JPH11191565A5

JPH11191565A5 -

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Publication number: JPH11191565A5
Application number: JP1997367155A
Authority: JP
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2017-12-25

Description

【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため，参考例として，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側，すなわち実装側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置において，前記絶縁膜で被覆された前記導体パターンにおける接続部外方の部分が，基板側に傾斜している半導体装置を提案できる。

本発明によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置において，前記絶縁膜の厚さは，前記接続部に近づくにつれて次第に薄くなっていることを特徴とする半導体装置が提供される。
かかる作用効果を有する半導体装置において，前記絶縁膜で被覆された前記導体パターンにおける接続部外方の部分を，基板側に傾斜させるだけでなく，次第に肉薄となるように成形してもよい。さらに，接続部に対応する基板の裏面側を，ハンダバンプ側に膨出した形状とし，導体パターンの基板側を当該膨出した形状に沿った形状としてもよい。

本発明によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置において，前記導体パターンにおける接続部の外側の周辺部には，段差が設けられ，前記段差部分における前記絶縁膜の厚さは，前記接続部に近づくにつれて次第に薄くなっていることを特徴とする半導体装置が提供される。

かかる構成の半導体装置によっても，ハンダバンプに発生するストレスの方向が斜めになると共に分散される。したがって，ハンダバンプに発生するクラックが原因の電気的特性の劣化や断線を大幅に改善することができる。
前記接続部は，前記絶縁膜よりも前記ハンダバンプ側に突出し，当該突出している部分は，前記ハンダバンプ内に埋設されていてもよい。

本発明によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置において，接続部は絶縁膜よりもハンダバンプ側に突出していることを特徴とする半導体装置が提供される。

前記発明は，接続部自体が突出した構成であったが，接続部に対して突出している部分を別途接合し，この突出している部分とハンダバンプとを接合するようにしてもよい。すなわち，この発明によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，当該接続部にはハンダバンプが電気的に接続されている半導体装置において，導体からなりかつ絶縁膜よりも前記ハンダバンプ側に突出する部分が前記接続部に接合され，ハンダバンプはこの突出している部分と接合されていることを特徴とする，半導体装置が提供される。このように，突出している部分を接続部と別体とした構造であっても，上記発明の場合と同様な作用効果が得られる。

かかる場合，突出している部分は，金属メッキで構成したり，金属バンプで構成してもよい。金属メッキの場合には，導体パターンの基本材料が銅であってその表面にＮｉ（ニッケル）やＡｕ（金）でメッキする際，連続した処理工程において当該突出している部分分を形成することができ，能率的である。また金属バンプの場合には，例えば樹脂封止型の半導体装置において金属細線でインーリードを接続する際に使用されている金属バンプをそのまま用いたり，金属細線と一体になっている金属バンプの場合には，当該金属細線部分を切断したものをそのまま使用することができる。したがって製造が容易でコストも低廉なものにできる。

前記突出している部分の外形，すなわち絶縁膜からハンダバンプ側に突出した部分の外形の形態としては，突出側，すなわちハンダバンプ側に凸に湾曲した形状としたり，さらに円錐台形状（断面が台形の形状）としたり，円錐形状（断面が三角形の形状）とすることが提案できる。またその他に単なる円柱形状（断面が四角形）であってもよい。なお接続部の平面形態が四角形の場合には，それに合わせてこれら突出している部分の外形を各々四角錐台，四角錐，四角柱とすればよい。

さらに絶縁膜よりも突出している部分の外形の形態としては，球の一部を平面で切除した際の曲面部分の形状としたり，突出している部分の側部の外周面が，全周に渡って外方に凸に湾曲した形状としたり，基板側に向かうにつれて次第に広がった形状としてもよい。

接合用のハンダバンプ自体の形状は，従来から使用されているボール形状のもの（いわゆるハンダボール）をそのまま用いることができる。さらに基板上に搭載される半導体チップは，少なくともその一部，例えばインナーリードと電極パッドの部分が，樹脂やその他の絶縁材料によってモールドされたものであってもよい。

本発明の第２の目的，すなわち前記したようなクラックの発生率が少なく，その方向も導体パターンに沿った断線しやすいものではない半導体装置を製造する方法としては，まず，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置を製造する方法において，基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，前記導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に絶縁体を配置する工程と，前記所定の接続部以外のエリアの導体パターンのみが圧縮されるように，前記絶縁体を基板に加圧する工程と，その後，前記基板の表面側に半導体チップを搭載する工程と，前記接続部にハンダバンプを接合する工程と，を有することを特徴とする，半導体装置の製造方法が提案できる。

かかる特徴を有する半導体装置の製造方法によれば，導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に，例えばセラミック板や樹脂板などの絶縁体を配置し，この絶縁体を基板側に加圧するようにしたので，導体パターンの厚みによって絶縁体と基板との間にあった空隙内に，導体パターンの周辺部等が押し潰されて侵入し，さらにまた基板や絶縁体自体が変形するので，上述の半導体装置を容易に製造することができる。

この場合，導体パターンとして多く用いられているＣｕ（銅）の表面の接続部に，Ｎｉ（ニッケル）やＡｕ（金）でメッキを薄く施す工程は，加圧前に行ってもよく，また加圧後ハンダバンプを接合する前に行ってもよい。
前記絶縁体を配置する工程は，前記接続部に対応する位置に孔を有し絶縁体を構成するセラミックス板を，前記導体パターンが形成された基板の裏面に配置するようにしてもよい。
前記絶縁膜を基板に加圧する工程は，前記セラミックス板を，前記所定の接続部以外のエリアの導体パターンのみが圧縮されるように，前記基板に加圧してもよい。
前記絶縁膜を基板に加圧する工程は，前記セラミックス板の上面全面を前記基板に加圧してもよい。
前記絶縁膜を基板に加圧する工程により，前記導体パターンの厚さは，前記接続部から離れるにつれて次第に薄くなるようにしてもよい。
前記絶縁膜を基板に加圧する工程により，前記絶縁膜の厚さは，前記接続部から離れるにつれて次第に厚くなるようにしてもよい。

また別の観点による本発明によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置を製造する方法において，基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，前記導体パターンにおける所定の接続部の外側の周辺部に，エッチング処理によって，基板の裏面より突出した基部と，当該基部から前記接続部に向かって傾斜するテーパを成形する工程と，その後前記導体パターンにおける所定の接続部以外に絶縁膜を形成する工程と，その後，前記基板の表面側に半導体チップを搭載する工程と，前記接続部にハンダバンプを接合する工程と，を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。

かかる製造方法によれば，導体パターンにおける所定の接続部の周縁部をエッチング処理によってテーパ形状に成形した後に，前記導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成するようにしたので，上述した半導体装置を容易に製造することができる。

この場合，所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成するにあたり，接続部が絶縁膜よりも突出するように膜厚を設定すれば，上述した半導体装置を容易に製造することができる。
所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成するにあたり，接続部が絶縁膜よりも突出するように膜厚を設定するようにしてもよい。
前記接続部の突出した部分が前記ハンダバンプ内に埋設されるように，前記接続部に前記ハンダバンプを接合するようにしてもよい。
前記絶縁膜は，前記導体パターンが形成されていない基板の裏面にも形成されてもよい。
前記絶縁膜を形成する前に，前記導体パターンにおける所定の接続部に金属メッキを施してもよい。
前記絶縁膜を形成した後に，前記導体パターンにおける所定の接続部に金属メッキを施してもよい。
前記テーパ上の絶縁膜は，前記接続部から離れるについて次第に厚くなるように形成されていてもよい。
前記絶縁膜は，前記基部上の厚さが同じになるように形成されていてもよい。
前記絶縁膜は，前記基部と当該基部上の絶縁膜を合わせた厚さが前記接続部の厚さになるように形成されていてもよい。

参考例として，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが電気的に接続されている半導体装置を製造する方法において，基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，前記導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成する工程と，その後前記接続部表面に金属メッキを施して絶縁膜よりも突出させる工程と，その後前記絶縁膜よりも突出した金属メッキ部分にハンダバンプを接合する工程とを有する半導体装置の製造方法を提案できる。

この製造方法では，導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成した後，前記接続部表面に金属メッキを施して絶縁膜よりも突出させるようにしたので，上述の半導体装置を容易に製造することができる。

別の参考例によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが電気的に接続されている半導体装置を製造する方法において，基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，前記導体パターンにおける所定の接続部に金属メッキを施す工程と，その後前記金属メッキ部分以外の導体パターンを絶縁膜で被覆して，金属メッキ部分を絶縁膜よりも突出させる工程と，その後前記絶縁膜よりも突出した金属メッキ部分にハンダバンプを接合する工程とを有する半導体装置の製造方法を提案できる。

この製造方法は，先に記した製造方法とは異なり，導体パターンにおける所定の接続部に金属メッキを施した後，当該金属メッキ部分以外の導体パターンを絶縁膜で被覆して，金属メッキ部分を絶縁膜よりも突出させるようにしている。かかる製造方法によっても，上述の半導体装置を容易に製造することができる。

また別の参考例によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが電気的に接続されている半導体装置を製造する方法において，基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，前記導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成する工程と，その後前記接続部表面に金属バンプを接合させて絶縁膜よりも突出させる工程と，その後前記絶縁膜よりも突出した金属バンプにハンダバンプを接合する工程とを有する半導体装置の製造方法を提供できる。

この製造方法によれば，導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成した後，前記接続部表面に金属バンプを接合して絶縁膜よりも突出させるようにしたので，上述の半導体装置を容易に製造することができる。

さらに別の参考例によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが電気的に接続されている半導体装置を製造する方法において，基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，前記導体パターンにおける所定の接続部に金属バンプを接合させる工程と，その後前記金属バンプ以外の導体パターンを絶縁膜で被覆して，金属バンプ部分を絶縁膜よりも突出させる工程と，その後前記絶縁膜よりも突出した金属バンプにハンダバンプを接合する工程とを有する半導体装置の製造方法を提案できる。

この半導体装置の製造方法は，前記した製造方法と異なり，先に導体パターンにおける所定の接続部に金属バンプを接合し，その後に当該金属バンプ以外の導体パターンを絶縁膜で被覆して，金属バンプ部分を絶縁膜よりも突出させるようにしている。かかる製造方法によっても，上述の半導体装置を容易に製造することができる。

別の参考例によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが電気的に接続されている半導体装置を製造する方法において，基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，前記導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成する工程と，その後前記接続部表面に前記ハンダバンプよりも小さい他のハンダバンプを接合させて絶縁膜よりも突出させる工程と，その後前記絶縁膜よりも突出した前記他のハンダバンプに前記ハンダバンプを接合する工程とを有する半導体装置の製造方法を提案できる。

この製造方法は，先に記した製造方法において用いた金属バンプに代えて，本来のハンダバンプとは別の小さいハンダバンプを使用したものであり，上述の半導体装置を容易に製造することができる。しかも本来のハンダバンプを接合する際に使用する技術や装置をそのまま用いたり，応用することで実施できる。なお他のハンダバンプの材料は，本来のハンダバンプの材料と同一のものであってもよいが，必要に応じて物性が異なった他のハンダ材料を用いてもよい。

別の参考例によれば，半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが電気的に接続されている半導体装置を製造する方法において，基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，前記導体パターンにおける所定の接続部に前記ハンダバンプよりも小さい他のハンダバンプを接合させる工程と，その後前記他のハンダバンプ以外の導体パターンを絶縁膜で被覆して，前記他のハンダバンプ部分を絶縁膜よりも突出させる工程と，その後前記絶縁膜よりも突出した前記他のハンダバンプに前記ハンダバンプを接合する工程とを有する半導体装置の製造方法を提案できる。

この半導体装置の製造方法は，先に記した製造方法における絶縁膜の形成工程と，他のハンダバンプの接合工程の順序を入れ換えたものであり，このプロセスによっても上述の半導体装置を容易に製造することができる。もちろんこの製造方法においても，本来のハンダバンプを接合する際に使用する技術や装置をそのまま用いたり，応用することができる。また他のハンダバンプの材料は，本来のハンダバンプの材料と同一のものとしてもよく，必要に応じて物性が異なった他のハンダ材料で構成しても構わない。

【００７０】
【発明の効果】
本発明にかかる半導体装置によれば，例えば配線基板へ実装後に実施される信頼性試験において温度変化の激しい雰囲気におかれても，ハンダバンプにクラックが発生しづらく，また発生としたとしても断線に至ることを抑えている。したがって，電気特性の劣化のない信頼性の高い半導体装置を提供することができる。さらに本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば，そのような半導体装置を効率よく容易に製造することが可能である。

Claims

半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置において，
前記絶縁膜の厚さは，前記接続部に近づくにつれて次第に薄くなっていることを特徴とする，半導体装置。
前記導体パターンの厚さは，前記接続部から離れるにつれて次第に薄くなっていることを特徴とする，請求項１に記載の半導体装置。
接続部に対応する基板の裏面側が，ハンダバンプ側に膨出した形状であって，導体パターンの基板側は当該膨出形状に沿った形状であることを特徴とする，請求項２に記載の半導体装置。
半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置において，
前記導体パターンにおける接続部の外側の周辺部には，段差が設けられ，
前記段差部分における前記絶縁膜の厚さは，前記接続部に近づくにつれて次第に薄くなっていることを特徴とする，半導体装置。
前記接続部は，前記絶縁膜よりも前記ハンダバンプ側に突出し，当該突出している部分は，前記ハンダバンプ内に埋設されていることを特徴する，請求項４に記載の半導体装置。
半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置において，
接続部は，絶縁膜よりも前記ハンダバンプ側に突出していることを特徴とする，半導体装置。
半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，当該接続部にはハンダバンプが電気的に接続されている半導体装置において，
導体からなりかつ絶縁膜よりも前記ハンダバンプ側に突出する部分が前記接続部に接合され，ハンダバンプはこの突出している部分と接合されていることを特徴とする，半導体装置。
突出している部分は，金属メッキで構成されていることを特徴とする，請求項６に記載の半導体装置。
突出している部分は，金属バンプであることを特徴とする，請求項６に記載の半導体装置。
突出している部分の外形は，円錐台形状であることを特徴とする，請求項５，６，７又は８のいずれかに記載の半導体装置。
突出している部分の外形は，円錐形状であることを特徴とする，請求項５，６，７又は８のいずれかに記載の半導体装置。
突出している部分の外形は，球の一部を平面で切除した際の曲面部分の形状であることを特徴とする，請求項５，６，７又は８のいずれかに記載の半導体装置。
突出している部分の側部外周面は，全周に渡って外方に凸に湾曲した形状であることを特徴とする，請求項５，６，７又は８のいずれかに記載の半導体装置。
突出している部分の側部外周面は，基板側に向かうにつれて次第に広がった形状であることを特徴とする，請求項５，６，７又は８のいずれかに記載の半導体装置。
ハンダバンプはボール形状であることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３又は１４のいずれかに記載の半導体装置。
半導体チップは少なくともその一部がモールドされたものであることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４又は１５のいずれかに記載の半導体装置。
半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置を製造する方法において，
基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，
前記導体パターンにおける所定の接続部以外の部分に絶縁体を配置する工程と，
前記所定の接続部以外のエリアの導体パターンのみが圧縮されるように，前記絶縁体を基板に加圧する工程と，
その後，前記基板の表面側に半導体チップを搭載する工程と，
前記接続部にハンダバンプを接合する工程と，を有することを特徴とする，半導体装置の製造方法。
加圧前に，導体パターンにおける所定の接続部に金属メッキを施す工程を有することを特徴とする，請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
加圧後かつ接続部にハンダバンプを接合する前に，導体パターンにおける所定の接続部に金属メッキを施す工程を有することを特徴とする，請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁体を配置する工程は，前記接続部に対応する位置に孔を有し絶縁体を構成するセラミックス板を，前記導体パターンが形成された基板の裏面に配置することを特徴とする，請求項１７〜１９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜を基板に加圧する工程は，前記セラミックス板を，前記所定の接続部以外のエリアの導体パターンのみが圧縮されるように，前記基板に加圧することを特徴とする，請求項２０に記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜を基板に加圧する工程は，前記セラミックス板の上面全面を前記基板に加圧することを特徴とする，請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜を基板に加圧する工程により，前記導体パターンの厚さは，前記接続部から離れるにつれて次第に薄くなることを特徴とする，請求項１７〜２２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜を基板に加圧する工程により，前記絶縁膜の厚さは，前記接続部から離れるにつれて次第に厚くなることを特徴とする，請求項１７〜２２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
半導体チップを表面側に有する基板と，この基板の裏面側に形成された導体パターンとを有し，この導体パターンの所定の接続部以外は絶縁膜で被覆され，かつ当該接続部にはハンダバンプが接合されている半導体装置を製造する方法において，
基板の裏面側に導体パターンを形成する工程と，
前記導体パターンにおける所定の接続部の外側の周辺部に，エッチング処理によって，基板の裏面より突出した基部と，当該基部から前記接続部に向かって傾斜するテーパを成形する工程と，
その後前記導体パターンにおける所定の接続部以外に絶縁膜を形成する工程と，
その後，前記基板の表面側に半導体チップを搭載する工程と，
前記接続部にハンダバンプを接合する工程と，を有することを特徴とする，半導体装置の製造方法。
所定の接続部以外の部分に絶縁膜を形成するにあたり，接続部が絶縁膜よりも突出するように膜厚を設定することを特徴とする，請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
前記接続部の突出した部分が前記ハンダバンプ内に埋設されるように，前記接続部に前記ハンダバンプを接合することを特徴とする，請求項２６に記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜は，前記導体パターンが形成されていない基板の裏面にも形成されることを特徴とする，請求項２５〜２７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜を形成する前に，前記導体パターンにおける所定の接続部に金属メッキを施すことを特徴とする，請求項２５〜２８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜を形成した後に，前記導体パターンにおける所定の接続部に金属メッキを施すことを特徴とする，請求項２５〜２８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記テーパ上の絶縁膜は，前記接続部から離れるについて次第に厚くなるように形成されていることを特徴とする，請求項２５〜３０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜は，前記基部上の厚さが同じになるように形成されていることを特徴とする，請求項２５〜３１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜は，前記基部と当該基部上の絶縁膜を合わせた厚さが前記接続部の厚さになるように形成されていることを特徴とする，請求項２５〜３２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。