WO2011158456A1 - 半導体装置及びその製造方法並びに該半導体装置を備えた実装体 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法並びに該半導体装置を備えた実装体 Download PDF

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義広 仲出
老田 成志
茂史 土肥
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    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a mounting body including the semiconductor device.
  • the number of terminals of a semiconductor chip used in the semiconductor device has increased, and the density of terminals has been increased.
  • the number of wirings formed on the mounting surface of the mounting substrate on which the semiconductor device is mounted is increased, and the wiring formation is complicated.
  • Patent Document 1 proposes a technique for improving the extraction efficiency of a wiring pattern formed on a mounting surface of a mounting board.
  • Patent Document 2 proposes a technique for easily forming wiring on a mounting surface of a mounting substrate.
  • CSP Chip Size Package
  • FIG. 25 and FIG. 26 are not shown because they are plan views viewed from the lower surface side of the insertion substrate, but a semiconductor chip is fixed to the upper surface of the insertion substrate.
  • the interval PB between the center points of the CSP lands 16B adjacent to each other is 0.8 mm.
  • the interval PC between the center points of the CSP lands 16C adjacent to each other is 0.8 mm.
  • Each of the plurality of electrodes of the semiconductor chip is connected to a via (FIG. 26: V12) formed in the insertion substrate or a wiring pattern (FIG. 26: L13) formed on the lower surface of the insertion substrate and the wiring pattern.
  • the vias are electrically connected to each of the plurality of CSP lands 16A, 16B, 16C.
  • the first conventional semiconductor device in which the semiconductor chip is fixed to the upper surface of the insertion substrate is mounted on the mounting surface of the mother substrate (mounting substrate).
  • a plurality of lands and a plurality of wiring patterns are formed on the mounting surface of the mother board.
  • the plurality of lands are formed on the mounting surface of the mother board so as to face each of the plurality of CSP lands 16A, 16B, 16C. Therefore, like the plurality of CSP lands 16A, 16B, and 16C, the plurality of lands are arranged in a matrix at different intervals.
  • Each of the plurality of CSP lands 16A, 16B, and 16C is electrically connected to each of the plurality of lands formed on the mounting surface of the mother board via the bump electrodes.
  • a plurality of CSP lands 16A, 16B, 16C are arranged in a matrix at different intervals PA, PB, PC (PB ⁇ PA, PC ⁇ PA).
  • a plurality of wiring patterns L13 can be formed between the CSP lands 16A arranged at relatively wide intervals PA.
  • the plurality of lands formed on the mounting surface of the mother board are arranged in a matrix at different intervals like the plurality of CSP lands 16A, 16B, and 16C. .
  • a plurality of wiring patterns can be formed between lands arranged at relatively wide intervals. Therefore, the drawing efficiency of the wiring pattern formed on the mounting surface of the mother board can be improved.
  • FIG. 30 illustration of the semiconductor chip, the sealing resin, and the land is omitted.
  • the semiconductor chip 101 is fixed to the back surface of the wiring substrate 100, lands 103 are formed on the surface of the wiring substrate 100, and bump electrodes 107 are formed on the lands 103. Yes.
  • the semiconductor chip 101 is covered with a sealing resin 102.
  • FIG. 28 among the plurality of lands 103 and the plurality of bump electrodes 107 arranged in a matrix at equal intervals, for example, three lands 103 and three bump electrodes 107 (see dotted lines) are missing. ing.
  • a portion where the land 103 and the bump electrode 107 are missing on the surface of the wiring board 100 is referred to as a missing portion N103.
  • a land 109 and a wiring 110 drawn from the land 109 are formed on the mounting surface of a printed wiring board (PWB: printed wiring board, mounting board) 108.
  • PWB printed wiring board, mounting board
  • the land 109 is formed on the mounting surface of the printed wiring board 108 so as to face the bump electrode 107.
  • the land 109 is not formed in the portion facing the missing portion (see N103 in FIG. 28) on the mounting surface of the printed wiring board 108.
  • a missing portion N103 is provided on the surface of the wiring substrate 100 as shown in FIG.
  • the wiring 110 can be formed without forming the land 109 in the portion facing the missing portion N103 on the mounting surface of the printed wiring board 108. Therefore, it is possible to easily form the wiring 110 on the mounting surface of the printed wiring board 108 and improve the drawing efficiency of the wiring 110.
  • the first conventional semiconductor device has the following problems.
  • the bump electrodes that electrically connect each of the plurality of CSP lands 16A, 16B, and 16C and each of the plurality of lands formed on the mounting surface of the mother substrate are formed as follows.
  • a ball electrode is mounted on each of the plurality of CSP lands 16A, 16B, and 16C by using a ball mounting jig having a ball electrode mounted on the mounting surface so as to face each of the plurality of CSP lands 16A, 16B, and 16C. Is placed. Thereafter, the ball electrode is melted by reflow to form a bump electrode.
  • the ball mounting jig in which the arrangement of the ball electrodes matches the arrangement of the CSP lands 16A, 16B, 16C, that is, a special ball mounting jig.
  • the tool (see FIGS. 22 (a) and 22 (b) described later) cannot be used. For this reason, it becomes necessary to newly prepare a special ball mounting jig, and there is a problem that a cost is required for manufacturing the special ball mounting jig, resulting in an increase in manufacturing cost.
  • the “normal ball mounting jig” means that the ball electrodes are arranged on the mounting surface so that the intervals between the adjacent center points are equal as shown in FIGS. 22 (a) and 22 (b). Arranged ball mounting jig.
  • a special ball mounting jig is newly produced according to the change of the intervals PA, PB, PC, that is, the arrangement change of the CSP lands 16A, 16B, 16C, and the produced ball mounting jig is attached to the ball electrode. It is necessary to replace the ball mounting jig whose arrangement matches the arrangement of the CSP lands 16A, 16B, and 16C before the change. For this reason, there exists a possibility that production efficiency may become low.
  • the second conventional semiconductor device has the following problems.
  • the bump electrode 107 is formed as follows. As shown in FIG. 31, the ball electrode 106 is mounted on the land 103 coated with the flux 104 by using a ball mounting jig 105 on which the ball electrode 106 is mounted so as to face the land 103 on the mounting surface. Put. Thereafter, the ball electrode 106 is melted by reflow to form the bump electrode 107.
  • a special ball mounting jig is newly produced in accordance with the change in the arrangement of the lands 103, and the ball mounting jig thus produced is matched with the arrangement of the lands 103 before the change of the ball electrodes. Need to be replaced. For this reason, there exists a possibility that production efficiency may become low.
  • an object of the present invention is to improve the extraction efficiency of wiring formed on the mounting surface of the mounting board in a semiconductor device (for example, CSP or BGA package) mounted on the mounting surface of the mounting board. is there.
  • a first semiconductor device includes a semiconductor chip, a wiring substrate having a semiconductor chip fixed to the upper surface, a first land formed on the lower surface of the wiring substrate, and a wiring A second land formed on the lower surface of the substrate; a first bump electrode formed on the first land; and a second bump electrode formed on the second land; The height from the upper surface of the substrate to the second bump electrode is lower than the height from the upper surface of the wiring substrate to the first bump electrode.
  • the height from the upper surface of the wiring board to the second bump electrode can be made lower than the height from the upper surface of the wiring board to the first bump electrode. For this reason, it is possible to prevent the second bump electrode from coming into contact with the mounting surface of the mounting substrate when mounting the semiconductor device on the mounting surface of the mounting substrate. For this reason, it is possible to form the wiring without forming the third land in the portion facing the second land on the mounting surface of the mounting substrate. Accordingly, the wiring drawing efficiency can be improved.
  • the planar area of the second land is larger than the planar area of the first land, and the height of the second bump electrode is larger than the height of the first bump electrode. Preferably it is low.
  • the height of the second bump electrode is made lower than the height of the first bump electrode by making the plane area of the second land larger than the plane area of the first land. Therefore, the height from the upper surface of the wiring board to the second bump electrode is higher than the height from the upper surface of the wiring board to the first bump electrode. Only the difference can be lowered.
  • the planar shape of the second land may be different from the planar shape of the first land.
  • a recess is provided on the lower surface of the wiring substrate, the first land is disposed in a portion other than the recess on the lower surface of the wiring substrate, and the second land is formed of the recess. It is preferable to arrange on the bottom.
  • the height from the upper surface of the wiring board to the second bump electrode can be increased.
  • the height from the top surface to the first bump electrode can be lowered by the amount of the recess.
  • the shape of the second land is the same as the shape of the first land
  • the shape of the second bump electrode is the same as the shape of the first bump electrode. May be.
  • the lower surface of the wiring board covers the peripheral edge of the first land and the peripheral edge of the second land, and exposes the central part of the first land.
  • a solder resist having a second opening that exposes the central portion of the second land and the second land may be formed.
  • a first opening exposing the entire surface of the first land and a second opening exposing the entire surface of the second land are provided on the lower surface of the wiring board.
  • the solder resist which has may be formed.
  • the second land is disposed at least at a corner of the lower surface of the wiring board.
  • the plurality of second lands are arranged such that at least two first lands are interposed between the adjacent second lands at the peripheral edge of the lower surface of the wiring board. It is preferable to arrange
  • a first mounting body includes a first semiconductor device according to the present invention, a third land on the mounting surface, and a wiring drawn from the third land.
  • the first semiconductor device according to the present invention is mounted on the mounting surface of the mounting substrate so that the first land and the third land face each other, and the first bump electrode is provided. Is connected to the third land, and the second bump electrode is not in contact with the mounting surface of the mounting substrate.
  • a third land is formed in the first portion facing the first land on the mounting surface of the mounting substrate, and the second land on the mounting surface of the mounting substrate is The third land is not formed in the second portion facing, and the wiring drawn from the third land formed around the second portion is formed in the peripheral region including the second portion. It is preferable that
  • a second semiconductor device includes a semiconductor chip, a wiring board having the semiconductor chip fixed to the back surface, and formed on the surface of the wiring board and electrically connected to the semiconductor chip.
  • a first land formed on the surface of the wiring substrate and not electrically connected to the semiconductor chip; a first bump electrode formed on the first land;
  • the second bump electrode is formed on the second land, and the height of the second bump electrode is lower than the height of the first bump electrode.
  • the height of the second bump electrode can be made lower than the height of the first bump electrode. For this reason, it is possible to prevent the second bump electrode from coming into contact with the mounting surface of the mounting substrate when mounting the semiconductor device on the mounting surface of the mounting substrate. For this reason, it is possible to form the wiring without forming the third land in the portion facing the second land on the mounting surface of the mounting substrate. Accordingly, the wiring drawing efficiency can be improved.
  • the plane area of the second land is preferably larger than the plane area of the first land.
  • the height of the second bump electrode is made lower than the height of the first bump electrode by making the plane area of the second land larger than the plane area of the first land. Can do.
  • the wiring board and the second land are preferably provided with a recess that penetrates the second land and reaches the wiring board.
  • the height of the second bump electrode can be made lower than the height of the first bump electrode by providing a recess that penetrates the second land and reaches the wiring board.
  • the recess may have a constant diameter from the opening surface to the bottom surface.
  • the recess may have a diameter that changes from the opening surface toward the bottom surface.
  • a part of the second bump electrode is embedded in at least a part of the recess.
  • the height of the second bump electrode can be made lower than the height of the first bump electrode by providing a through hole penetrating the second land and the wiring board.
  • the ratio of the planar area of the second land to the planar area of the first land is preferably larger than 1.1.
  • a second mounting body includes a second semiconductor device according to the present invention, a third land on the mounting surface, and a wiring drawn from the third land.
  • the second semiconductor device according to the present invention is mounted on the mounting surface of the mounting substrate so that the first land and the third land face each other, and the first bump electrode is provided. Is connected to the third land, and the second bump electrode is not in contact with the mounting surface of the mounting substrate.
  • a third land is formed in the first portion facing the first land on the mounting surface of the mounting substrate, and the second land on the mounting surface of the mounting substrate is The third land is not formed in the second portion facing, and the wiring drawn from the third land formed around the second portion is formed in the peripheral region including the second portion. It is preferable that
  • a first semiconductor device manufacturing method includes a step (a) of preparing a wiring board, a step (b) of fixing a semiconductor chip to the back surface of the wiring board, A first land that is electrically connected to the semiconductor chip is formed on the surface of the wiring substrate, and the first land that is not electrically connected to the semiconductor chip is formed on the surface of the wiring substrate.
  • a second semiconductor device manufacturing method includes a step (a) of preparing a wiring board, a step (b) of fixing a semiconductor chip to the back surface of the wiring board, After the step (b), a first land that is electrically connected to the semiconductor chip is formed on the surface of the wiring substrate, and a second land that is not electrically connected to the semiconductor chip is formed on the surface of the wiring substrate.
  • the ball electrode is mounted on the first land by using a ball mounting jig having a plurality of ball electrodes mounted on the mounting surface, and the second land
  • a step (e) of placing a ball electrode thereon and a heat treatment thus, the ball electrode placed on the first land is melted to form the first bump electrode, and the ball electrode placed on the second land is melted to obtain the second A step (f) of forming a bump electrode, wherein in the step (f), a part of the second bump electrode is embedded in at least a part of the recess or the through hole, The height is formed to be lower than the height of the first bump electrode.
  • the manufacturing method thereof, and the mounting body including the semiconductor device according to the present invention it is possible to improve the drawing efficiency of the wiring formed on the mounting surface of the mounting substrate.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention and a mounting substrate on which the semiconductor device is mounted, and an upper portion of FIG. 1 illustrates the configuration of the semiconductor device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view, and a lower part of FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of the mounting substrate.
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing the configuration of a portion including the first and second CSP lands, FIG. 2 (a) is a plan view, and FIG. 2 (b) is a figure. It is an expanded sectional view which shows the structure of the part enclosed with the dotted line shown in 1, and is sectional drawing in the IIb-IIb line
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a portion including first and second CSP lands in a semiconductor device according to another example of the first embodiment of the present invention.
  • 4 is a cross-sectional cross-sectional view showing the configuration of the mounting body according to the first embodiment of the present invention, and the lower part of FIG. 4 is a cross-sectional perspective view taken along line IV-IV shown in FIG. 5A is a plan view showing lands and wirings formed on the mounting surface of the mounting board in the mounting body according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a plan view of the comparative example. It is a top view which shows the land and wiring which were formed in the mounting surface of the mounting board in a mounting body.
  • FIG. 5A is a plan view showing lands and wirings formed on the mounting surface of the mounting board in the mounting body according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a plan view of the comparative example. It is a top view which shows the land and wiring which
  • FIG. 6A is a plan view showing first and second CSP lands formed on the lower surface of the wiring board in the semiconductor device according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
  • 6 (b) is a plan view showing the first and second CSP lands formed on the lower surface of the wiring board in the semiconductor device according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to a third modification of the first embodiment of the present invention and a mounting substrate on which the semiconductor device is mounted.
  • the upper part of FIG. It is a cross-sectional perspective view which shows the structure of an apparatus, and the lower part of FIG. 7 is a perspective view which shows the structure of this mounting substrate.
  • FIG. 8A and 8B are diagrams showing the configuration of the portion including the first and second CSP lands
  • FIG. 8A is a plan view
  • FIG. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a portion surrounded by a dotted line shown in FIG. 7, and is a cross-sectional view taken along line VIIIb-VIIIb shown in FIG. 9 is a cross-sectional perspective view showing the configuration of the mounting body according to the third modification of the first embodiment of the present invention, and the lower part of FIG. 9 is a cross-section taken along the line IX-IX shown in FIG. It is a perspective view.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a portion surrounded by a dotted line shown in FIG. 7, and is a cross-sectional view taken along line VIIIb-VIIIb shown in FIG. 9 is a cross-sectional perspective view showing the configuration of the mounting body according to the third modification of the first embodiment of the present invention, and the lower part of FIG
  • FIG. 10 is a plan view showing lands and wirings formed on the mounting surface of the mounting board in the mounting body according to the fourth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view showing an arrangement example of the first and second CSP lands formed on the lower surface of the wiring board in the semiconductor device according to the fifth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view showing an arrangement example of first and second CSP lands formed on the lower surface of the wiring board in the semiconductor device according to another example of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII shown in FIGS. 14 and 15.
  • FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 16A and 16B are plan views showing the configuration of the second land.
  • FIG. 17 is a plan view showing the arrangement relationship of the first land, the second land, and the third land.
  • FIGS. 18A and 18B are cross-sectional views showing the configuration of the through holes.
  • FIGS. 19A to 19C are cross-sectional views showing the configuration of the recesses.
  • FIGS. 20A and 20B are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
  • 21A and 21B are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
  • 22A and 22B are diagrams showing the configuration of a ball mounting jig in which ball electrodes are mounted on the mounting surface
  • FIG. 22A is a plan view
  • FIG. FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line XXIIb-XXIIb shown in FIG.
  • FIG. 23 is a perspective view showing a configuration of a mounting body according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a perspective view showing a configuration of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention and a mounting substrate on which the semiconductor device is mounted.
  • FIG. 25 is a plan view showing the CSP land formed on the lower surface of the wiring board in the first conventional semiconductor device.
  • FIG. 26 is a plan view showing a configuration of a wiring board in the first conventional semiconductor device, and is an enlarged plan view showing a configuration of a portion surrounded by a dotted line shown in FIG. 27 is a cross-sectional view showing a configuration of a second conventional semiconductor device, and is a cross-sectional view taken along line XXVII-XXVII shown in FIG.
  • FIG. 28 is a plan view showing a configuration of a second conventional semiconductor device.
  • FIG. 29 is a plan view showing a configuration of a mounting substrate on which a second conventional semiconductor device is mounted.
  • FIG. 30 is a perspective view showing a configuration of a second conventional mounting body.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a second conventional method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 32 is a plan view for explaining a problem in the second conventional semiconductor device.
  • the semiconductor device 1 for example, CSP
  • the semiconductor device 1 is mounted on a mounting surface of a mother substrate (mounting substrate) 20.
  • the wiring board (insertion board) 10 includes a first layer CSP board part 10A, a second layer CSP board part 10B, a third layer CSP board part 10C, and a fourth layer CSP board part 10D.
  • An IC chip (semiconductor chip) 11 is fixed to the upper surface of the wiring substrate 10 (the upper surface of the first layer CSP substrate portion 10A).
  • a plurality of electrodes (not shown) arranged in a matrix are formed on the lower surface of the IC chip 11.
  • the “upper surface of the wiring substrate 10” refers to the surface of the wiring substrate 10 to which the IC chip 11 is fixed.
  • a plurality of IC chip lands 12 arranged in a matrix are formed on the upper surface of the wiring board 10.
  • a plurality of first CSP lands 13 ⁇ / b> A and second CSP lands 13 ⁇ / b> B are formed on the lower surface of the wiring substrate 10 (the lower surface of the fourth layer CSP substrate portion 10 ⁇ / b> D).
  • the plurality of first CSP lands 13A and second CSP lands 13B are arranged in a matrix, and are arranged so that the intervals between adjacent center points are equal.
  • the “lower surface of the wiring substrate 10” refers to a surface of the wiring substrate 10 on which the first CSP land 13A and the second CSP land 13B are formed.
  • Each of the plurality of first CSP lands 13A has the same shape. That is, each of the plurality of first CSP lands 13A has the same planar shape (for example, a circular shape) and has the same height.
  • the “height of the first CSP land 13A” refers to the height from the lower surface of the wiring board 10 to the surface of the first CSP land 13A.
  • the plane area of the second CSP land 13B is larger than the plane area of the first CSP land 13A.
  • the height of the second CSP land 13B is, for example, the same as the height of the first CSP land 13A.
  • the “height of the second CSP land 13B” refers to the height from the lower surface of the wiring board 10 to the surface of the second CSP land 13B.
  • a first bump electrode 14A is formed on the first CSP land 13A.
  • a second bump electrode 14B is formed on the second CSP land 13B.
  • the plurality of first bump electrodes 14 ⁇ / b> A and second bump electrodes 14 ⁇ / b> B are arranged in a matrix and are arranged so that the intervals between adjacent center points are equal.
  • the first bump electrode 14A and the second bump electrode 14B are formed as follows, for example.
  • a ball electrode is placed on each of the plurality of first CSP lands 13A and second CSP lands 13B using a normal ball mounting jig (see FIGS. 22A and 22B). To do.
  • the shape of the ball electrode placed on the first CSP land 13A and the shape of the ball electrode placed on the second CSP land 13B are the same. Thereafter, heat treatment such as reflow is performed.
  • the ball electrode placed on the first CSP land 13A is melted to form the first bump electrode 14A.
  • the ball electrode placed on the second CSP land 13B is melted to form the second bump electrode 14B.
  • the plane area of the second bump electrode 14B is larger than the plane area of the first bump electrode 14A, and the height of the second bump electrode 14B is lower than the height of the first bump electrode 14A. This is due to the following reasons. “Height of the first and second bump electrodes 14A and 14B” means from the surface of the first and second CSP lands 13A and 13B to the top of the first and second bump electrodes 14A and 14B. Say height.
  • the molten ball electrode wets and spreads on the first and second CSP lands 13A and 13B, and then the melted and wet ball electrode solidifies to form the first and second bump electrodes 14A. , 14B are formed.
  • the plane area of the second CSP land 13B is larger than the plane area of the first CSP land 13A, the shape of the ball electrode placed on the second CSP land 13B, and the first area The shape of the ball electrode placed on the CSP land 13A is the same.
  • the area where the ball electrode placed on the second CSP land 13B can spread and spread is larger than the area where the ball electrode placed on the first CSP land 13A can spread and spread.
  • the plane area of the second bump electrode 14B is larger than the plane area of the first bump electrode 14A, and the height of the second bump electrode 14B is lower than the height of the first bump electrode 14A.
  • Each of a plurality of electrodes (not shown) formed on the lower surface of the IC chip 11 is connected to a plurality of IC chip lands 12 formed on the upper surface of the first layer CSP substrate portion 10A via solder (not shown). Are electrically connected to each other.
  • Each of the plurality of IC chip lands 12 has vias formed in the wiring substrate 10 and wirings formed in the wiring substrate 10 or on the lower surface of the wiring substrate 10, so that the fourth layer CSP substrate unit 10 ⁇ / b> D has a It is electrically connected to the first CSP land 13A or the second CSP land 13B formed on the lower surface.
  • the IC chip land 12 located fifth from the right is electrically connected to the first CSP land 13A via the via V10 and the wiring W10d.
  • the IC chip land 12 located third from the right is electrically connected to the first CSP land 13A via vias V10a to 10d and wirings W10a to W10c.
  • the solder resist is formed on the lower surface of the fourth layer CSP substrate portion 10D so as to cover the peripheral portion of the first CSP land 13A and the peripheral portion of the second CSP land 13B.
  • the solder resist 15 has a first opening O15A that exposes the central portion of the first CSP land 13A and a second opening O15B that exposes the central portion of the second CSP land 13B.
  • the first bump electrode 14A is formed so as to embed the first opening O15A on the peripheral region of the first opening O15A in the solder resist 15.
  • the second bump electrode 14B is formed so as to embed the second opening O15B on the peripheral region of the second opening O15B in the solder resist 15.
  • a solder resist 15 is formed on the lower surface of the fourth layer CSP substrate portion 10D other than the portion where the first and second CSP lands 13A and 13B are formed. ing.
  • the solder resist 15 has a first opening O15C that exposes the entire surface of the first CSP land 13A and a second opening O15D that exposes the entire surface of the second CSP land 13B.
  • NMD land means that the opening areas of the first and second openings O15C and O15D are larger than the plane area of the first and second CSP lands 13A and 13B, and the first and second CSP lands 13A. , 13B are exposed in the first and second openings O15C and O15D and exposed from the first and second openings O15C and O15D in the first and second CSP lands 13A and 13B.
  • the planar shape is not defined by the opening shapes of the first and second openings O15C and O15D, but is defined by the planar shapes of the first and second CSP lands 13A and 13B.
  • the semiconductor device 1 for example, CSP
  • the semiconductor device 1 is mounted on the mounting surface of the mother substrate (mounting substrate) 20.
  • a mother board land (hereinafter referred to as “land”) 21 and wiring drawn from the land 21 (not shown, see FIG. 5A): 22 are provided on the mounting surface of the mother board 20. ) Is formed.
  • the wiring 22 extends from the land 21 toward the periphery of the mother board 20 as shown in FIG.
  • Each of the plurality of lands 21 is formed on the mounting surface of the mother substrate 20 so as to face each of the plurality of first CSP lands 13A.
  • the land 21 is formed in the first portion of the mounting surface of the mother board 20 that faces the first CSP land 13A.
  • the land 21 is not formed in the second portion of the mounting surface of the mother substrate 20 that faces the second CSP land 13B.
  • the portion of the mounting surface of the mother substrate 20 that faces the second CSP land 13B and where the land 21 is not formed is referred to as a portion N21.
  • a wiring 22 drawn from the land 21 formed around the portion N21 is formed in the peripheral region R including the portion N21 (second portion). Therefore, the density of the wiring 22 existing in the peripheral region R including the portion N21 is higher than the density of the wiring 22 existing in a region other than the peripheral region R (for example, the peripheral region including the first portion).
  • the plurality of lands 21 and the portion N21 are arranged so that the intervals between adjacent center points (see FIG. 5A: P) are equal.
  • each of the plurality of first bump electrodes 14A is connected to each of the plurality of lands 21.
  • the height of the second bump electrode 14B is lower than the height of the first bump electrode 14A, and the second bump electrode 14B is not in contact with the mounting surface of the mother substrate 20. Thus, the height of the second bump electrode 14B after mounting is lower than the height of the first bump electrode 14A after mounting.
  • the mounting body according to the present embodiment has a larger plane area of the second CSP land 13B than the plane area of the first CSP land 13A.
  • the height of the second bump electrode 14B is lower than the height of the first bump electrode 14A.
  • a portion N21 where the land 21 is not formed is provided on the mounting surface of the mother substrate 20. It is a mounted body.
  • the mounting area of the comparative example has the same CSP land area, and the bump electrodes all have the same height. As shown in FIG. The mounting body does not have a portion where the land 21 is not formed on the mounting surface (see FIG. 5A: N21).
  • the planar shape of the land 21 is, for example, a circular shape, and the diameter of the land 21 is, for example, 0.5 mm.
  • the wiring width of the wiring 22 is, for example, 0.1 mm.
  • An interval P between the center points of the adjacent lands 21 is, for example, 0.8 mm.
  • the number of wirings 22 formed in the peripheral region R on the mounting surface of the mother board 20 is, for example, five.
  • the number of wirings 22 formed in the region corresponding to the peripheral region R is, for example, three.
  • two wires 22 are provided in the peripheral region R on the mounting surface of the mother board 20, as compared with the comparative example shown in FIG. 5B. Only more can be formed.
  • the plane area of the second CSP land 13B is made larger than the plane area of the first CSP land 13A.
  • the height of the second bump electrode 14B can be made lower than the height of the first bump electrode 14A. Therefore, as shown in FIG. 4, it is possible to prevent the second bump electrode 14 ⁇ / b> B from coming into contact with the mounting surface of the mother substrate 20 when the semiconductor device is mounted. Therefore, the wiring 22 can be formed in the peripheral region R including the portion N21 without forming the land 21 in the portion N21 on the mounting surface of the mother substrate 20. Therefore, the drawing efficiency of the wiring 22 can be improved.
  • the plurality of first CSP lands 13A and second CSP lands 13B are arranged so that the distances between the adjacent center points are equal.
  • a normal ball mounting jig (refer to FIGS. 22A and 22B described later) can be used when the ball electrode is placed. Therefore, it is not necessary to produce a special ball mounting jig (see FIG. 31 described above) unlike the first and second conventional semiconductor devices. Therefore, it is possible to prevent an increase in manufacturing cost of the semiconductor device.
  • the ball electrode when the ball electrode is placed, the ball electrode can be placed on each of the plurality of first CSP lands 13A and second CSP lands 13B by using a normal ball mounting jig. Therefore, it is possible to prevent the formation of a solder bridge that electrically connects the adjacent first bump electrodes 14A.
  • the wiring board 10 includes first to fourth CSP board portions 10A to 10D, and the wiring board 10 has four layers as a specific example. Although described, the present invention is not limited to this. For example, the number of layers of the wiring board 10 may be two or more.
  • the second CSP land 13B that is electrically connected to the IC chip land 12 may be used as a test pad for inspection.
  • the planar shape of the second CSP land 13B is, for example, a circular shape.
  • the planar shape of the second CSP land 13B1 is, for example, a square shape.
  • the width of the second CSP land 13B1 is larger than the diameter of the second CSP land 13B. Therefore, the plane area of the second CSP land 13B1 is larger than the plane area of the second CSP land 13B.
  • the plane area of the second CSP land 13B1 is made larger than the plane area of the second CSP land 13B.
  • the area where the ball electrode placed on the second CSP land 13B1 can be wet-spread is larger than the area where the ball electrode placed on the second CSP land 13B can wet-spread. Therefore, the height of the second bump electrode in the present modification can be made lower than the height of the second bump electrode 14B in the first embodiment.
  • the planar shape of the second CSP land 13B1 is, for example, a square shape.
  • the planar shape of the second CSP land 13B2 is, for example, a shape having a cutout portion in which three rectangular portions are cut out. is there. Of the three notches, the two cutouts have a semicircular shape, for example, and the remaining one notch has a quadrant shape.
  • the plane area of the second CSP land 13B2 in this modification is larger than the plane area of the second CSP land 13B1 in the first modification.
  • the plane area of the second CSP land 13B2 is made larger than the plane area of the second CSP land 13B1.
  • the height of the 2nd bump electrode in this modification can be made lower than the height of the 2nd bump electrode in a 1st modification.
  • FIG. 8A only the fourth layer CSP board portion and the first and second CSP lands in the wiring board are shown, and the other components are not shown.
  • FIG. 8 (a) and (b) and FIG. 9 the same components as those in the first embodiment are the same as those shown in FIG. 1, FIG. 2 (a) and (b) and FIG.
  • symbol is attached
  • the second CSP land 13 ⁇ / b> B is formed on the lower surface of the fourth layer CSP substrate portion 10 ⁇ / b> D in the wiring substrate 10.
  • the plane area of the second CSP land 13B is larger than the plane area of the first CSP land 13A.
  • the height of the second CSP land 13B is, for example, the same as the height of the first CSP land 13A.
  • the plane area of the second bump electrode 14B is larger than the plane area of the first bump electrode 14A.
  • the height of the second bump electrode 14B is lower than the height of the first bump electrode 14A.
  • the shape of the second CSP land 13B3 is the same as the shape of the first CSP land 13A. That is, the plane area and height of the second CSP land 13B3 are the same as the plane area and height of the first CSP land 13A, respectively.
  • the shape of the second bump electrode 14B3 is the same as the shape of the first bump electrode 14A. That is, the plane area and height of the second bump electrode 14B3 are the same as the plane area and height of the first bump electrode 14A, respectively.
  • the height of the second bump electrode 14B is increased by making the plane area of the second CSP land 13B larger than the plane area of the first CSP land 13A. It is made lower than the height of one bump electrode 14A. Thereby, the height from the upper surface of the wiring board 10 to the highest vertex of the second bump electrode 14B is set higher than the height from the upper surface of the wiring board 10 to the highest vertex of the first bump electrode 14A. The height difference between 14A and the second bump electrode 14B can be lowered.
  • a recess is provided in the fourth layer CSP substrate portion 10D of the wiring substrate 10, and the second CSP land 13B3 is formed on the lower surface of the third layer CSP substrate portion 10C exposed at the bottom surface of the recess.
  • the height from the upper surface of the wiring board 10 to the highest vertex of the second bump electrode 14B3 is greater than the height from the upper surface of the wiring board 10 to the highest vertex of the first bump electrode 14A. Can also be lowered.
  • the wiring 22 can be formed in the peripheral region R including the portion N21 without forming the land 21 in the portion N21 facing the second CSP land 13B3 on the mounting surface of the mother substrate 20. Therefore, the drawing efficiency of the wiring 22 can be improved.
  • the plurality of first CSP lands 13A and second CSP lands 13B3 are arranged so that the intervals between the adjacent center points are equal.
  • a normal ball mounting jig (refer to FIGS. 22A and 22B described later) can be used when the ball electrode is placed. Therefore, it is not necessary to produce a special ball mounting jig (see FIG. 31 described above) unlike the first and second conventional semiconductor devices. Therefore, it is possible to prevent an increase in manufacturing cost of the semiconductor device.
  • the fourth layer CSP substrate portion 10D is provided with a recess
  • the second CSP land 13B3 is formed on the lower surface of the third layer CSP substrate portion 10C exposed on the bottom surface of the recess.
  • a recess may be provided in the fourth layer CSP substrate portion 10D and the third layer CSP substrate portion 10C
  • the second CSP land may be formed on the lower surface of the second layer CSP substrate portion 10B exposed at the bottom surface of the recess. .
  • one wiring 22 ⁇ / b> X having a wiring width of 0.5 mm is formed in the peripheral region including the portion N ⁇ b> 21 on the mounting surface of the mother substrate 20.
  • the wiring width of the wiring 22X is preferably greater than 0.1 mm and 0.5 mm or less, for example.
  • the plurality of first CSP lands 13 ⁇ / b> A and the plurality of second CSP lands 13 ⁇ / b> B ⁇ b> 5 are equidistant on the lower surface of the fourth layer CSP substrate unit 10 ⁇ / b> D.
  • the planar shape of the first CSP land 13A is, for example, a circular shape.
  • the planar shape of the second CSP land 13B5 is, for example, a square shape.
  • first CSP lands 13A are interposed between the second CSP lands 13B5 adjacent along the side direction of the lower surface.
  • a second CSP land 13B5 is arranged.
  • two or three first CSP lands 13A are interposed between the second CSP lands 13B5.
  • the number of the first CSP lands 13A interposed between the adjacent second CSP lands 13B5 may be at least two.
  • the second CSP land 13B5 is disposed at each of the four corners on the lower surface of the fourth layer CSP substrate 10D.
  • the second CSP land 13B5 only needs to be disposed at at least one corner among the four corners.
  • the second CSP land 13B5 is regularly arranged.
  • the arrangement order of the first and second CSP lands 13A and 13B5 included in the upper side row of the lower surface of the fourth layer CSP board portion 10D is the first and second CSP lands included in the lower side row. It is the same as the arrangement order of 13A and 13B5.
  • the arrangement order of the first and second CSP lands 13A and 13B5 included in the left side column is the same as the arrangement order of the first and second CSP lands 13A and 13B5 included in the right side column. is there.
  • the portion where the land is not formed in the corner portion of the mounting surface of the mother substrate ( FIG. 1: N21) can be provided. Since there is no land at the corner portion of the mother substrate to which the maximum stress is applied when the semiconductor device is mounted, the stress applied to the corner portion can be dispersed. For this reason, the maximum stress applied to the corner can be reduced.
  • the second CSP lands 13B5 are arranged regularly, it is possible to equalize the stress applied to the wiring board and avoid the stress from being concentrated on a specific portion of the wiring board. If the second CSP lands 13B5 are irregularly arranged, there is a risk of stress concentration on a specific portion of the wiring board.
  • the arrangement example of the second CSP land 13B5 is not limited to the arrangement example shown in FIG.
  • the arrangement example shown in FIG. the arrangement example shown in FIG.
  • the second CSP land 13B5 is not only on the peripheral portion of the lower surface of the fourth layer CSP substrate portion 10D but also on the lower surface of the fourth layer CSP substrate portion 10D. It may also be arranged in the part (that is, the central part of the lower surface). If it does in this way, it can respond to a user's demand flexibly.
  • a semiconductor chip 31 is fixed to the back surface of the wiring board 30.
  • a sealing resin 32 is formed on the back surface of the wiring substrate 30 so as to cover the semiconductor chip 31.
  • the “back surface of the wiring substrate 30” refers to the surface of the wiring substrate 30 to which the semiconductor chip 31 is fixed.
  • a plurality of first lands 33 are formed on the surface of the wiring board 30.
  • second lands 34a, 34b, 34c and a third land 35 are formed.
  • the “surface of the wiring board 30” refers to a surface of the wiring board 30 on which the first lands 33, the second lands 34a, 34b, 34c, and the third lands 35 are formed.
  • the first land 33 is electrically connected to the semiconductor chip 31.
  • the second lands 34 a, 34 b, 34 c and the third land 35 are not electrically connected to the semiconductor chip 31.
  • a first bump electrode 41 is formed on the first land 33.
  • Second bump electrodes 42a and 42b are formed on the second lands 34a and 34b.
  • a second bump electrode (see FIG. 15: 42c) is formed on the second land (see FIG. 14: 34c).
  • a third bump electrode 43 is formed on the third land 35.
  • the first bump electrode 41 is electrically connected to the semiconductor chip 31.
  • the second bump electrodes 42 a, 42 b, 42 c and the third bump electrode 43 are not electrically connected to the semiconductor chip 31.
  • each of the plurality of first lands 33 has the same shape. That is, each of the plurality of first lands 33 has the same planar shape (for example, a circular shape) and has the same height.
  • the “height of the first land 33” refers to the height from the surface of the wiring board 30 to the surface of the first land 33.
  • the planar shape of the first land is not limited to a circular shape, and may be a polygonal shape, for example.
  • the planar area of the second lands 34 a, 34 b, 34 c is larger than the planar area of the first land 33.
  • the height of the second lands 34a, 34b, 34c is the same as the height of the first land 33, for example.
  • the “height of the second lands 34a, 34b, 34c” refers to the height from the surface of the wiring board 30 to the surface of the second lands 34a, 34b, 34c.
  • the planar shape of the second land 34a is, for example, circular as shown in FIG.
  • the planar shape of the second land 34a is not limited to a circular shape, and may be a polygonal shape, for example.
  • the planar shape of the second land 34b is, for example, a shape in which two first lands 33 are connected to each other as shown in FIG.
  • the second land 34b includes portions 34b1 and 34b2 having the same shape as the first land 33, and a connecting portion 34b3 that connects the portions 34b1 and 34b2. have. Therefore, the plane area of the second land 34 b is larger than twice the plane area of the first land 33.
  • the planar shape of the second land 34 b is not limited to the shape in which the two first lands 33 are connected to each other, and the planar area is larger than twice the planar area of the first land 33. Any shape is acceptable.
  • the planar shape of the second land 34c is, for example, a shape in which three first lands 33 are connected to each other as shown in FIG.
  • the second land 34c is a connecting portion that connects the portions 34c1, 34c2, and 34c3 having the same shape as the first land 33, and the portions 34c1 and 34c2.
  • 34c4 and a connecting portion 34c5 that connects the portion 34c1 and the portion 34c3. Therefore, the plane area of the second land 34 c is larger than three times the plane area of the first land 33.
  • the planar shape of the second land 34 c is not limited to the shape in which the three first lands 33 are connected to each other, and the planar area is larger than three times the planar area of the first land 33. Any shape is acceptable.
  • the ratio of the plane area of the second land 34a to the plane area of the first land 33 is preferably larger than 1.1, for example.
  • the ratio of the plane area of the second land 34b to the plane area of the first land 33 is preferably larger than 2.2, for example.
  • the ratio of the planar area of the second land 34c to the planar area of the first land 33 is preferably larger than 3.3, for example.
  • the wiring substrate 30 and the third land 35 are provided with a through hole 36 that penetrates the third land 35 and the wiring substrate 30 and whose lower end reaches the sealing resin 32. Yes.
  • the through hole 36 has a constant diameter from the upper end to the lower end.
  • a part of the third bump electrode 43 is embedded in the through hole 36.
  • the plane area of the third land 35 is the same as the plane area of the first land 33, for example. There is no particular restriction on the size relationship between the first land 33 and the third land 35, and the third land 35 may have a smaller planar area than the first land 33. Alternatively, it may be larger than the plane area of the first land 33.
  • the height of the third land 35 is the same as the height of the first land 33, for example. The “height of the third land 35” refers to the height from the surface of the wiring board 30 to the surface of the third land 35.
  • the planar shape of the third land 35 is, for example, a circular shape as shown in FIG.
  • the planar shape of the third land 35 is not limited to a circular shape, and may be, for example, a polygonal shape.
  • the center point of 34c3 and the center point of the third land 35 are arranged so that the intervals between adjacent center points are equal.
  • each of the plurality of first bump electrodes 41 has the same shape. That is, each of the plurality of first bump electrodes 41 has the same planar shape and the same height.
  • the heights H42a and H42b of the second bump electrodes 42a and 42b are lower than the height H41 of the first bump electrode 41.
  • the height of the second bump electrode (see FIG. 15: 42c) is lower than the height of the first bump electrode 41.
  • the height H43 of the third bump electrode 43 is lower than the height H41 of the first bump electrode 41.
  • the “height of the first bump electrode 41” refers to the height from the surface of the first land 33 to the highest vertex of the first bump electrode 41.
  • the height of the second bump electrodes 42a, 42b, 42c refers to the height from the surface of the second lands 34a, 34b, 34c to the highest vertex of the second bump electrodes 42a, 42b, 42c.
  • the “height of the third bump electrode 43” refers to the height from the surface of the third land 35 to the highest vertex of the third bump electrode 43.
  • the ratio of the height of the second bump electrodes 42a, 42b, 42c to the height of the first bump electrode 41, and the ratio of the height of the third bump electrode 43 to the height of the first bump electrode 41 are as follows: For example, it is preferably smaller than 0.8.
  • the plane area of the second bump electrodes 42 a, 42 b, 42 c is larger than the plane area of the first bump electrode 41.
  • the case where a part of the third bump electrode 43 is embedded in the entire through hole 36 has been described as a specific example, but the present invention is not limited to this. . It is only necessary that a part of the third bump electrode is embedded in at least a part of the through hole.
  • the case where the through hole 36 having a constant diameter from the upper end to the lower end is used has been described as a specific example, but the present invention is not limited to this.
  • tapered through holes 36a and 36b whose diameters change from the upper end toward the lower end may be used.
  • the diameter of the through hole 36a increases from the upper end to the lower end.
  • the diameter of the through hole 36b decreases from the upper end toward the lower end.
  • the present invention is not limited to this.
  • recesses 37a, 37b, and 37c that penetrate the third land 35 and reach the wiring board 30 may be used.
  • the concave portion may be a concave portion 37a having a constant diameter from the opening surface to the bottom surface as shown in FIG. 19 (a), for example, and secondly, as shown in FIG. 19 (b) and FIG. 19 (c), for example.
  • tapered concave portions 37b and 37c whose diameters change from the opening surface toward the bottom surface may be used.
  • the diameter of the concave portion 37b increases from the opening surface toward the bottom surface.
  • the recess 37c has a diameter that decreases from the opening surface toward the bottom surface.
  • a semiconductor chip 31 is fixed to the back surface of the wiring board 30.
  • thermosetting resin such as a thermosetting resin
  • the applied resin is cured and sealed.
  • a stop resin 32 is formed.
  • a plurality of first lands 33 that are electrically connected to the semiconductor chip 31 are formed on the surface of the wiring board 30.
  • second lands 34 a and 34 b that are not electrically connected to the semiconductor chip 31 are formed on the surface of the wiring board 30.
  • the plane area of the second land 34 a is larger than the plane area of the first land 33.
  • the plane area of the second land 34 b is larger than twice the plane area of the first land 33.
  • a third land 35 that is not electrically connected to the semiconductor chip 31 is formed on the surface of the wiring board 30.
  • the plane area of the third land 35 is the same as the plane area of the first land 33, for example.
  • the plane area of the third land 35 may be smaller than the plane area of the first land 33 or may be larger than the plane area of the first land 33.
  • the surface of the first land 33, the surfaces of the second lands 34a and 34b, the surface of the third land 35, and the through holes 36 in the third land 35 are formed.
  • Surface treatment is performed on the exposed inner surface. This improves the wettability of the ball electrode (see FIG. 21 (a), which will be described later) with respect to the surface subjected to the surface treatment.
  • a flux 38 is applied on the first land 33 as shown in FIG.
  • a flux 38 is applied on the second land 34a.
  • the flux 38 is applied on the portion of the second land 34b (see FIG. 16A: 34b1 and 34b2).
  • a flux 38 is applied on the third land 35.
  • a plurality of ball electrodes 40 made of, for example, solder are mounted on the mounting surface of the ball mounting jig 39.
  • each of the plurality of ball electrodes 40 has the same shape.
  • the plurality of ball electrodes 40 are arranged on the mounting surface of the ball mounting jig 39 so that the distances between adjacent central points are equal.
  • the center point of the ball electrode 40 corresponds to the center point shown in FIG.
  • the ball electrode 40 mounted on the mounting surface of the ball mounting jig 39 is opposed to the flux 38.
  • the ball electrode 40 is placed on the first land 33.
  • one ball electrode 40 is placed on the second land 34a.
  • the two ball electrodes 40 are placed on the second land 34b.
  • at least one ball electrode 40 is placed on the second lands 34 a and 34 b having a plane area larger than the plane area of the first land 33.
  • the ball electrode 40 is placed on the third land 35.
  • one ball electrode 40 is placed on the second land 34a whose plane area is larger than the plane area of the first land 33.
  • Two ball electrodes 40 are placed on the second land 34 b having a plane area larger than twice the plane area of the first land 33.
  • heat treatment such as reflow is performed.
  • the oxide 38 present on the bonding surface of the first land 33, the second lands 34 a and 34 b, the third land 35, and the ball electrode 40 is removed by the flux 38.
  • the ball electrode 40 placed on the first land 33 is melted to form the first bump electrode 41.
  • one ball electrode 40 placed on the second land 34a is melted to form a second bump electrode 42a.
  • the two ball electrodes 40 placed on the second land 34b are melted to form the second bump electrode 42b.
  • the ball electrode 40 placed on the third land 35 is melted to form the third bump electrode 43.
  • the semiconductor device according to this embodiment can be manufactured.
  • the plane area of the second land 34a is larger than the plane area of the first land 33, and one ball electrode 40 is placed on the second land 34a.
  • One ball electrode 40 is placed on the land 33.
  • the wettable spread area per one ball electrode 40 placed on the second land 34 a is the wet spread area per one ball electrode 40 placed on the first land 33.
  • the height of the second bump electrode 42 a is lower than the height of the first bump electrode 41, and the plane area is larger than the plane area of the first bump electrode 41.
  • the plane area of the second land 34b is larger than twice the plane area of the first land 33, and two ball electrodes 40 are placed on the second land 34b.
  • One ball electrode 40 is placed on the first land 33.
  • the wettable spread area per ball electrode 40 placed on the second land 34 b is the wet spread area per ball electrode 40 placed on the first land 33. Greater than possible area. Therefore, the height of the second bump electrode 42 b is lower than that of the first bump electrode 41, and the plane area is larger than the plane area of the first bump electrode 41.
  • a through hole 36 penetrating the third land 35 and the wiring substrate 30 is provided, and one ball electrode 40 is placed on the third land 35. On the top, one ball electrode 40 is placed. A part of the melted ball electrode 40 is embedded in the through hole 36. Therefore, the height of the third bump electrode 43 partially embedded in the through hole 36 is lower than the height of the first bump electrode 41.
  • the diameter of the upper end of the through hole 36 is preferably about ⁇ 0.05 mm of the diameter of the ball electrode 40.
  • the plane area of the second land 34 a is made larger than the plane area of the first land 33. Accordingly, the height of the second bump electrode 42 a obtained by melting one ball electrode 40 can be made lower than the height of the first bump electrode 41.
  • the plane area of the second land 34 b is set to be larger than twice the plane area of the first land 33. Accordingly, the height of the second bump electrode 42b obtained by melting the two ball electrodes 40 can be made lower than the height of the first bump electrode 41.
  • a through hole 36 penetrating the third land 35 and the wiring board 30 is provided.
  • the height of the third bump electrode 43 partially embedded in the through hole 36 can be made lower than the height of the first bump electrode 41.
  • the plane area of the third land cannot be made larger than the plane area of the first land, and the plane area of the third land can be reduced to the plane area of the first land. If it is necessary to be the same as or the plane area of the first land, the through-hole penetrating the third land and the wiring board (or passing through the third land and in the wiring board) By providing the recesses that reach (), the height of the third bump electrode can be made lower than the height of the first bump electrode.
  • one through hole 36 penetrating the third land 35 and the wiring substrate 30 is described as a specific example, but the present invention is not limited to this.
  • a plurality of through holes penetrating the third land and the wiring board may be provided.
  • a plurality of through holes may be provided.
  • the ball adsorption method is used as a method for placing the ball electrode
  • the present invention is not limited to this, for example, a ball transfer method or a transfer method. A method may be used.
  • PBGA Physical BGA
  • FCBGA Flip Chip BGA
  • the semiconductor device for example, PBGA package
  • the semiconductor device is mounted on the mounting surface of the printed wiring board (mounting board) 50.
  • lands 51 and wirings 52 drawn from the lands 51 are formed on the mounting surface of the printed wiring board 50.
  • the wiring 52 extends from the land 51 toward the peripheral edge of the printed wiring board 50.
  • each of the plurality of lands 51 is formed on the mounting surface of the printed wiring board 50 so as to face each of the plurality of first bump electrodes 41 (first lands).
  • the land 51 is formed on the first portion of the mounting surface of the printed wiring board 50 that faces the first bump electrode 41 (first land).
  • the land 51 is not formed on the second portion of the mounting surface of the printed wiring board 50 that faces the second bump electrodes 42a and 42b (second lands).
  • the portion of the mounting surface of the printed wiring board 50 facing the second land and where the land 51 is not formed is referred to as a portion N51.
  • the land 51 is not formed in the third portion facing the third bump electrode (third land) on the mounting surface of the printed wiring board 50.
  • a wiring 52 drawn from the land 51 formed around the portion N51 is formed in the peripheral region including the portion N51 (second portion). Therefore, the density of the wiring 52 existing in the peripheral region including the portion N51 is higher than the density of the wiring 52 existing in a region other than the peripheral region (for example, the peripheral region including the first portion). Although not shown in the drawing, a wiring 52 drawn from a land 51 formed around the third portion is formed in the peripheral region including the third portion.
  • the plurality of lands 51, the portion N51 (second portion), and the third portion are arranged so that the intervals between adjacent center points are equal.
  • the land 51 and the first bump electrode 41 are electrically connected by solder (not shown).
  • the height of the second bump electrodes 42a and 42b is lower than the height of the first bump electrode 41, and the second bump electrodes 42a and 42b are connected to the mounting surface of the printed wiring board 50. There is no contact.
  • the height of the second bump electrodes 42a and 42b after mounting is lower than the height of the first bump electrode 41 after mounting.
  • the height of the third bump electrode (see FIG. 1:43) is lower than the height of the first bump electrode 41, and the third bump electrode is mounted on the printed wiring board 50. There is no contact with the surface.
  • the semiconductor device includes a semiconductor chip (not shown) fixed to the back surface of the wiring substrate 30, a sealing resin (not shown) formed on the back surface of the wiring substrate 30 and covering the semiconductor chip, A first land (not shown) formed on the surface of the substrate 30, a second land (not shown) formed on the surface of the wiring substrate 30, and a third land formed on the surface of the wiring substrate 30 (Not shown), the first bump electrode 41 formed on the first land, the second bump electrodes 42a and 42b formed on the second land, and the third land And a third bump electrode (not shown).
  • a semiconductor device according to this embodiment is prepared.
  • solder paste (not shown) is printed on the land 51 using, for example, a printing mask.
  • the semiconductor device is mounted on the mounting surface of the printed wiring board 50 so that the land 51 and the first bump electrode 41 (first land) face each other.
  • the semiconductor device according to the present embodiment can be mounted on a mounting board (printed wiring board).
  • the heights of the first bump electrode after mounting and the second bump electrode after mounting are as follows.
  • the diameter of the planar shape of the first bump electrode 41 before mounting is 0.6 mm
  • the height of the first bump electrode 41 before mounting is 0.52 mm
  • the second bump electrode 42 a before mounting has a height of 0.52 mm.
  • the diameter of the planar shape is 0.7 mm
  • the height of the second bump electrode 42a before mounting is 0.4 mm
  • the distance between the center points (see FIG. 17) is 1 mm
  • the printing mask When the opening height of the opening is 0.13 mm, the height of the first bump electrode 41 after mounting is about 0.45 mm to 0.55 mm, and the height of the second bump electrode 42a after mounting is About 0.4 mm.
  • the plane area of the second lands 34 a, 34 b, 34 c is made larger than the plane area of the first land 33.
  • the height of the second bump electrodes 42 a, 42 b, 42 c can be made lower than the height of the first bump electrode 41.
  • the wiring 52 can be formed in the peripheral region including the portion N51 without forming the land 51 in the portion N51 (second portion) on the mounting surface of the printed wiring board 50. Therefore, the drawing efficiency of the wiring 52 can be improved.
  • a through hole 36 penetrating the third land 35 and the wiring board 30 is provided.
  • the height of the third bump electrode 43 can be made lower than the height of the first bump electrode 41.
  • the wiring 52 can be formed in the peripheral region including the third portion without forming the land 51 in the third portion on the mounting surface of the printed wiring board 50. Therefore, the drawing efficiency of the wiring 52 can be improved.
  • the center points of 34c2 and 34c3 and the center point of the third land 35 are arranged so that the intervals between adjacent center points are equal. Accordingly, as shown in FIG. 20B, a normal ball mounting jig 39 can be used when the ball electrode 40 is placed. Therefore, it is not necessary to produce a special ball mounting jig (see FIG. 31 described above) unlike the first and second conventional semiconductor devices. Therefore, it is possible to prevent an increase in manufacturing cost of the semiconductor device.
  • a normal ball mounting jig 39 is used to place each of the plurality of first lands 33, second lands 34a, 34b, 34c, and the third lands 35 on each other. At least one ball electrode 40 can be mounted. Therefore, it is possible to prevent a solder bridge that electrically connects the adjacent first bump electrodes 41 from being formed.
  • the second lands 34a, 34b, 34c and the third land 35 are formed on the surface of the wiring board 30 at a portion facing the peripheral edge of the printed wiring board 50. If it does in this way, a 2nd part (part N51) and a 3rd part can be located in the peripheral part of the mounting surface of the printed wiring board 50.
  • the height of the bump electrode is lower than the height of the first bump electrode 41.
  • the height of the second bump electrode 42 a is made higher than the height of the first bump electrode 41. Also lower.
  • through holes 36, 36 a, 36 b that penetrate the third land 35 and the wiring substrate 30 are provided.
  • the height of the third bump electrode 43 is made lower than the height of the first bump electrode 41.
  • the present invention is not limited to this.
  • a recess is provided on the surface of the wiring substrate, and a land is formed on the bottom surface of the recess, thereby forming the back surface of the wiring substrate.
  • the height from the back surface of the wiring board to the highest vertex of the first bump electrode may be lower than the height of the bump electrode formed on the land.
  • the height from the upper surface of the wiring board 10 to the topmost point of the second bump electrode 14B is set to the height of the first bump electrode 14A from the upper surface of the wiring board 10.
  • the height of the second bump electrode 14B is increased by making the plane area of the second CSP land 13B larger than the plane area of the second CSP land 13A.
  • the present invention is not limited to this.
  • the height of the bump electrode formed on the CSP land is set to the first level. It may be lower than the height of the bump electrode.
  • the present invention can improve the lead-out efficiency of the wiring formed on the mounting surface of the mounting substrate, and is useful for a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a mounting body including the semiconductor device.
  • CSP Semiconductor device

Landscapes

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Abstract

 半導体装置1は、半導体チップ11と、上面に半導体チップ11が固着された配線基板10と、配線基板10の下面に形成された第1のランド13Aと、配線基板10の下面に形成された第2のランド13Bと、第1のランド13Aの上に形成された第1のバンプ電極14Aと、第2のランド13Bの上に形成された第2のバンプ電極14Bとを備えている。配線基板10の上面から第2のバンプ電極14Bまでの高さは、配線基板10の上面から第1のバンプ電極14Aまでの高さよりも低い。

Description

半導体装置及びその製造方法並びに該半導体装置を備えた実装体
 本発明は、半導体装置及びその製造方法並びに該半導体装置を備えた実装体に関する。
 近年、電子機器の小型化及び高性能化を実現するために、電子機器に使用される半導体装置に対して、製造プロセスの微細化、薄型化及び多端子化が要求されている。
 半導体装置を多端子化するために、半導体装置に使用される半導体チップの端子数が増加して、端子の高密度化が進んでいる。その結果、半導体装置が実装される実装基板の実装面に形成される配線の本数が増えて、配線の形成が複雑化している。
 特許文献1には、実装基板の実装面に形成された配線パターンの引出し効率を向上させる技術が提案されている。特許文献2には、実装基板の実装面に配線を容易に形成する技術が提案されている。
 以下に、高密度パッケージの一例として、CSP(Chip Size Package)と呼ばれる半導体装置について、図25及び図26を参照しながら説明する(例えば、特許文献1参照)。なお、図25において、CSPランドと接続する配線パターンの図示を省略している。
 図25及び図26に示す図は、介挿基板の下面側から見た平面図のため、図示されないが、介挿基板の上面には、半導体チップが固着されている。
 図26に示すように、介挿基板の下面には、複数のCSPランド16A、複数のCSPランド16B、複数のCSPランド16C、及び複数の配線パターンL13が形成されている。図25に示すように、最外周の列は、複数のCSPランド16Aを含む列である。最内周の列は、複数のCSPランド16Cを含む列である。最外周の列と最内周の列との間に位置する列は、複数のCSPランド16Bを含む列である。互いに隣り合うCSPランド16Aの中心点同士の間隔PAは、1.0mmである。互いに隣り合うCSPランド16Bの中心点同士の間隔PBは、0.8mmである。互いに隣り合うCSPランド16Cの中心点同士の間隔PCは、0.8mmである。このように、複数のCSPランド16A,16B,16Cは、互いに異なる間隔PA,PB,PCで行列状に配列されている(PB>PA,PC>PA)。
 半導体チップの複数の電極の各々は、介挿基板中に形成されたビア(図26:V12)又は介挿基板の下面に形成された配線パターン(図26:L13)及び該配線パターンと接続するビアを介して、複数のCSPランド16A,16B,16Cの各々と電気的に接続されている。
 実装体の構成を示す図を省略したが、介挿基板の上面に半導体チップが固着された第1の従来の半導体装置は、マザー基板(実装基板)の実装面に実装されている。
 マザー基板の実装面には、複数のランド及び複数の配線パターンが形成されている。該複数のランドは、複数のCSPランド16A,16B,16Cの各々と対向するように、マザー基板の実装面に形成されている。よって、複数のランドは、複数のCSPランド16A,16B,16Cと同様に、互いに異なる間隔で行列状に配列されている。
 複数のCSPランド16A,16B,16Cの各々は、バンプ電極を介して、マザー基板の実装面に形成された複数のランドの各々と電気的に接続されている。
 第1の従来の半導体装置では、図25に示すように、複数のCSPランド16A,16B,16Cは、互いに異なる間隔PA,PB,PCで行列状に配列されている(PB<PA,PC<PA)。これにより、図26に示すように、相対的に広い間隔PAで配置されたCSPランド16A同士の間に、配線パターンL13を、複数本形成することができる。
 実装体の構成を示す図を省略したが、マザー基板の実装面に形成された複数のランドは、複数のCSPランド16A,16B,16Cと同様に、互いに異なる間隔で行列状に配列されている。これにより、相対的に広い間隔で配置されたランド同士の間に、配線パターンを、複数本形成することができる。従って、マザー基板の実装面に形成された配線パターンの引出し効率を向上させることができる。
 以下に、高密度パッケージの他の一例として、BGA(Ball Grid Array)パッケージと呼ばれる半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体について、図27~図30を参照しながら説明する(例えば、特許文献2参照)。なお、図30において、半導体チップ、封止樹脂及びランドの図示を省略している。
 図27に示すように、配線基板100の裏面には、半導体チップ101が固着され、配線基板100の表面には、ランド103が形成され、ランド103の上には、バンプ電極107が形成されている。半導体チップ101は封止樹脂102により覆われている。図28に示すように、等間隔で行列状に配列された複数のランド103及び複数のバンプ電極107のうち、例えば、3個のランド103及び3個のバンプ電極107(点線参照)が欠落している。以下、配線基板100の表面におけるランド103及びバンプ電極107が欠落した部分を、欠落部分N103と呼ぶ。
 図29に示すように、プリント配線基板(PWB:printed wiring board,実装基板)108の実装面には、ランド109及びランド109から引き出された配線110が形成されている。図30に示すように、ランド109は、バンプ電極107と対向するように、プリント配線基板108の実装面に形成されている。プリント配線基板108の実装面における欠落部分(図28:N103参照)と対向する部分には、ランド109が形成されていない。
 第2の従来の半導体装置では、図28に示すように、配線基板100の表面に欠落部分N103を設ける。これにより、プリント配線基板108の実装面における欠落部分N103と対向する部分に、ランド109を形成せずに、配線110を形成することができる。従って、プリント配線基板108の実装面に配線110を容易に形成し、配線110の引出し効率を向上させることができる。
特開2000-12727号公報 特開2003-7750号公報
 しかしながら、第1の従来の半導体装置では、以下に示す問題がある。
 ところで、複数のCSPランド16A,16B,16Cの各々と、マザー基板の実装面に形成された複数のランドの各々とを電気的に接続するバンプ電極は、次のようにして形成される。搭載面に複数のCSPランド16A,16B,16Cの各々と対向するようにボール電極が搭載されたボール搭載治具を用いて、複数のCSPランド16A,16B,16Cの各々の上に、ボール電極を載置する。その後、リフローにより、ボール電極を溶融し、バンプ電極を形成する。
 第1の従来の半導体装置では、ボール電極の配列がCSPランド16A,16B,16Cの配列に合致したボール搭載治具、即ち、特別なボール搭載治具を用いる必要があり、通常のボール搭載治具(後述の図22(a) 及び(b) 参照)を用いることができない。このため、新たに特別なボール搭載治具を作製する必要が生じ、特別なボール搭載治具の作製にコストを要し、製造コストの増大を招くという問題がある。なお、「通常のボール搭載治具」とは、後述の図22(a) 及び(b) に示すように、搭載面に、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるようにボール電極が配列されたボール搭載冶具である。
 さらに、間隔PA,PB,PCの変更、即ち、CSPランド16A,16B,16Cの配列変更に応じて、新たに特別なボール搭載治具を作製し、作製したボール搭載治具を、ボール電極の配列が変更前のCSPランド16A,16B,16Cの配列に合致したボール搭載治具と交換する必要がある。このため、生産効率が低くなる虞がある。
 第2の従来の半導体装置では、以下に示す問題がある。
 ところで、バンプ電極107は、次のようにして形成される。図31に示すように、搭載面にランド103と対向するようにボール電極106が搭載されたボール搭載治具105を用いて、フラックス104が塗布されたランド103の上に、ボール電極106を載置する。その後、リフローにより、ボール電極106を溶融し、バンプ電極107を形成する。
 第2の従来の半導体装置では、図31に示すような特別なボール搭載治具105を用いる必要があり、通常のボール搭載治具(後述の図22(a) 及び(b) 参照)を用いることができない。このため、新たに特別なボール搭載治具を作製する必要が生じ、特別なボール搭載治具の作製にコストを要し、製造コストの増大を招くという問題がある。
 さらに、ランド103の配列変更に応じて、新たに特別なボール搭載治具を作製し、作製したボール搭載治具を、ボール電極の配列が変更前のランド103の配列に合致したボール搭載治具と交換する必要がある。このため、生産効率が低くなる虞がある。
 そこで、第2の従来の半導体装置において、製造コストの削減を考慮して、通常のボール搭載冶具を用いた場合、次のような不具合がある。図32に示すように、フラックス(図31:104参照)が塗布されたランド(図31:103参照)の上に、ボール電極106が載置されるだけでなく、配線基板100の表面における欠落部分(図28:N103参照)に、ボール電極106xが載置される。このため、リフロー時に、ボール電極106xが配線基板100の表面を自由に移動し、隣り合うバンプ電極同士の間を電気的に接続するはんだブリッジが形成されるという不具合がある。
 同様に、第1の従来の半導体装置において、製造コストの削減を考慮して、通常のボール搭載冶具を用いた場合、例えば、介挿基板の下面における相対的に広い間隔で配置されたCSPランド(図25:16A参照)同士の間に、ボール電極が載置されるため、はんだブリッジが形成されるという不具合がある。
 前記に鑑み、本発明の目的は、実装基板の実装面に実装される半導体装置(例えば、CSP又はBGAパッケージ等)において、実装基板の実装面に形成された配線の引出し効率を向上させることである。
 前記の目的を達成するため、本発明に係る第1の半導体装置は、半導体チップと、上面に半導体チップが固着された配線基板と、配線基板の下面に形成された第1のランドと、配線基板の下面に形成された第2のランドと、第1のランドの上に形成された第1のバンプ電極と、第2のランドの上に形成された第2のバンプ電極とを備え、配線基板の上面から第2のバンプ電極までの高さは、配線基板の上面から第1のバンプ電極までの高さよりも低い。
 本発明に係る第1の半導体装置によると、配線基板の上面から第2のバンプ電極までの高さを、配線基板の上面から第1のバンプ電極までの高さよりも低くすることができる。このため、半導体装置を実装基板の実装面に実装する実装時に、第2のバンプ電極が、実装基板の実装面と接触することを防止することができる。このため、実装基板の実装面における第2のランドと対向する部分に、第3のランドを形成せずに、配線を形成することができる。従って、配線の引出し効率を向上させることができる。
 本発明に係る第1の半導体装置において、第2のランドの平面積は、第1のランドの平面積よりも大きく、第2のバンプ電極の高さは、第1のバンプ電極の高さよりも低いことが好ましい。
 このようにすると、第2のランドの平面積を、第1のランドの平面積よりも大きくすることにより、第2のバンプ電極の高さを、第1のバンプ電極の高さよりも低くすることができるため、配線基板の上面から第2のバンプ電極までの高さを、配線基板の上面から第1のバンプ電極までの高さよりも、第1のバンプ電極と第2のバンプ電極との高低差分だけ、低くすることができる。
 本発明に係る第1の半導体装置において、第2のランドの平面形状は、第1のランドの平面形状と異なっていてもよい。
 本発明に係る第1の半導体装置において、配線基板の下面には、凹部が設けられ、第1のランドは、配線基板の下面における凹部以外の部分に配置され、第2のランドは、凹部の底面に配置されていることが好ましい。
 このようにすると、配線基板の下面に、凹部を設けて、凹部の底面に、第2のランドを形成することにより、配線基板の上面から第2のバンプ電極までの高さを、配線基板の上面から第1のバンプ電極までの高さよりも、凹部の凹み分だけ、低くすることができる。
 本発明に係る第1の半導体装置において、第2のランドの形状は、第1のランドの形状と同一であり、第2のバンプ電極の形状は、第1のバンプ電極の形状と同一であってもよい。
 本発明に係る第1の半導体装置において、配線基板の下面には、第1のランドの周縁部及び第2のランドの周縁部を覆い、且つ、第1のランドの中央部を露出する第1の開口部及び第2のランドの中央部を露出する第2の開口部を有するソルダレジストが形成されていてもよい。
 本発明に係る第1の半導体装置において、配線基板の下面には、第1のランドの全表面を露出する第1の開口部及び第2のランドの全表面を露出する第2の開口部を有するソルダレジストが形成されていてもよい。
 本発明に係る第1の半導体装置において、第2のランドは、少なくとも配線基板の下面の角部に配置されていることが好ましい。
 本発明に係る第1の半導体装置において、複数の第2のランドは、配線基板の下面の周縁部に、隣り合う第2のランド同士の間に少なくとも2個の第1のランドが介在するように配置されていることが好ましい。
 前記の目的を達成するため、本発明に係る第1の実装体は、本発明に係る第1の半導体装置と、実装面に、第3のランド、及び第3のランドから引き出された配線が形成された実装基板とを備え、本発明に係る第1の半導体装置は、第1のランドと第3のランドとが対向するように、実装基板の実装面に実装され、第1のバンプ電極は、第3のランドと接続され、第2のバンプ電極は、実装基板の実装面と接触していない。
 本発明に係る第1の実装体において、実装基板の実装面における第1のランドと対向する第1の部分には、第3のランドが形成され、実装基板の実装面における第2のランドと対向する第2の部分には、第3のランドが形成されず、第2の部分を含む周辺領域には、第2の部分の周囲に形成された第3のランドから引き出された配線が形成されていることが好ましい。
 前記の目的を達成するため、本発明に係る第2の半導体装置は、半導体チップと、裏面に半導体チップが固着された配線基板と、配線基板の表面に形成され、半導体チップと電気的に接続された第1のランドと、配線基板の表面に形成され、半導体チップと電気的に接続されていない第2のランドと、第1のランドの上に形成された第1のバンプ電極と、第2のランドの上に形成された第2のバンプ電極とを備え、第2のバンプ電極の高さは、第1のバンプ電極の高さよりも低い。
 本発明に係る第2の半導体装置によると、第2のバンプ電極の高さを、第1のバンプ電極の高さよりも低くすることができる。このため、半導体装置を実装基板の実装面に実装する実装時に、第2のバンプ電極が、実装基板の実装面と接触することを防止することができる。このため、実装基板の実装面における第2のランドと対向する部分に、第3のランドを形成せずに、配線を形成することができる。従って、配線の引出し効率を向上させることができる。
 本発明に係る第2の半導体装置において、第2のランドの平面積は、第1のランドの平面積よりも大きいことが好ましい。
 このようにすると、第2のランドの平面積を、第1のランドの平面積よりも大きくすることにより、第2のバンプ電極の高さを、第1のバンプ電極の高さよりも低くすることができる。
 本発明に係る第2の半導体装置において、配線基板及び第2のランドには、第2のランドを貫通し配線基板中に到達する凹部が設けられていることが好ましい。
 このようにすると、第2のランドを貫通し配線基板中に到達する凹部を設けることにより、第2のバンプ電極の高さを、第1のバンプ電極の高さよりも低くすることができる。
 本発明に係る第2の半導体装置において、凹部は、開口面から底面まで一定の径を有していてもよい。
 本発明に係る第2の半導体装置において、凹部は、開口面から底面に向かって変化する径を有していてもよい。
 本発明に係る第2の半導体装置において、第2のバンプ電極の一部は、凹部の少なくとも一部に埋設されていることが好ましい。
 本発明に係る第2の半導体装置において、配線基板及び第2のランドには、第2のランド及び配線基板を貫通する貫通孔が設けられていることが好ましい。
 このようにすると、第2のランド及び配線基板を貫通する貫通孔を設けることにより、第2のバンプ電極の高さを、第1のバンプ電極の高さよりも低くすることができる。
 本発明に係る第2の半導体装置において、第2のバンプ電極の一部は、貫通孔の少なくとも一部に埋設されていることが好ましい。
 本発明に係る第2の半導体装置において、第1のランドの平面積に対する第2のランドの平面積の比率は、1.1よりも大きいことが好ましい。
 本発明に係る第2の半導体装置において、第1のバンプ電極の高さに対する第2のバンプ電極の高さの比率は、0.8よりも小さいことが好ましい。
 前記の目的を達成するため、本発明に係る第2の実装体は、本発明に係る第2の半導体装置と、実装面に、第3のランド、及び第3のランドから引き出された配線が形成された実装基板とを備え、本発明に係る第2の半導体装置は、第1のランドと第3のランドとが対向するように、実装基板の実装面に実装され、第1のバンプ電極は、第3のランドと接続され、第2のバンプ電極は、実装基板の実装面と接触していない。
 本発明に係る第2の実装体において、実装基板の実装面における第1のランドと対向する第1の部分には、第3のランドが形成され、実装基板の実装面における第2のランドと対向する第2の部分には、第3のランドが形成されず、第2の部分を含む周辺領域には、第2の部分の周囲に形成された第3のランドから引き出された配線が形成されていることが好ましい。
 前記の目的を達成するため、本発明に係る第1の半導体装置の製造方法は、配線基板を準備する工程(a)と、配線基板の裏面に、半導体チップを固着する工程(b)と、配線基板の表面に、半導体チップと電気的に接続する第1のランドを形成すると共に、配線基板の表面に、半導体チップと電気的に接続せず、且つ、平面積が第1のランドの平面積よりも大きい第2のランドを形成する工程(c)と、工程(c)の後に、搭載面に複数のボール電極が搭載されたボール搭載治具を用いて、第1のランドの上に、ボール電極を載置すると共に、第2のランドの上に、少なくとも1つのボール電極を載置する工程(d)と、熱処理により、第1のランドの上に載置されたボール電極を溶融して、第1のバンプ電極を形成すると共に、第2のランドの上に載置された少なくとも1つのボール電極を溶融して、第2のバンプ電極を形成する工程(e)とを備え、工程(e)において、第2のバンプ電極は、高さが、第1のバンプ電極の高さよりも低くなるように形成される。
 前記の目的を達成するため、本発明に係る第2の半導体装置の製造方法は、配線基板を準備する工程(a)と、配線基板の裏面に、半導体チップを固着する工程(b)と、工程(b)の後に、配線基板の表面に、半導体チップと電気的に接続する第1のランドを形成すると共に、配線基板の表面に、半導体チップと電気的に接続しない第2のランドを形成する工程(c)と、配線基板及び第2のランドに、第2のランドを貫通し配線基板中に到達する凹部、又は第2のランド及び配線基板を貫通する貫通孔を形成する工程(d)と、工程(d)の後に、搭載面に複数のボール電極が搭載されたボール搭載治具を用いて、第1のランドの上に、ボール電極を載置すると共に、第2のランドの上に、ボール電極を載置する工程(e)と、熱処理により、第1のランドの上に載置されたボール電極を溶融して、第1のバンプ電極を形成すると共に、第2のランドの上に載置されたボール電極を溶融して、第2のバンプ電極を形成する工程(f)とを備え、工程(f)において、第2のバンプ電極の一部は、凹部又は貫通孔の少なくとも一部に埋設されて、第2のバンプ電極は、高さが、第1のバンプ電極の高さよりも低くなるように形成される。
 本発明に係る半導体装置及びその製造方法並びに該半導体装置を備えた実装体によると、実装基板の実装面に形成された配線の引出し効率を向上させることができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置、及び該半導体装置が実装される実装基板の構成を示す図であり、図1の上側の部分は、該半導体装置の構成を示す断面斜視図であり、図1の下側の部分は、該実装基板の構成を示す斜視図である。 図2(a) 及び(b) は、第1,第2のCSPランドを含む部分の構成を示す図であり、図2(a) は、平面図であり、図2(b) は、図1に示す点線で囲まれた部分の構成を示す拡大断面図であり、図2(a) に示すIIb-IIb線における断面図である。 図3は、本発明の第1の実施形態のその他の例に係る半導体装置における、第1,第2のCSPランドを含む部分の構成を示す断面図である。 図4は、本発明の第1の実施形態に係る実装体の構成を示す断面断面図であり、図4の下側の部分は、図1に示すIV-IV線における断面斜視図である。 図5(a) は、本発明の第1の実施形態に係る実装体における、実装基板の実装面に形成されたランド及び配線を示す平面図であり、図5(b) は、比較例の実装体における、実装基板の実装面に形成されたランド及び配線を示す平面図である。 図6(a) は、本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る半導体装置における、配線基板の下面に形成された第1,第2のCSPランドを示す平面図であり、図6(b) は、本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る半導体装置における、配線基板の下面に形成された第1,第2のCSPランドを示す平面図である。 図7は、本発明の第1の実施形態の第3変形例に係る半導体装置、及び該半導体装置が実装される実装基板の構成を示す図であり、図7の上側の部分は、該半導体装置の構成を示す断面斜視図であり、図7の下側の部分は、該実装基板の構成を示す斜視図である。 図8(a) 及び(b) は、第1,第2のCSPランドを含む部分の構成を示す図であり、図8(a) は、平面図であり、図8(b) は、図7に示す点線で囲まれた部分の構成を示す拡大断面図であり、図8(a) に示すVIIIb-VIIIb線における断面図である。 図9は、本発明の第1の実施形態の第3変形例に係る実装体の構成を示す断面斜視図であり、図9の下側の部分は、図7に示すIX-IX線における断面斜視図である。 図10は、本発明の第1の実施形態の第4変形例に係る実装体における、実装基板の実装面に形成されたランド及び配線を示す平面図である。 図11は、本発明の第1の実施形態の第5変形例に係る半導体装置における、配線基板の下面に形成された第1,第2のCSPランドの配置例を示す平面図である。 図12は、本発明の第1の実施形態のその他の例に係る半導体装置における、配線基板の下面に形成された第1,第2のCSPランドの配置例を示す平面図である。 図13は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図であり、図14及び図15に示すXIII-XIII線における断面図である。 図14は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。 図15は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。 図16(a) 及び(b) は、第2のランドの構成を示す平面図である。 図17は、第1のランド、第2のランド及び第3のランドの配列関係を示す平面図である。 図18(a) 及び(b) は、貫通孔の構成を示す断面図である。 図19(a) ~(c) は、凹部の構成を示す断面図である。 図20(a) 及び(b) は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図21(a) 及び(b) は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図22(a) 及び(b) は、搭載面にボール電極が搭載されたボール搭載治具の構成を示す図であり、図22(a) は、平面図であり、図22(b) は、図22(a) に示すXXIIb-XXIIb線における断面図である。 図23は、本発明の第2の実施形態に係る実装体の構成を示す斜視図である。 図24は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置、及び該半導体装置が実装される実装基板の構成を示す斜視図である。 図25は、第1の従来の半導体装置における、配線基板の下面に形成されたCSPランドを示す平面図である。 図26は、第1の従来の半導体装置における、配線基板の構成を示す平面図であり、図25に示す点線で囲まれた部分の構成を示す拡大平面図である。 図27は、第2の従来の半導体装置の構成を示す断面図であり、図28に示すXXVII-XXVII線における断面図である。 図28は、第2の従来の半導体装置の構成を示す平面図である。 図29は、第2の従来の半導体装置が実装される実装基板の構成を示す平面図である。 図30は、第2の従来の実装体の構成を示す斜視図である。 図31は、第2の従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図32は、第2の従来の半導体装置における問題について説明する平面図である。
 (第1の実施形態)
 <半導体装置>
 以下に、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構成について、図1並びに図2(a) 及び(b) を参照しながら説明する。なお、図2(a) において、配線基板における第4層CSP基板部、及び第1,第2のCSPランドのみを図示し、その他の構成要素の図示を省略している。
 図1に示すように、本実施形態に係る半導体装置1(例えば、CSP)は、マザー基板(実装基板)20の実装面に実装される。
 配線基板(介挿基板)10は、第1層CSP基板部10A、第2層CSP基板部10B、第3層CSP基板部10C及び第4層CSP基板部10Dを有している。
 配線基板10の上面(第1層CSP基板部10Aの上面)には、ICチップ(半導体チップ)11が固着されている。ICチップ11の下面には、行列状に配列された複数の電極(図示省略)が形成されている。「配線基板10の上面」とは、配線基板10におけるICチップ11が固着される面をいう。
 配線基板10の上面には、行列状に配列された複数のICチップ用ランド12が形成されている。一方、配線基板10の下面(第4層CSP基板部10Dの下面)には、複数の第1のCSPランド13A及び第2のCSPランド13Bが形成されている。複数の第1のCSPランド13A及び第2のCSPランド13Bは、行列状に配列され、且つ、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるように配列されている。「配線基板10の下面」とは、配線基板10における第1のCSPランド13A及び第2のCSPランド13Bが形成される面をいう。
 複数の第1のCSPランド13Aの各々は、互いに同一の形状を有している。即ち、複数の第1のCSPランド13Aの各々は、互いに同一の平面形状(例えば円形状)を有し、且つ、互いに同一の高さを有している。「第1のCSPランド13Aの高さ」とは、配線基板10の下面から、第1のCSPランド13Aの表面までの高さをいう。
 図2(a) に示すように、第2のCSPランド13Bの平面積は、第1のCSPランド13Aの平面積よりも大きい。第2のCSPランド13Bの高さは、例えば、第1のCSPランド13Aの高さと同一である。「第2のCSPランド13Bの高さ」とは、配線基板10の下面から、第2のCSPランド13Bの表面までの高さをいう。
 第1のCSPランド13Aの上には、第1のバンプ電極14Aが形成されている。第2のCSPランド13Bの上には、第2のバンプ電極14Bが形成されている。複数の第1のバンプ電極14A及び第2のバンプ電極14Bは、行列状に配列され、且つ、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるように配列されている。
 第1のバンプ電極14A及び第2のバンプ電極14Bは、例えば、次のようにして形成される。通常のボール搭載治具(後述の図22(a) 及び(b) 参照)を用いて、複数の第1のCSPランド13A及び第2のCSPランド13Bの各々の上に、ボール電極を載置する。第1のCSPランド13Aの上に載置されたボール電極の形状と、第2のCSPランド13Bの上に載置されたボール電極の形状とは、同一である。その後、リフロー等の熱処理を行う。これにより、第1のCSPランド13Aの上に載置されたボール電極を溶融し、第1のバンプ電極14Aを形成する。それと共に、第2のCSPランド13Bの上に載置されたボール電極を溶融し、第2のバンプ電極14Bを形成する。
 第2のバンプ電極14Bの平面積は、第1のバンプ電極14Aの平面積よりも大きく、且つ、第2のバンプ電極14Bの高さは、第1のバンプ電極14Aの高さよりも低い。これは、以下のような理由による。「第1,第2のバンプ電極14A,14Bの高さ」とは、第1,第2のCSPランド13A,13Bの表面から、第1,第2のバンプ電極14A,14Bの最頂点までの高さをいう。
 熱処理時に、溶融したボール電極が、第1,第2のCSPランド13A,13Bの上に濡れ拡がった後、溶融して濡れ拡がったボール電極が凝固して、第1,第2のバンプ電極14A,14Bが形成される。上述の通り、第2のCSPランド13Bの平面積は、第1のCSPランド13Aの平面積よりも大きく、第2のCSPランド13Bの上に載置されたボール電極の形状と、第1のCSPランド13Aの上に載置されたボール電極の形状とは、同一である。このため、第2のCSPランド13Bの上に載置されたボール電極が濡れ拡がり可能な面積は、第1のCSPランド13Aの上に載置されたボール電極が濡れ拡がり可能な面積よりも大きい。よって、第2のバンプ電極14Bの平面積は、第1のバンプ電極14Aの平面積よりも大きく、且つ、第2のバンプ電極14Bの高さは、第1のバンプ電極14Aの高さよりも低い。
 ICチップ11の下面に形成された複数の電極(図示省略)の各々は、はんだ(図示省略)を介して、第1層CSP基板部10Aの上面に形成された複数のICチップ用ランド12の各々と電気的に接続されている。複数のICチップ用ランド12の各々は、配線基板10中に形成されたビア、及び、配線基板10中又は配線基板10の下面に形成された配線を介して、第4層CSP基板部10Dの下面に形成された第1のCSPランド13A又は第2のCSPランド13Bと電気的に接続されている。具体的には例えば、図1の紙面において、右から5番目に位置するICチップ用ランド12は、ビアV10及び配線W10dを介して、第1のCSPランド13Aと電気的に接続されている。右から3番目に位置するICチップ用ランド12は、ビアV10a~10d及び配線W10a~W10cを介して、第1のCSPランド13Aと電気的に接続されている。
 図2(b) に示すように、第4層CSP基板部10Dの下面には、第1のCSPランド13Aの周縁部及び第2のCSPランド13Bの周縁部を覆うように、ソルダレジスト(SR)15が形成されている。ソルダレジスト15は、第1のCSPランド13Aの中央部を露出する第1の開口部O15A及び第2のCSPランド13Bの中央部を露出する第2の開口部O15Bを有している。第1のバンプ電極14Aは、ソルダレジスト15における第1の開口部O15Aの周辺領域の上に、第1の開口部O15Aを埋め込むように形成されている。第2のバンプ電極14Bは、ソルダレジスト15における第2の開口部O15Bの周辺領域の上に、第2の開口部O15Bを埋め込むように形成されている。
 図2(b) に示す第1,第2のCSPランド13A,13Bは、ソルダマスク定義(SMD:Solder Mask Defined)ランドである。「SMDランド」とは、第1,第2の開口部O15A,O15Bの開口面積が、第1,第2のCSPランド13A,13Bの平面積よりも小さく、第1,第2のCSPランド13A,13Bの表面における中央部のみが、第1,第2の開口部O15A,O15Bから露出し、第1,第2のCSPランド13A,13Bにおける第1,第2の開口部O15A,O15Bから露出する部分の平面形状が、第1,第2の開口部O15A,O15Bの開口形状で定義されるランドをいう。
 なお、第1,第2のCSPランド13A,13Bは、SMDランドに限定されるものではなく、例えば、図3に示すように、非ソルダマスク定義(NSMD:Non-Solder Mask Defined)ランドであってもよい。
 具体的には、図3に示すように、第4層CSP基板部10Dの下面における第1,第2のCSPランド13A,13Bが形成された部分以外の部分には、ソルダレジスト15が形成されている。ソルダレジスト15は、第1のCSPランド13Aの全表面を露出する第1の開口部O15C及び第2のCSPランド13Bの全表面を露出する第2の開口部O15Dを有している。
 「NSMDランド」とは、第1,第2の開口部O15C,O15Dの開口面積が、第1,第2のCSPランド13A,13Bの平面積よりも大きく、第1,第2のCSPランド13A,13Bの全表面が、第1,第2の開口部O15C,O15D内に露出し、第1,第2のCSPランド13A,13Bにおける第1,第2の開口部O15C,O15Dから露出する部分の平面形状が、第1,第2の開口部O15C,O15Dの開口形状で定義されずに、第1,第2のCSPランド13A,13Bの平面形状自体で定義されるランドをいう。
 <実装体>
 以下に、本発明の第1の実施形態に係る実装体の構成について、図1、図4及び図5(a) を参照しながら説明する。
 図4に示すように、マザー基板(実装基板)20の実装面には、本実施形態に係る半導体装置1(例えば、CSP)が実装されている。
 図1に示すように、マザー基板20の実装面には、マザー基板ランド(以下、「ランド」と呼ぶ)21、及びランド21から引き出された配線(図示省略,図5(a) :22参照)が形成されている。配線22は、図5(a) に示すように、ランド21からマザー基板20の周縁に向かって延びている。
 複数のランド21の各々は、複数の第1のCSPランド13Aの各々と対向するように、マザー基板20の実装面に形成されている。言い換えれば、マザー基板20の実装面における第1のCSPランド13Aと対向する第1の部分には、ランド21が形成されている。一方、マザー基板20の実装面における第2のCSPランド13Bと対向する第2の部分には、ランド21が形成されていない。以下、マザー基板20の実装面における、第2のCSPランド13Bと対向し且つランド21が形成されない部分を部分N21と呼ぶ。
 図5(a) に示すように、部分N21(第2の部分)を含む周辺領域Rには、部分N21の周囲に形成されたランド21から引き出された配線22が形成されている。よって、部分N21を含む周辺領域Rに存在する配線22の密度は、周辺領域R以外の領域(例えば、第1の部分を含む周辺領域)に存在する配線22の密度よりも高い。
 複数のランド21及び部分N21は、隣り合う中心点同士の間隔(図5(a): P参照)が等間隔となるように配列されている。
 図4に示すように、複数の第1のバンプ電極14Aの各々は、複数のランド21の各々と接続されている。
 第2のバンプ電極14Bの高さは、第1のバンプ電極14Aの高さよりも低く、第2のバンプ電極14Bは、マザー基板20の実装面と接触していない。このように、実装後の第2のバンプ電極14Bの高さは、実装後の第1のバンプ電極14Aの高さよりも低い。
 以下に、本発明の有効性について、本実施形態と比較例とを比較しながら説明する。
 本実施形態に係る実装体とは、図2(a) に示すように、第2のCSPランド13Bの平面積が、第1のCSPランド13Aの平面積よりも大きく、図4に示すように、第2のバンプ電極14Bの高さが、第1のバンプ電極14Aの高さよりも低く、図5(a) に示すように、マザー基板20の実装面にランド21が形成されない部分N21を設けた実装体である。
 一方、比較例の実装体とは、CSPランドの平面積が、全て、同一であり、バンプ電極の高さが、全て、同一であり、図5(b) に示すように、マザー基板20の実装面にランド21が形成されない部分(図5(a):N21参照)を設けない実装体である。
 図5(a) 及び(b) に示すように、ランド21の平面形状は、例えば、円形状であり、ランド21の径は、例えば、0.5mmである。配線22の配線幅は、例えば、0.1mmである。隣り合うランド21の中心点同士の間隔Pは、例えば、0.8mmである。
 図5(a) に示すように、マザー基板20の実装面における周辺領域Rに形成された配線22の本数は、例えば、5本である。一方、図5(b) に示すように、周辺領域Rと対応する領域に形成された配線22の本数は、例えば、3本である。
 図5(a) に示す本実施形態では、図5(b) に示す比較例と比べて、マザー基板20の実装面における周辺領域Rに、配線22を2本(=5本-3本)だけ多く形成することができる。
 本実施形態によると、図2(a) に示すように、第2のCSPランド13Bの平面積を、第1のCSPランド13Aの平面積よりも大きくする。これにより、図1及び図2(b) に示すように、第2のバンプ電極14Bの高さを、第1のバンプ電極14Aの高さよりも低くすることができる。このため、図4に示すように、半導体装置の実装時に、第2のバンプ電極14Bが、マザー基板20の実装面と接触することを防止することができる。このため、マザー基板20の実装面における部分N21に、ランド21を形成せずに、部分N21を含む周辺領域Rに、配線22を形成することができる。従って、配線22の引出し効率を向上させることができる。
 さらに、図2(a) に示すように、複数の第1のCSPランド13A及び第2のCSPランド13Bは、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるように配列されている。これにより、ボール電極の載置時に、通常のボール搭載冶具(後述の図22(a) 及び(b) 参照)を用いることができる。このため、第1,第2の従来の半導体装置のように、特別なボール搭載冶具(前述の図31参照)を作製する必要がない。従って、半導体装置の製造コストの増大を招くことを防止することができる。
 さらに、ボール電極の載置時に、通常のボール搭載治具を用いて、複数の第1のCSPランド13A及び第2のCSPランド13Bの各々の上に、ボール電極を載置することができる。従って、隣り合う第1のバンプ電極14A同士の間を電気的に接続するはんだブリッジが形成されることを防止することができる。
 なお、本実施形態では、例えば、配線基板10が、第1層~第4層CSP基板部10A~10Dを有し、配線基板10の層数が、4層である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、配線基板10の層数は、2層以上であればよい。
 なお、本実施形態では、ICチップ用ランド12と電気的に接続する第2のCSPランド13Bを、検査用のテストパッドとして用いてもよい。
 (第1の実施形態の第1変形例)
 以下に、本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る半導体装置について、図6(a) を参照しながら説明する。
 本変形例と第1の実施形態との相違点は、以下のような点である。
 第1の実施形態では、図2(a) に示すように、第2のCSPランド13Bの平面形状は、例えば、円形状である。
 これに対し、本変形例では、図6(a) に示すように、第2のCSPランド13B1の平面形状は、例えば、正方形状である。
 第2のCSPランド13B1の幅は、第2のCSPランド13Bの径よりも大きい。よって、第2のCSPランド13B1の平面積は、第2のCSPランド13Bの平面積よりも大きい。
 本変形例によると、第2のCSPランド13B1の平面積を、第2のCSPランド13Bの平面積よりも大きくする。これにより、第2のCSPランド13B1の上に載置されたボール電極が濡れ拡がり可能な面積を、第2のCSPランド13Bの上に載置されたボール電極が濡れ拡がり可能な面積よりも大きくすることができるので、本変形例における第2のバンプ電極の高さを、第1の実施形態における第2のバンプ電極14Bの高さよりも低くすることができる。
 (第1の実施形態の第2変形例)
 以下に、本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る半導体装置ついて、図6(b) を参照しながら説明する。
 本変形例と第1変形例との相違点は、以下のような点である。
 第1変形例では、図6(a) に示すように、第2のCSPランド13B1の平面形状は、例えば、正方形状である。
 これに対し、本変形例では、図6(b) に示すように、第2のCSPランド13B2の平面形状は、例えば、長方形状の3つの箇所が切り欠かれた切り欠き部を有する形状である。3つの切り欠き部のうち、2つの切り欠き部の平面形状は、例えば、半円形状であり、残りの1つの切り欠き部の平面形状は、4分円形状である。
 本変形例における第2のCSPランド13B2の平面積は、第1変形例における第2のCSPランド13B1の平面積よりも大きい。
 本変形例によると、第2のCSPランド13B2の平面積を、第2のCSPランド13B1の平面積よりも大きくする。これにより、本変形例における第2のバンプ電極の高さを、第1変形例における第2のバンプ電極の高さよりも低くすることができる。
 (第1の実施形態の第3変形例)
 以下に、本発明の第1の実施形態の第3変形例に係る半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体について、図7、図8(a) 及び(b) 並びに図9を参照しながら説明する。なお、図8(a) において、配線基板における第4層CSP基板部、及び第1,第2のCSPランドのみを図示し、その他の構成要素の図示を省略している。図7、図8(a) 及び(b) 並びに図9において、第1の実施形態と同様の構成要素には、図1、図2(a) 及び(b) 並びに図4に示す符号と同一の符号を付している。
 本変形例と第1の実施形態との相違点は、以下のような点である。
 第1の実施形態では、図1に示すように、第2のCSPランド13Bは、配線基板10における第4層CSP基板部10Dの下面に形成されている。図2(a) に示すように、第2のCSPランド13Bの平面積は、第1のCSPランド13Aの平面積よりも大きい。第2のCSPランド13Bの高さは、例えば、第1のCSPランド13Aの高さと同一である。第2のバンプ電極14Bの平面積は、第1のバンプ電極14Aの平面積よりも大きい。図2(b) に示すように、第2のバンプ電極14Bの高さは、第1のバンプ電極14Aの高さよりも低い。
 これに対し、本変形例では、図7に示すように、配線基板10における第4層CSP基板部10Dには、底面に第3層CSP基板部10Cの下面が露出する凹部が設けられている。図8(a) に示すように、該凹部の開口形状は、例えば正方形状である。なお、該凹部の開口形状は、正方形状に限定されるものではなく、例えば多角形状又は円形状等であってもよい。該凹部の底面に露出する第3層CSP基板部10Cの下面には、第2のCSPランド13B3が形成されている。図8(a) 及び(b) に示すように、例えば、第2のCSPランド13B3の形状は、第1のCSPランド13Aの形状と同一である。即ち、第2のCSPランド13B3の平面積及び高さは、それぞれ、第1のCSPランド13Aの平面積及び高さと同一である。図8(b) に示すように、例えば、第2のバンプ電極14B3の形状は、第1のバンプ電極14Aの形状と同一である。即ち、第2のバンプ電極14B3の平面積及び高さは、それぞれ、第1のバンプ電極14Aの平面積及び高さと同一である。
 このように、第1の実施形態では、第2のCSPランド13Bの平面積を、第1のCSPランド13Aの平面積よりも大きくすることにより、第2のバンプ電極14Bの高さを、第1のバンプ電極14Aの高さよりも低くする。これにより、配線基板10の上面から第2のバンプ電極14Bの最頂点までの高さを、配線基板10の上面から第1のバンプ電極14Aの最頂点までの高さよりも、第1のバンプ電極14Aと第2のバンプ電極14Bとの高低差分だけ、低くすることができる。
 これに対し、本変形例では、配線基板10における第4層CSP基板部10Dに凹部を設けて、凹部の底面に露出する第3層CSP基板部10Cの下面に、第2のCSPランド13B3を形成する。これにより、配線基板10の上面から第2のバンプ電極14B3の最頂点までの高さを、配線基板10の上面から第1のバンプ電極14Aの最頂点までの高さよりも、第4層CSP基板部10Dの厚さ分だけ、低くすることができる。
 本変形例によると、上記の通り、配線基板10の上面から第2のバンプ電極14B3の最頂点までの高さを、配線基板10の上面から第1のバンプ電極14Aの最頂点までの高さよりも、低くすることができる。このため、図9に示すように、半導体装置の実装時に、第2のバンプ電極14B3が、マザー基板20の実装面と接触することを防止することができる。このため、マザー基板20の実装面における第2のCSPランド13B3と対向する部分N21に、ランド21を形成せずに、部分N21を含む周辺領域Rに、配線22を形成することができる。従って、配線22の引出し効率を向上させることができる。
 さらに、図8(a) に示すように、複数の第1のCSPランド13A及び第2のCSPランド13B3は、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるように配列されている。これにより、ボール電極の載置時に、通常のボール搭載冶具(後述の図22(a) 及び(b) 参照)を用いることができる。このため、第1,第2の従来の半導体装置のように、特別なボール搭載冶具(前述の図31参照)を作製する必要がない。従って、半導体装置の製造コストの増大を招くことを防止することができる。
 なお、本変形例では、第4層CSP基板部10Dに凹部を設け、第2のCSPランド13B3を、凹部の底面に露出する第3層CSP基板部10Cの下面に形成する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第4層CSP基板部10D及び第3層CSP基板部10Cに凹部を設け、第2のCSPランドを、凹部の底面に露出する第2層CSP基板部10Bの下面に形成してもよい。
 (第1の実施形態の第4変形例)
 以下に、本発明の第1の実施形態の第4変形例に係る実装体について、図10を参照しながら説明する。
 本変形例と第1の実施形態との相違点は、以下のような点である。
 第1の実施形態では、図5(a) に示すように、マザー基板20の実装面における部分N21を含む周辺領域Rには、例えば、配線幅が0.1mmの配線22が、5本形成されている。
 これに対し、本変形例では、図10に示すように、マザー基板20の実装面における部分N21を含む周辺領域には、例えば、配線幅が0.5mmの配線22Xが、1本形成されている。配線22Xの配線幅は、例えば、0.1mmよりも大きく且つ0.5mm以下であることが好ましい。
 本変形例では、配線22よりも配線幅が大きい配線22Xを形成することにより、配線22と比べて、配線22Xにより大きな電流を流すことができる。
 (第1の実施形態の第5変形例)
 以下に、本発明の第1の実施形態の第5変形例に係る半導体装置について、図11を参照しながら説明する。
 図11に示すように、第4層CSP基板部10Dの下面には、複数の第1のCSPランド13A及び複数の第2のCSPランド13B5が、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるように配列されている。
 第1のCSPランド13Aの平面形状は、例えば、円形状である。第2のCSPランド13B5の平面形状は、例えば、正方形状である。
 第4層CSP基板部10Dの下面の周縁部には、該下面の辺方向に沿って隣り合う第2のCSPランド13B5同士の間に第1のCSPランド13Aが介在されるように、複数の第2のCSPランド13B5が配置されている。第2のCSPランド13B5同士の間には、例えば、2個又は3個の第1のCSPランド13Aが介在している。なお、隣り合う第2のCSPランド13B5同士の間に介在する第1のCSPランド13Aの個数は、少なくとも2個であればよい。
 第4層CSP基板部10Dの下面の4つの角部の各々には、第2のCSPランド13B5が配置されている。なお、第2のCSPランド13B5は、4つの角部のうち少なくとも1つの角部に配置されていればよい。
 第2のCSPランド13B5は、規則的に配置されている。例えば、第4層CSP基板部10Dの下面の上辺側の列に含まれる第1,第2のCSPランド13A,13B5の配列順は、下辺側の列に含まれる第1,第2のCSPランド13A,13B5の配列順と同一である。同様に、左辺側の列に含まれる第1,第2のCSPランド13A,13B5の配列順は、右辺側の列に含まれる第1,第2のCSPランド13A,13B5の配列順と同一である。
 本変形例では、配線基板における第4層CSP基板部10Dの下面の角部に、第2のCSPランド13B5を配置することにより、マザー基板の実装面の角部に、ランドが形成されない部分(図1:N21参照)を設けることができる。半導体装置の実装時に最大応力が印加されるマザー基板の角部に、ランドが存在しないため、該角部に印加された応力を分散させることができる。このため、該角部に印加される最大応力を軽減することができる。
 さらに、第2のCSPランド13B5を規則的に配置することにより、配線基板に印加される応力を均等にして、配線基板における特定の部分に応力が集中することを避けることができる。仮に、第2のCSPランド13B5を不規則に配置した場合、配線基板における特定の部分への応力集中を招く虞がある。
 なお、第2のCSPランド13B5の配置例は、図11に示す配置例に限定されるものではない。例えば、図12に示す配置例であってもよい。具体的には、図12に示すように、第2のCSPランド13B5を、第4層CSP基板部10Dの下面の周縁部にだけでなく、第4層CSP基板部10Dの下面における周縁部以外の部分(即ち、下面の中央部)にも配置してもよい。このようにすると、ユーザーの要望に対して柔軟に対応することができる。
 (第2の実施形態)
 <半導体装置>
 以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の構成について、図13、図14、図15、図16(a) 及び(b) 並びに図17を参照しながら説明する。なお、図14において、第1,第2,第3のランドを明瞭に図示する為に、第1,第2,第3のバンプ電極の図示を省略している。
 図13に示すように、配線基板30の裏面には、半導体チップ31が固着されている。配線基板30の裏面には、半導体チップ31を覆うように、封止樹脂32が形成されている。「配線基板30の裏面」とは、配線基板30における半導体チップ31が固着される面をいう。
 図13及び図14に示すように、配線基板30の表面には、複数の第1のランド33が形成されている。配線基板30の表面には、第2のランド34a,34b,34c及び第3のランド35が形成されている。「配線基板30の表面」とは、配線基板30における第1のランド33、第2のランド34a,34b,34c及び第3のランド35が形成される面をいう。
 第1のランド33は、半導体チップ31と電気的に接続している。一方、第2のランド34a,34b,34c及び第3のランド35は、半導体チップ31と電気的に接続していない。
 図13に示すように、第1のランド33の上には、第1のバンプ電極41が形成されている。第2のランド34a,34bの上には、第2のバンプ電極42a,42bが形成されている。第2のランド(図14:34c参照)の上には、第2のバンプ電極(図15:42c参照)が形成されている。第3のランド35の上には、第3のバンプ電極43が形成されている。
 第1のバンプ電極41は、半導体チップ31と電気的に接続している。一方、第2のバンプ電極42a,42b,42c及び第3のバンプ電極43は、半導体チップ31と電気的に接続していない。
 図13及び図14に示すように、複数の第1のランド33の各々は、互いに同一の形状を有している。即ち、複数の第1のランド33の各々は、互いに同一の平面形状(例えば円形状)を有し、且つ、互いに同一の高さを有している。「第1のランド33の高さ」とは、配線基板30の表面から、第1のランド33の表面までの高さをいう。なお、第1のランドの平面形状は、円形状に限定されるものではなく、例えば多角形状等であってもよい。
 図14に示すように、第2のランド34a,34b,34cの平面積は、第1のランド33の平面積よりも大きい。第2のランド34a,34b,34cの高さは、例えば、第1のランド33の高さと同一である。「第2のランド34a,34b,34cの高さ」とは、配線基板30の表面から、第2のランド34a,34b,34cの表面までの高さをいう。
 第2のランド34aの平面形状は、図14に示すように、例えば円形状である。なお、第2のランド34aの平面形状は、円形状に限定されるものではなく、例えば多角形状等であってもよい。
 第2のランド34bの平面形状は、図14に示すように、例えば2つの第1のランド33同士が互いに連結した形状である。言い換えれば、第2のランド34bは、図16(a) に示すように、第1のランド33と同一の形状を有する部分34b1,34b2と、部分34b1と部分34b2とを連結する連結部分34b3とを有している。よって、第2のランド34bの平面積は、第1のランド33の平面積の2倍よりも大きい。なお、第2のランド34bの平面形状は、2つの第1のランド33同士が互いに連結した形状に限定されるものではなく、平面積が第1のランド33の平面積の2倍よりも大きい形状であればよい。
 第2のランド34cの平面形状は、図14に示すように、例えば3つの第1のランド33同士が互いに連結した形状である。言い換えれば、第2のランド34cは、図16(b) に示すように、第1のランド33と同一の形状を有する部分34c1,34c2,34c3と、部分34c1と部分34c2とを連結する連結部分34c4と、部分34c1と部分34c3とを連結する連結部分34c5とを有している。よって、第2のランド34cの平面積は、第1のランド33の平面積の3倍よりも大きい。なお、第2のランド34cの平面形状は、3つの第1のランド33同士が互いに連結した形状に限定されるものではなく、平面積が第1のランド33の平面積の3倍よりも大きい形状であればよい。
 第1のランド33の平面積に対する第2のランド34aの平面積の比率は、例えば1.1よりも大きいことが好ましい。第1のランド33の平面積に対する第2のランド34bの平面積の比率は、例えば2.2よりも大きいことが好ましい。第1のランド33の平面積に対する第2のランド34cの平面積の比率は、例えば3.3よりも大きいことが好ましい。
 図13に示すように、配線基板30及び第3のランド35には、第3のランド35及び配線基板30を貫通し、且つ、下端が封止樹脂32に到達する貫通孔36が設けられている。貫通孔36は、上端から下端まで一定の径を有している。第3のバンプ電極43の一部は、貫通孔36に埋設されている。
 第3のランド35の平面積は、例えば、第1のランド33の平面積と同一である。なお、第1のランド33と第3のランド35との平面積の大小関係に、特に制約はなく、第3のランド35の平面積は、第1のランド33の平面積よりも小さくてもよく、又は第1のランド33の平面積よりも大きくてもよい。第3のランド35の高さは、例えば、第1のランド33の高さと同一である。「第3のランド35の高さ」とは、配線基板30の表面から、第3のランド35の表面までの高さをいう。
 第3のランド35の平面形状は、図14に示すように、例えば円形状である。なお、第3のランド35の平面形状は、円形状に限定されるものではなく、例えば多角形状等であってもよい。
 図17に示すように、第1のランド33の中心点、第2のランド34aの中心点、第2のランド34bにおける部分34b1,34b2の中心点、第2のランド34cにおける部分34c1,34c2,34c3の中心点及び第3のランド35の中心点は、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるように配列されている。
 図13及び図15に示すように、複数の第1のバンプ電極41の各々は、互いに同一の形状を有している。即ち、複数の第1のバンプ電極41の各々は、互いに同一の平面形状を有し、且つ、互いに同一の高さを有している。
 図13に示すように、第2のバンプ電極42a,42bの高さH42a,H42bは、第1のバンプ電極41の高さH41よりも低い。第2のバンプ電極(図15:42c参照)の高さは、第1のバンプ電極41の高さよりも低い。第3のバンプ電極43の高さH43は、第1のバンプ電極41の高さH41よりも低い。「第1のバンプ電極41の高さ」とは、第1のランド33の表面から、第1のバンプ電極41の最頂点までの高さをいう。「第2のバンプ電極42a,42b,42cの高さ」とは、第2のランド34a,34b,34cの表面から、第2のバンプ電極42a,42b,42cの最頂点までの高さをいう。「第3のバンプ電極43の高さ」とは、第3のランド35の表面から、第3のバンプ電極43の最頂点までの高さをいう。
 第1のバンプ電極41の高さに対する第2のバンプ電極42a,42b,42cの高さの比率、及び第1のバンプ電極41の高さに対する第3のバンプ電極43の高さの比率は、例えば0.8よりも小さいことが好ましい。
 図15に示すように、第2のバンプ電極42a,42b,42cの平面積は、第1のバンプ電極41の平面積よりも大きい。
 なお、本実施形態では、第3のバンプ電極43の一部が、貫通孔36の全部に埋設されている場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第3のバンプ電極の一部が、貫通孔の少なくとも一部に埋設されていればよい。
 なお、本実施形態では、上端から下端まで径が一定の貫通孔36を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図18(a) 及び(b) に示すように、上端から下端に向かって径が変化するテーパー状の貫通孔36a,36bを用いてもよい。図18(a) の場合、貫通孔36aは、径が、上端から下端に向かって大きくなっている。一方、図18(b) の場合、貫通孔36bは、径が、上端から下端に向かって小さくなっている。
 なお、本実施形態では、第3のランド35及び配線基板30を貫通する貫通孔36を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図19(a) ~(c) に示すように、第3のランド35を貫通し配線基板30中に到達する凹部37a,37b,37cを用いてもよい。この場合も、本実施形態と同様に、第3のバンプ電極の一部が、凹部の少なくとも一部に埋設されていればよい。凹部は、第1に例えば、図19(a) に示すように、開口面から底面まで径が一定の凹部37aであってもよく、第2に例えば、図19(b) 及び(c) に示すように、開口面から底面に向かって径が変化するテーパー状の凹部37b,37cであってもよい。図19(b) の場合、凹部37bは、径が、開口面から底面に向かって大きくなっている。一方、図19(c) の場合、凹部37cは、径が、開口面から底面に向かって小さくなっている。
 以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図20(a) 及び(b) 、図21(a) 及び(b) 並びに図22(a) 及び(b) を参照しながら説明する。
 まず、図20(a) に示すように、配線基板30を準備する。
 次に、図20(a) に示すように、配線基板30の裏面に、半導体チップ31を固着する。
 次に、図20(a) に示すように、配線基板30の裏面に、半導体チップ31を覆うように、例えば熱硬化性樹脂等からなる樹脂を塗布した後、塗布した樹脂を硬化して封止樹脂32を形成する。
 次に、図20(a) に示すように、配線基板30の表面に、半導体チップ31と電気的に接続する複数の第1のランド33を形成する。それと共に、配線基板30の表面に、半導体チップ31と電気的に接続しない第2のランド34a,34bを形成する。第2のランド34aの平面積は、第1のランド33の平面積よりも大きい。第2のランド34bの平面積は、第1のランド33の平面積の2倍よりも大きい。それと共に、配線基板30の表面に、半導体チップ31と電気的に接続しない第3のランド35を形成する。第3のランド35の平面積は、例えば、第1のランド33の平面積と同一である。なお、第3のランド35の平面積は、第1のランド33の平面積よりも小さくてもよく、第1のランド33の平面積よりも大きくてもよい。
 次に、図20(a) に示すように、配線基板30及び第3のランド35に、第3のランド35及び配線基板30を貫通し、且つ、下端が封止樹脂32に到達する貫通孔36を形成する。
 次に、図20(a) に示すように、第1のランド33の表面、第2のランド34a,34bの表面及び第3のランド35の表面、並びに第3のランド35における貫通孔36に露出する内側面に対し、表面処理を施す。これにより、表面処理が施された面に対するボール電極(後述の図21(a) 参照)の濡れ性を向上させる。
 次に、図20(a) に示すように、第1のランド33の上に、フラックス38を塗布する。それと共に、第2のランド34aの上に、フラックス38を塗布する。それと共に、第2のランド34bにおける部分(図16(a):34b1,34b2参照)の上に、フラックス38を塗布する。それと共に、第3のランド35の上に、フラックス38を塗布する。
 次に、図20(b) に示すように、ボール搭載治具39の搭載面に、例えばはんだからなる複数のボール電極40を搭載する。
 図20(b) 並びに図22(a) 及び(b) に示すように、複数のボール電極40の各々は、互いに同一の形状を有している。複数のボール電極40は、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるようにボール搭載治具39の搭載面に配列されている。ボール電極40の中心点は、図17に図示する中心点と対応している。
 次に、図20(b) に示すように、ボール搭載治具39の搭載面に搭載されたボール電極40を、フラックス38と対向させる。
 その後、ボール電極40を、第1のランド33の上に載置する。それと共に、1つのボール電極40を、第2のランド34aの上に載置する。それと共に、2つのボール電極40を、第2のランド34bの上に載置する。このように、平面積が第1のランド33の平面積よりも大きい第2のランド34a,34bの上に、少なくとも1つのボール電極40を載置する。それと共に、ボール電極40を、第3のランド35の上に載置する。
 本実施形態では、図20(b) に示すように、平面積が第1のランド33の平面積よりも大きい第2のランド34aの上には、1つのボール電極40が載置される。平面積が第1のランド33の平面積の2倍よりも大きい第2のランド34bの上には、2つのボール電極40が載置される。
 次に、図21(a) に示すように、例えばリフロー等の熱処理を行う。このとき、フラックス38により、第1のランド33、第2のランド34a,34b、第3のランド35及びボール電極40の接合面に存在する酸化膜が除去される。
 これにより、図21(b) に示すように、第1のランド33の上に載置されたボール電極40を溶融して、第1のバンプ電極41を形成する。それと共に、第2のランド34aの上に載置された1つのボール電極40を溶融して、第2のバンプ電極42aを形成する。それと共に、第2のランド34bの上に載置された2つのボール電極40を溶融して、第2のバンプ電極42bを形成する。それと共に、第3のランド35の上に載置されたボール電極40を溶融して、第3のバンプ電極43を形成する。
 以上のようにして、本実施形態に係る半導体装置を製造することができる。
 本実施形態では、第2のランド34aの平面積は、第1のランド33の平面積よりも大きく、第2のランド34aの上には、1つのボール電極40が載置され、第1のランド33の上には、1つのボール電極40が載置されている。このため、第2のランド34aの上に載置された1つのボール電極40当たりの濡れ拡がり可能な面積は、第1のランド33の上に載置された1つのボール電極40当たりの濡れ拡がり可能な面積よりも大きい。よって、第2のバンプ電極42aは、高さが、第1のバンプ電極41の高さよりも低く、平面積が、第1のバンプ電極41の平面積よりも大きい。
 本実施形態では、第2のランド34bの平面積は、第1のランド33の平面積の2倍よりも大きく、第2のランド34bの上には、2つのボール電極40が載置され、第1のランド33の上には、1つのボール電極40が載置されている。このため、第2のランド34bの上に載置された1つのボール電極40当たりの濡れ拡がり可能な面積は、第1のランド33の上に載置された1つのボール電極40当たりの濡れ拡がり可能な面積よりも大きい。よって、第2のバンプ電極42bは、高さが、第1のバンプ電極41の高さよりも低く、平面積が、第1のバンプ電極41の平面積よりも大きい。
 本実施形態では、第3のランド35及び配線基板30を貫通する貫通孔36が設けられ、第3のランド35の上には、1つのボール電極40が載置され、第1のランド33の上には、1つのボール電極40が載置されている。溶融したボール電極40は、一部が、貫通孔36に埋設される。よって、一部が貫通孔36に埋設された第3のバンプ電極43は、高さが、第1のバンプ電極41の高さよりも低い。
 溶融したボール電極40の一部が貫通孔36に埋設され易いという観点から、貫通孔36の上端の径は、ボール電極40の径±0.05mm程度であることが好ましい。
 このように、本実施形態では、第2のランド34aの平面積を、第1のランド33の平面積よりも大きくする。これにより、1つのボール電極40を溶融させた第2のバンプ電極42aの高さを、第1のバンプ電極41の高さよりも低くすることができる。同様に、第2のランド34bの平面積を、第1のランド33の平面積の2倍よりも大きくする。これにより、2つのボール電極40を溶融させた第2のバンプ電極42bの高さを、第1のバンプ電極41の高さよりも低くすることができる。
 本実施形態では、第3のランド35及び配線基板30を貫通する貫通孔36を設ける。これにより、一部を貫通孔36に埋設させた第3のバンプ電極43の高さを、第1のバンプ電極41の高さよりも低くすることができる。
 特に、例えば設計上の都合により、第3のランドの平面積を、第1のランドの平面積よりも大きくすることができず、第3のランドの平面積を、第1のランドの平面積と同じにせざるを得ない、又は第1のランドの平面積よりも小さくせざるを得ない場合、第3のランド及び配線基板を貫通する貫通孔(又は第3のランドを貫通し配線基板中に到達する凹部)を設けることにより、第3のバンプ電極の高さを、第1のバンプ電極の高さよりも低くすることができる。
 なお、本実施形態では、図14に示すように、2つの第2のランド34a、1つの第2のランド34b、1つの第2のランド34c及び1つの第3のランド35を形成する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも1つの第2のランド又は少なくとも1つの第3のランドを形成すればよい。
 なお、本実施形態では、第3のランド35及び配線基板30を貫通する1つの貫通孔36を設ける場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第3のランド及び配線基板を貫通する複数の貫通孔を設けてもよい。特に、第3のランドの平面積が第1のランドの平面積よりも大きい場合、複数の貫通孔を設けてもよい。
 なお、本実施形態では、ボール電極を載置する方式として、ボール吸着方式を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばボール転写方式又は振込方式を用いてもよい。
 なお、本実施形態では、半導体装置として、PBGA(Plastic BGA)パッケージを用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、FCBGA(Flip Chip BGA)パッケージ等を用いてもよい。
 <実装体>
 以下に、本発明の第2の実施形態に係る実装体の構成について、図23及び図24を参照しながら説明する。なお、図23及び図24において、半導体チップ、封止樹脂、第1のランド、第2のランド及び第3のランドの図示を省略している。
 図23に示すように、プリント配線基板(実装基板)50の実装面には、本実施形態に係る半導体装置(例えば、PBGAパッケージ)が実装されている。
 図23及び図24に示すように、プリント配線基板50の実装面には、ランド51、及びランド51から引き出された配線52が形成されている。配線52は、ランド51からプリント配線基板50の周縁に向かって延びている。
 図24に示すように、複数のランド51の各々は、複数の第1のバンプ電極41(第1のランド)の各々と対向するように、プリント配線基板50の実装面に形成されている。言い換えれば、プリント配線基板50の実装面における第1のバンプ電極41(第1のランド)と対向する第1の部分には、ランド51が形成されている。一方、プリント配線基板50の実装面における第2のバンプ電極42a,42b(第2のランド)と対向する第2の部分には、ランド51が形成されていない。以下、プリント配線基板50の実装面における、第2のランドと対向し且つランド51が形成されない部分を部分N51と呼ぶ。なお、図示を省略したが、プリント配線基板50の実装面における第3のバンプ電極(第3のランド)と対向する第3の部分には、ランド51が形成されていない。
 図23及び図24に示すように、部分N51(第2の部分)を含む周辺領域には、部分N51の周囲に形成されたランド51から引き出された配線52が形成されている。よって、部分N51を含む周辺領域に存在する配線52の密度は、周辺領域以外の領域(例えば、第1の部分を含む周辺領域)に存在する配線52の密度よりも高い。なお、図示を省略したが、第3の部分を含む周辺領域には、第3の部分の周囲に形成されたランド51から引き出された配線52が形成されている。
 複数のランド51、部分N51(第2の部分)及び第3の部分は、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるように配列されている。
 図23に示すように、はんだ(図示省略)により、ランド51と第1のバンプ電極41とが電気的に接続されている。
 図23に示すように、第2のバンプ電極42a,42bの高さは、第1のバンプ電極41の高さよりも低く、第2のバンプ電極42a,42bは、プリント配線基板50の実装面と接触していない。このように、実装後の第2のバンプ電極42a,42bの高さは、実装後の第1のバンプ電極41の高さよりも低い。なお、図示を省略したが、第3のバンプ電極(図1:43参照)の高さは、第1のバンプ電極41の高さよりも低く、第3のバンプ電極は、プリント配線基板50の実装面と接触していない。
 なお、本実施形態に係る半導体装置は、配線基板30の裏面に固着された半導体チップ(図示省略)と、配線基板30の裏面に形成され半導体チップを覆う封止樹脂(図示省略)と、配線基板30の表面に形成された第1のランド(図示省略)と、配線基板30の表面に形成された第2のランド(図示省略)と、配線基板30の表面に形成された第3のランド(図示省略)と、第1のランドの上に形成された第1のバンプ電極41と、第2のランドの上に形成された第2のバンプ電極42a,42bと、第3のランドの上に形成された第3のバンプ電極(図示省略)とを備えている。
 以下に、本実施形態に係る半導体装置を、実装基板(プリント配線基板)に実装する実装方法について説明する。
 まず、本実施形態に係る半導体装置を準備する。
 一方、実装面にランド51及び配線52が形成されたプリント配線基板50を準備する。
 次に、例えば印刷マスクを用いて、ランド51の上に、はんだペースト(図示省略)を印刷する。
 次に、プリント配線基板50の実装面に、ランド51と第1のバンプ電極41(第1のランド)とが対向するように、半導体装置を載置する。
 次に、例えばリフロー等の熱処理を行う。これにより、はんだペーストを溶融して、はんだにより、ランド51と第1のバンプ電極41とを電気的に接続する。
 以上のようにして、本実施形態に係る半導体装置を、実装基板(プリント配線基板)に実装することができる。
 例えば、以下の条件の場合、実装後の第1のバンプ電極及び実装後の第2のバンプ電極の高さは、以下の通りである。
 実装前の第1のバンプ電極41の平面形状の径が0.6mmであり、実装前の第1のバンプ電極41の高さが0.52mmであり、実装前の第2のバンプ電極42aの平面形状の径が0.7mmであり、実装前の第2のバンプ電極42aの高さが0.4mmであり、中心点同士の間隔(図17参照)が1mmであり、且つ、印刷マスクの開口部の開口高さが0.13mmの場合、実装後の第1のバンプ電極41の高さは、0.45mm~0.55mm程度となり、実装後の第2のバンプ電極42aの高さは、0.4mm程度となる。
 本実施形態によると、第1に例えば、第2のランド34a,34b,34cの平面積を、第1のランド33の平面積よりも大きくする。これにより、第2のバンプ電極42a,42b,42cの高さを、第1のバンプ電極41の高さよりも低くすることができる。このため、半導体装置の実装時に、第2のバンプ電極42a,42b,42cが、プリント配線基板50の実装面と接触することを防止することができる。このため、プリント配線基板50の実装面における部分N51(第2の部分)に、ランド51を形成せずに、部分N51を含む周辺領域に、配線52を形成することができる。従って、配線52の引出し効率を向上させることができる。
 第2に例えば、第3のランド35及び配線基板30を貫通する貫通孔36を設ける。これにより、第3のバンプ電極43の高さを、第1のバンプ電極41の高さよりも低くすることができる。このため、半導体装置の実装時に、第3のバンプ電極43が、プリント配線基板50の実装面と接触することを防止することができる。このため、プリント配線基板50の実装面における第3の部分に、ランド51を形成せずに、第3の部分を含む周辺領域に、配線52を形成することができる。従って、配線52の引出し効率を向上させることができる。
 さらに、図17に示すように、第1のランド33の中心点、第2のランド34aの中心点、第2のランド34bにおける部分34b1,34b2の中心点、第2のランド34cにおける部分34c1,34c2,34c3の中心点、及び第3のランド35の中心点は、隣り合う中心点同士の間隔が等間隔となるように配列されている。これにより、図20(b) に示すように、ボール電極40の載置時に、通常のボール搭載治具39を用いることができる。このため、第1,第2の従来の半導体装置のように、特別なボール搭載冶具(前述の図31参照)を作製する必要がない。従って、半導体装置の製造コストの増大を招くことを防止することができる。
 さらに、ボール電極40の載置時に、通常のボール搭載治具39を用いて、複数の第1のランド33、第2のランド34a,34b,34c及び第3のランド35の各々の上に、少なくとも1つのボール電極40を載置することができる。従って、隣り合う第1のバンプ電極41同士の間を電気的に接続するはんだブリッジが形成されることを防止することができる。
 本実施形態では、第2のランド34a,34b,34c及び第3のランド35は、配線基板30の表面におけるプリント配線基板50の周縁部と対向する部分に形成されることが好ましい。このようにすると、第2の部分(部分N51)及び第3の部分を、プリント配線基板50の実装面の周縁部に位置させることができる。
 第2の実施形態に係る半導体装置(例えば、BGAパッケージ)では、バンプ電極の高さを第1のバンプ電極41の高さよりも低くする例として、2つの具体例を挙げて説明した。第1に例えば、第2のランド34aの平面積を、第1のランド33の平面積よりも大きくすることにより、第2のバンプ電極42aの高さを、第1のバンプ電極41の高さよりも低くする。第2に例えば、第3のランド35及び配線基板30を貫通する貫通孔36,36a,36b(又は第3のランド35を貫通し配線基板30中に到達する凹部37a,37b,37c)を設けることにより、第3のバンプ電極43の高さを、第1のバンプ電極41の高さよりも低くする。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
 例えば、第1の実施形態の第3変形例に係る半導体装置(例えば、CSP)と同様に、配線基板の表面に凹部を設け、凹部の底面に、ランドを形成することにより、配線基板の裏面から該ランドの上に形成されたバンプ電極の最頂点までの高さを、配線基板の裏面から第1のバンプ電極の最頂点までの高さよりも低くしてもよい。
 第1の実施形態に係る半導体装置(例えば、CSP)では、配線基板10の上面から第2のバンプ電極14Bの最頂点までの高さを、配線基板10の上面から第1のバンプ電極14Aの最頂点までの高さよりも低くする例として、第2のCSPランド13Bの平面積を、第2のCSPランド13Aの平面積よりも大きくすることにより、第2のバンプ電極14Bの高さを、第1のバンプ電極14Aの高さよりも低くする具体例を挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
 例えば、第2の実施形態に係る半導体装置と同様に、CSPランドを貫通し配線基板中に到達する凹部を設けることにより、該CSPランドの上に形成されたバンプ電極の高さを、第1のバンプ電極の高さよりも低くしてもよい。
 本発明は、実装基板の実装面に形成された配線の引出し効率を向上させることができ、半導体装置及びその製造方法並びに該半導体装置を備えた実装体に有用である。
 1  半導体装置(CSP)
10  配線基板
10A  第1層CSP基板部
10B  第2層CSP基板部
10C  第3層CSP基板部
10D  第4層CSP基板部
V10,V10a~V10d  ビア
W10a~W10d  配線
11  ICチップ(半導体チップ)
12  ICチップ用ランド
13A  第1のCSPランド(第1のランド)
13B,13B1~13B3,13B5  第2のCSPランド(第2のランド)
14A  第1のバンプ電極
14B  第2のバンプ電極
15  ソルダレジスト
20  マザー基板(実装基板)
21  ランド(第3のランド)
22,22X  配線
N21  ランドが形成されない部分
30  配線基板
31  半導体チップ
32  封止樹脂
33  第1のランド
34a,34b,34c  第2のランド
35  第3のランド(第2のランド)
34b1,34b2,34c1,34c2,34c3  部分
34b3,34c4,34c5  連結部分
36,36a,36b  貫通孔
37a,37b,37c  凹部
38  フラックス
39  ボール搭載治具
40  ボール電極
41  第1のバンプ電極
42a,42b,42c  第2のバンプ電極
43  第3のバンプ電極(第2のバンプ電極)
50  プリント配線基板(実装基板)
51  ランド(第3のランド)
52  配線
N21  ランドが形成されない部分
H41  第1のバンプ電極の高さ
H42a,H42b  第2のバンプ電極の高さ
H43  第3のバンプ電極の高さ

Claims (25)

  1.  半導体チップと、
     上面に前記半導体チップが固着された配線基板と、
     前記配線基板の下面に形成された第1のランドと、
     前記配線基板の下面に形成された第2のランドと、
     前記第1のランドの上に形成された第1のバンプ電極と、
     前記第2のランドの上に形成された第2のバンプ電極とを備え、
     前記配線基板の上面から前記第2のバンプ電極までの高さは、前記配線基板の上面から前記第1のバンプ電極までの高さよりも低いことを特徴とする半導体装置。
  2.  前記第2のランドの平面積は、前記第1のランドの平面積よりも大きく、
     前記第2のバンプ電極の高さは、前記第1のバンプ電極の高さよりも低いことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記第2のランドの平面形状は、前記第1のランドの平面形状と異なっていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記配線基板の下面には、凹部が設けられ、
     前記第1のランドは、前記配線基板の下面における前記凹部以外の部分に配置され、
     前記第2のランドは、前記凹部の底面に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  5.  前記第2のランドの形状は、前記第1のランドの形状と同一であり、
     前記第2のバンプ電極の形状は、前記第1のバンプ電極の形状と同一であることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記配線基板の下面には、前記第1のランドの周縁部及び前記第2のランドの周縁部を覆い、且つ、前記第1のランドの中央部を露出する第1の開口部及び前記第2のランドの中央部を露出する第2の開口部を有するソルダレジストが形成されていることを特徴とする請求項1~5のうちいずれか1項に記載の半導体装置。
  7.  前記配線基板の下面には、前記第1のランドの全表面を露出する第1の開口部及び前記第2のランドの全表面を露出する第2の開口部を有するソルダレジストが形成されていることを特徴とする請求項1~5のうちいずれか1項に記載の半導体装置。
  8.  前記第2のランドは、少なくとも前記配線基板の下面の角部に配置されていることを特徴とする請求項1~7のうちいずれか1項に記載の半導体装置。
  9.  複数の前記第2のランドは、前記配線基板の下面の周縁部に、隣り合う前記第2のランド同士の間に少なくとも2個の前記第1のランドが介在するように配置されていることを特徴とする請求項1~8のうちいずれか1項に記載の半導体装置。
  10.  請求項1~9のうちいずれか1項に記載された半導体装置と、
     実装面に、第3のランド、及び前記第3のランドから引き出された配線が形成された実装基板とを備え、
     前記半導体装置は、前記第1のランドと前記第3のランドとが対向するように、前記実装基板の実装面に実装され、
     前記第1のバンプ電極は、前記第3のランドと接続され、
     前記第2のバンプ電極は、前記実装基板の実装面と接触していないことを特徴とする実装体。
  11.  前記実装基板の実装面における前記第1のランドと対向する第1の部分には、前記第3のランドが形成され、
     前記実装基板の実装面における前記第2のランドと対向する第2の部分には、前記第3のランドが形成されず、前記第2の部分を含む周辺領域には、前記第2の部分の周囲に形成された前記第3のランドから引き出された前記配線が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の実装体。
  12.  半導体チップと、
     裏面に前記半導体チップが固着された配線基板と、
     前記配線基板の表面に形成され、前記半導体チップと電気的に接続された第1のランドと、
     前記配線基板の表面に形成され、前記半導体チップと電気的に接続されていない第2のランドと、
     前記第1のランドの上に形成された第1のバンプ電極と、
     前記第2のランドの上に形成された第2のバンプ電極とを備え、
     前記第2のバンプ電極の高さは、前記第1のバンプ電極の高さよりも低いことを特徴とする半導体装置。
  13.  前記第2のランドの平面積は、前記第1のランドの平面積よりも大きいことを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。
  14.  前記配線基板及び前記第2のランドには、前記第2のランドを貫通し前記配線基板中に到達する凹部が設けられていることを特徴とする請求項12又は13に記載の半導体装置。
  15.  前記凹部は、開口面から底面まで一定の径を有していることを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。
  16.  前記凹部は、開口面から底面に向かって変化する径を有していることを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。
  17.  前記第2のバンプ電極の一部は、前記凹部の少なくとも一部に埋設されている請求項14~16のうちいずれか1項に記載の半導体装置。
  18.  前記配線基板及び前記第2のランドには、前記第2のランド及び前記配線基板を貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項12又は13に記載の半導体装置。
  19.  前記第2のバンプ電極の一部は、前記貫通孔の少なくとも一部に埋設されていることを特徴とする請求項18に記載の半導体装置。
  20.  前記第1のランドの平面積に対する前記第2のランドの平面積の比率は、1.1よりも大きいことを特徴とする請求項13~19のうちいずれか1項に記載の半導体装置。
  21.  前記第1のバンプ電極の高さに対する前記第2のバンプ電極の高さの比率は、0.8よりも小さいことを特徴とする請求項12~20のうちいずれか1項に記載の半導体装置。
  22.  請求項12~21のうちいずれか1項に記載された半導体装置と、
     実装面に、第3のランド、及び前記第3のランドから引き出された配線が形成された実装基板とを備え、
     前記半導体装置は、前記第1のランドと前記第3のランドとが対向するように、前記実装基板の実装面に実装され、
     前記第1のバンプ電極は、前記第3のランドと接続され、
     前記第2のバンプ電極は、前記実装基板の実装面と接触していないことを特徴とする実装体。
  23.  前記実装基板の実装面における前記第1のランドと対向する第1の部分には、前記第3のランドが形成され、
     前記実装基板の実装面における前記第2のランドと対向する第2の部分には、前記第3のランドが形成されず、前記第2の部分を含む周辺領域には、前記第2の部分の周囲に形成された前記第3のランドから引き出された前記配線が形成されていることを特徴とする請求項22に記載の実装体。
  24.  配線基板を準備する工程(a)と、
     前記配線基板の裏面に、半導体チップを固着する工程(b)と、
     前記配線基板の表面に、前記半導体チップと電気的に接続する第1のランドを形成すると共に、前記配線基板の表面に、前記半導体チップと電気的に接続せず、且つ、平面積が前記第1のランドの平面積よりも大きい第2のランドを形成する工程(c)と、
     前記工程(c)の後に、搭載面に複数のボール電極が搭載されたボール搭載治具を用いて、前記第1のランドの上に、前記ボール電極を載置すると共に、前記第2のランドの上に、少なくとも1つの前記ボール電極を載置する工程(d)と、
     熱処理により、前記第1のランドの上に載置された前記ボール電極を溶融して、第1のバンプ電極を形成すると共に、前記第2のランドの上に載置された前記少なくとも1つの前記ボール電極を溶融して、第2のバンプ電極を形成する工程(e)とを備え、
     前記工程(e)において、前記第2のバンプ電極は、高さが、前記第1のバンプ電極の高さよりも低くなるように形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  25.  配線基板を準備する工程(a)と、
     前記配線基板の裏面に、半導体チップを固着する工程(b)と、
     前記工程(b)の後に、前記配線基板の表面に、前記半導体チップと電気的に接続する第1のランドを形成すると共に、前記配線基板の表面に、前記半導体チップと電気的に接続しない第2のランドを形成する工程(c)と、
     前記配線基板及び前記第2のランドに、前記第2のランドを貫通し前記配線基板中に到達する凹部、又は前記第2のランド及び前記配線基板を貫通する貫通孔を形成する工程(d)と、
     前記工程(d)の後に、搭載面に複数のボール電極が搭載されたボール搭載治具を用いて、前記第1のランドの上に、前記ボール電極を載置すると共に、前記第2のランドの上に、前記ボール電極を載置する工程(e)と、
     熱処理により、前記第1のランドの上に載置された前記ボール電極を溶融して、第1のバンプ電極を形成すると共に、前記第2のランドの上に載置された前記ボール電極を溶融して、第2のバンプ電極を形成する工程(f)とを備え、
     前記工程(f)において、前記第2のバンプ電極の一部は、前記凹部又は前記貫通孔の少なくとも一部に埋設されて、前記第2のバンプ電極は、高さが、前記第1のバンプ電極の高さよりも低くなるように形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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