と同様に、 パシベー シヨン膜 (図示せず) が能動面 152 aに形成された半導体チヅプ 152が使用 される。 このパシベ一シヨン膜は、 中間層 158のエッチング条件下で、 エッチ ングされる材料から形成される。 13A to 14B are views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the ninth embodiment. In the present embodiment, a semiconductor chip 152 having a passivation film (not shown) formed on an active surface 152a is used, similarly to the semiconductor chip 102 shown in FIG. 1OA. This passivation film is formed from a material to be etched under the etching conditions of the intermediate layer 158.
図 13 Aに示すように、 能動面 152 aにおけるパシベ一シヨン膜上に被覆層 156を形成する。 被覆層 156は、 中間層 158のエッチング条件下ではエツ チングされない材料 (例えば、 クローム (C r ) 、 チタン (T i) 、 チタンタン グステン (T i一 W) 又は銅 (Cu) など) から形成される。 被覆層 156は、 例えばスパッタリングにより形成される。 As shown in FIG. 13A, a coating layer 156 is formed on the passivation film on the active surface 152a. The coating layer 156 is formed from a material that is not etched under the etching conditions of the intermediate layer 158 (eg, chrome (Cr), titanium (Ti), titanium tungsten (Ti-W), or copper (Cu)). You. The coating layer 156 is formed, for example, by sputtering.
次に、 図 13 Bに示すように、 被覆層 156上を含み電極 154を避けて、 中 間層 158を形成する。 中間層 158の材料は、 第 1実施形態と同様である。 そして、 図 13 Cに示すように、 電極 154から中間層 158にかけて配線 1 60を形成し、 配線 160に電気的に接続するように導電箔 162を形成する。 具体的には、 スパッタリングにて、 クローム (Cr) 、 チタン (T i) 、 チタン タングステン (T i—W) 又は銅 (Cu) 、 あるいはこれらのうち複数が積層さ れた金属膜を形成し、 これをエッチングによりパターン化して、 配線 160及び 導電箔 162を一体的に形成する。 また、 導電箔 162には、 穴 162 aを形成 する。 Next, as shown in FIG. 13B, an intermediate layer 158 is formed including over the coating layer 156 and avoiding the electrode 154. The material of the intermediate layer 158 is the same as in the first embodiment. Then, as shown in FIG. 13C, a wiring 160 is formed from the electrode 154 to the intermediate layer 158, and a conductive foil 162 is formed so as to be electrically connected to the wiring 160. Specifically, chromium (Cr), titanium (T i), titanium tungsten (T i-W) or copper (Cu), or a metal film in which a plurality of these are laminated is formed by sputtering. This is patterned by etching to form the wiring 160 and the conductive foil 162 integrally. A hole 162a is formed in the conductive foil 162.
続いて、 図 13Dに示すように、 導電箔 162の上に外部電極 164を形成す る。 具体的には、 導電箔 162上に、 電解メツキ又は無電解メツキによって、 銅 (Cu) 、 ニッケル (Ni) 又は金 (Au) 、 あるいはこれらのうち複数が積層 されたバンプを形成して、 外部電極 164を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 13D, an external electrode 164 is formed on the conductive foil 162. Specifically, copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), or a bump in which a plurality of these are laminated is formed on the conductive foil 162 by electrolytic plating or electroless plating. An electrode 164 is formed.
そして、 図 14 Aに示すように、 配線 160上にソルダレジスト層 166を形 成し、 ソルダレジスト層 166上に被覆層 168を形成する。 被覆層 168も、
中間層 1 5 8のエッチング条件下ではエッチングされない材料 (例えば、 クロー ム (C r ) 、 チタン (T i ) 、 チタンタングステン (T i一 W) 又は銅 (C u ) など) から形成される。 Then, as shown in FIG. 14A, a solder resist layer 166 is formed on the wiring 160, and a covering layer 168 is formed on the solder resist layer 166. The coating layer 168 also The intermediate layer 158 is formed of a material that is not etched under the etching conditions (for example, chrome (Cr), titanium (Ti), titanium tungsten (Ti-W), or copper (Cu)).
そして、 図 1 4 Bに示すように、 中間層 1 5 8に凹部 1 5 8 aを形成する。 そ の工程は、 図 7 Dに示す工程と同様である。 また、 被覆層 1 6 8をエッチングに よって除去する。 この例では、 外部電極 1 6 4の中央部に開口があるが、 第 7実 施形態のような開口設計でもよい。 Then, as shown in FIG. 14B, a recess 158 a is formed in the intermediate layer 158. The process is the same as the process shown in FIG. 7D. Further, the coating layer 168 is removed by etching. In this example, there is an opening at the center of the external electrode 164, but an opening design as in the seventh embodiment may be used.
以上の工程によって、 半導体装置 1 5 0を得ることができる。 この半導体装置 1 5 0も、 中間層 1 5 8に凹部 1 5 8 aが形成されていることで、 応力緩和機能 を果たす。 Through the above steps, a semiconductor device 150 can be obtained. The semiconductor device 150 also has a stress relief function because the recessed portion 158a is formed in the intermediate layer 158.
なお、 図 1 4 Bに示す半導体装置 1 5 0のバンプ状の外部電極 1 6 4の代わり に、 図 1 5に示すように、 導電箔 1 6 2における穴 1 6 2 aを形成する端部上に、 ハンダボ一ルからなる外部電極 1 7 0を形成してもよい。 Note that, instead of the bump-shaped external electrode 164 of the semiconductor device 150 shown in FIG. 14B, an end portion of the conductive foil 162 where the hole 162a is formed as shown in FIG. An external electrode 170 made of a solder ball may be formed thereon.
なお、 本発明は、 C S P型の半導体装置に限定されるものではない。 例えば、 半導体チップの電極上に直接変形部を積層すれば、 フリップチップと同等のサイ ズでありながら、 応力緩和機能も有する半導体装置が得られる。 Note that the present invention is not limited to a CSP type semiconductor device. For example, if a deformed portion is directly laminated on an electrode of a semiconductor chip, a semiconductor device having the same size as a flip chip but having a stress relaxation function can be obtained.
図 1 6には、 上述した実施形態に係る方法によって製造された半導体装置 1 1 0 0を実装した回路基板 1 0 0 0が示されている。 回路基板 1 0 0 0には例えば ガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。 回路基板 1 0 0 0には例えば銅からなる配線パターンが所望の回路となるように形成されると ともに、 この回路基板 1 0 0 0にハンダボールが設けられている。 そして、 配線 パターンのハンダボールと半導体装置 1 1 0 0の外部電極とを機械的に接続する ことでそれらの電気的導通が図られる。 FIG. 16 shows a circuit board 100 on which the semiconductor device 110 manufactured by the method according to the above-described embodiment is mounted. Generally, an organic substrate such as a glass epoxy substrate is used as the circuit board 100. A circuit pattern made of, for example, copper is formed on the circuit board 100 so as to form a desired circuit, and a solder ball is provided on the circuit board 100. Then, by electrically connecting the solder balls of the wiring pattern to the external electrodes of the semiconductor device 110, electrical continuity therebetween is achieved.
この場合、 半導体装置 1 1 0 0には外部との熱膨張差により生じる歪みを吸収 する構造が設けられているため、 本半導体装置 1 1 0 0を回路基板 1 0 0 0に実 装しても接続時及びそれ以降の信頼性を向上できる。 In this case, since the semiconductor device 110 is provided with a structure for absorbing a distortion generated due to a difference in thermal expansion with the outside, the semiconductor device 110 is mounted on the circuit board 100. Can also improve the reliability at the time of connection and thereafter.
なお、 実装面積もベアチップにて実装した面積にまで小さくすることができる。 このため、 この回路基板 1 0 0 0を電子機器に用いれば電子機器自体の小型化が
図れる。 また、 同一面積内においてはより実装スペースを確保することができ、 高機能化を図ることも可能である。 In addition, the mounting area can be reduced to the area mounted with bare chips. For this reason, if this circuit board 100 is used for electronic equipment, the size of the electronic equipment itself can be reduced. I can do it. In addition, more mounting space can be secured within the same area, and higher functionality can be achieved.
そして、 この回路基板 1 0 0 0を備える電子機器として、 図 1 7には、 ノート 型パーソナルコンピュータ 1 2 0 0が示されている。 FIG. 17 shows a notebook personal computer 1200 as an electronic apparatus including the circuit board 100.
なお、 能動部品か受動部品かを問わず、 種々の面実装用の電子部品に本発明を 応用することもできる。 電子部品として、 例えば、 抵抗器、 コンデンサ、 コイル、 発振器、 フィルタ、 温度センサ、 サ一ミス夕、 バリス夕、 ボリューム又はヒユー ズなどがある。
The present invention can be applied to various surface-mount electronic components regardless of whether they are active components or passive components. Examples of electronic components include a resistor, a capacitor, a coil, an oscillator, a filter, a temperature sensor, a semiconductor device, a voltage sensor, a volume or a fuse.