(57)【要約】【課題】半導体素子と配線基板の搭載面との間隔が狭くなったとき、液状のアンダーフィル剤が半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に進入し難い従来の半導体装置の課題を解決する。【解決手段】半導体素子１０の外周縁から露出する搭載面がソルダーレジスト層２０によって覆われ、液状のアンダーフィル剤の滴下が開始される滴下開始箇所の配線基板１２の搭載面を覆うソルダーレジスト層２０の一部が半導体素子１４で覆われた配線基板１２の領域内に延出され、前記滴下開始個所及びその近傍の半導体素子１２とソルダーレジスト層２０の延出部２０ａとの間隔が、前記滴下開始箇所に滴下したアンダーフィル剤の液滴が毛細管現象によって前記間隙内に吸い込まれるように、半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隔よりも狭く形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板の搭載面に形成された複数のパッドの各々に、半導体素子の対応する電極端子がフリップチップ接続されている半導体装置であって、
前記半導体素子から露出する配線基板の搭載面が、前記半導体素子の外周縁又はその近傍を内側端縁とするソルダーレジスト層によって覆われ、
前記半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に充填する液状のアンダーフィル剤の滴下が開始される滴下開始箇所の配線基板の搭載面を覆うソルダーレジスト層の一部が半導体素子で覆われた配線基板の領域内に延出され、前記滴下開始個所及びその近傍の半導体素子とソルダーレジスト層の延出部との間隔が、前記滴下開始箇所に滴下したアンダーフィル剤の液滴が毛細管現象によって前記間隙内に吸い込まれるように、前記半導体素子と配線基板の搭載面との間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体素子から露出する配線基板の搭載面が、前記半導体素子で覆われた配線基板の領域内に延出されたソルダレジスト層で覆われた部分を除いて、前記半導体素子の外周縁に沿って帯状に露出するように、ソルダレジスト層に覆われている請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
滴下開始個所及びその近傍の半導体素子とソルダーレジスト層の延出部との間隔が、１０〜２０μｍである請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関し、更に詳細には配線基板の搭載面に形成された複数のパッドの各々に、半導体素子の対応する電極端子がフリップチップ接続されている半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示す半導体装置は、配線基板１００の搭載面に形成された複数のパッド１０２，１０２・・の各々に、半導体素子１０４の対応する電極端子１０６がフリップチップ接続されている。
かかる半導体素子１０４と配線基板１００の搭載面との間隙内には、アンダーフィル剤（エポキシ系の熱硬化性樹脂等）が充填されてアンダーフィル層１０８が形成されている。このアンダーフィル剤は、通常、液状であって、半導体素子１０４と配線基板１００の搭載面との間隙内に充填した後、加熱処理を施して硬化する。
ところで、アンダーフィル剤は、液状であるため、半導体素子１０４と配線基板１００の搭載面との間隙内に充填したとき、搭載した半導体素子１０４から露出する配線基板１００の搭載面を覆うソルダーレジスト層１０７上にも、その一部が流出する。このため、図４に示す様に、配線基板１００の外周縁近傍に、ペリフェラル状に配置されたパッド１１０が形成されている場合には、パッド１１０にアンダーフィル剤が流出することを防止すべく、ダム１１２又は凹溝（図示せず）が設けられている。
【０００３】
しかしながら、近年、半導体装置の小型化の進展に伴って、アンダーフィル剤の流出防止用のダム１１２又は凹溝を設けることができなくなってきた。
かかるダム１１２又は凹溝を具備しない半導体装置は、例えば下記特許文献１に記載されている。下記特許文献１に記載されている半導体装置の正面図を図５に示し、その部分断面図を図６に示す。図５及び図６に示す半導体装置では、配線基板２００の搭載面に矩形状の半導体素子２０４が、その電極端子２０６，２０６・・の各々が、配線基板２００の搭載面に形成されたパッド２０２にフリップチップ接続されている。
かかる半導体素子２０４の外周縁に沿って配線基板２００の搭載面が帯状に露出するように、配線基板２００の外周縁に沿ってソルダーレジスト層２０８が配線基板２００の搭載面を覆っている。このソルダーレジスト層２０８には、配線基板２００の外周縁に沿って形成された凹部の底面には、半導体素子２０４の電極端子２０６と配線パターン２１０によって接続されたペリフェラル状に配置されたパッド２１２が露出している。
また、この半導体素子２０２の四隅には、ソルダーレジスト層２０８が後退して、配線基板２００の搭載面が大きく露出する矩形状の開口部２１４が形成されている。
【特許文献１】特開２００５−１７５１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５及び図６に示す半導体装置によれば、図７に示す様に、矩形状の半導体素子２０４の四隅に形成した開口部２１４の一つから液状のアンダーフィル剤の滴下を開始し、半導体素子２０４の外周縁に沿って露出する配線基板２００の搭載面の帯状露出部に液状のアンダーフィル剤を滴下する。かかる液状のアンダーフィル剤の滴下は、図７の矢印に示す様に、半導体素子２０４の外周縁の二辺に沿って行う。
この様に、液状のアンダーフィル剤を滴下することによって、半導体素子２０４と配線基板２００の搭載面との間隔内にアンダーフィル剤を充填できる。
しかしながら、本発明者の検討によれば、近年、半導体装置の薄型化の要請に伴って、半導体素子２０４と配線基板２００の搭載面との間隔が狭くなり、開口部２１４に液状のアンダーフィル剤を滴下開始したとき、アンダーフィル剤が半導体素子２０４と配線基板２００の搭載面との間隙内に進入できず、開口部２１４からオーバーフローし、図７に示す如く、ペリフェラル状に配置されたパッド２１２上まで溢れ出ることがあった。
そこで、本発明は、半導体素子と配線基板の搭載面との間隔が狭くなったとき、液状のアンダーフィル剤が半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に進入し難い従来の半導体装置の課題を解決し、導体素子と配線基板の搭載面との間隔が狭くなっても、液状のアンダーフィル剤が半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に容易に進入できる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は前記課題を解決すべく検討した結果、液状のアンダーフィル剤の滴下開始箇所及びその近傍の半導体素子との間隔を、半導体素子と配線基板の搭載面との間隔よりも狭くすることによって、滴下した液状のアンダーフィル剤の液滴が半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に容易に進入することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、配線基板の搭載面に形成された複数のパッドの各々に、半導体素子の対応する電極端子がフリップチップ接続されている半導体装置であって、前記半導体素子から露出する配線基板の搭載面が、前記半導体素子の外周縁又はその近傍を内側端縁とするソルダーレジスト層によって覆われ、前記半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に充填する液状のアンダーフィル剤の滴下が開始される滴下開始箇所の配線基板の搭載面を覆うソルダーレジスト層の一部が半導体素子で覆われた配線基板の領域内に延出され、前記滴下開始個所及びその近傍の半導体素子とソルダーレジスト層の延出部との間隔が、前記滴下開始箇所に滴下したアンダーフィル剤の液滴が毛細管現象によって前記間隙内に吸い込まれるように、前記半導体素子と配線基板の搭載面との間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする半導体装置にある。
かかる本発明において、半導体素子から露出する配線基板の搭載面を、前記半導体素子で覆われた配線基板の領域内に延出したソルダレジスト層で覆った部分を除いて、前記半導体素子の外周縁に沿って帯状に露出するように、ソルダレジスト層で覆うことによって、滴下開始個所から帯状に露出する搭載面にアンダーフィル剤の滴下を行うことができる。
更に、滴下開始個所及びその近傍の半導体素子とソルダーレジスト層の延出部との間隔を１０〜２０μｍとすることが好適である。
【発明の効果】
【０００６】
一般に、配線基板のソルダレジスト層が形成された搭載面と半導体素子との隙間を封止すべく、半導体素子の外周縁近傍に滴下された液状のアンダーフィル剤は、接触する半導体素子又はソルダレジスト層の縁に沿った方向と、毛細現象によって半導体素子と搭載面との隙間に吸い込まれる方向との二方向に進む。
かかる毛細管現象によるアンダーフィル剤の吸い込み力は、半導体素子と配線基板の搭載面との間隔による。
しかし、従来の半導体装置では、半導体素子が搭載される配線基板の搭載箇所には、ソルダーレジスト層は形成されず、半導体素子と配線基板の搭載面との間隔が大きく、アンダーフィル剤の半導体素子又はソルダレジスト層の縁方向に広がる力が、毛細現象による半導体素子と搭載面との隙間内へのアンダーフィル剤の吸い込み力よりも大きくなる。このため、アンダーフィル剤の溢れ出しが生じていた。
【０００７】
この点、本発明に係る半導体装置では、液状のアンダーフィル剤の滴下が開始される滴下開始箇所の配線基板の搭載面を覆うソルダーレジスト層の一部が半導体素子で覆われた配線基板の領域内に延出し、滴下開始個所及びその近傍の半導体素子とソルダーレジスト層の延出部との間隔が、半導体素子と配線基板の搭載面との間隔よりも狭く形成されている。
このため、かかる滴下開始箇所に滴下したアンダーフィル剤の液滴に対しては、毛細管現象による半導体素子とソルダーレジスト層の延出部との隙間への吸い込み力が、半導体素子又はソルダレジスト層の縁方向に広がる力よりも大きく作用する。
更に、アンダーフィル剤の液滴に対しては、ソルダーレジスト層の延出部の縁に沿って半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内方向に広がる力も作用する。
その結果、滴下開始箇所に滴下したアンダーフィル剤の液滴は、半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に吸い込まれる。
従って、滴下開始箇所に滴下したアンダーフィル剤が、半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に進入せずに、配線基板の外周縁方向に溢れ出す現象を防止できる。
この様に、滴下開始箇所に滴下したアンダーフィル剤は、一旦、半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内に吸い込まれた後には、半導体素子の外周縁に沿って帯状に露出する配線基板の搭載面にアンダーフィル剤を滴下することによって、半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内にアンダーフィル剤を充填できる。
かかる本願発明に係る半導体装置によれば、アンダーフィル剤の流出防止用のダム又は凹溝を設けることを要しないため、半導体装置の小型化に資することができる。更に、半導体素子と配線基板の搭載面との間隔を狭くしても、アンダーフィル剤を充填でき、半導体装置の薄型化にも資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る半導体装置の一例を図１及び図２に示す。図１は半導体装置１０の正面図であり、図２（ａ）は図１に示すＡ−Ａでの部分断面図、図２（ｂ）は図１に示すＢ−Ｂでの部分断面図である。
図１及び図２に示す半導体装置１０は、配線基板１２の搭載面に矩形状の半導体素子１４が、その電極端子１６，１６・・の各々が、配線基板１２の搭載面に形成されたパッド１８，１８・・にフリップチップ接続されている。
かかる半導体素子１４の外周縁に沿って配線基板１２の搭載面が帯状に露出するように、ソルダーレジスト層２０が半導体素子１４から露出した配線基板１２の搭載面を覆っている。
この配線基板１２の外周縁に形成された、ソルダレジスト層２０の凹部２０ａの底面には、半導体素子１４の電極端子１６と配線パターン２２によって接続されたパッド２４が露出している。かかるパッド２４は、配線基板１２の外周縁に沿ってペリフェラル状に配置されている。
【０００９】
かかる半導体装置１０では、矩形状の半導体素子１４の一角に相当する配線基板１２の搭載面は、図１及び図２（ａ）に示す様に、ソルダーレジスト層２０から延出された矩形状の延出部２０ａによって覆われている。このため、半導体素子１４とソルダーレジスト層２０の延出部２０ａとの間隔は、半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隔よりも狭く形成されている。
このソルダーレジスト層２０の延出部２０ａが形成されていない部分は、図２（ｂ）に示す様に、半導体素子１４の外周縁に沿って配線基板１２の搭載面が帯状に露出している。
尚、図１において、半導体素子１４の外周縁に沿って配線基板１２の搭載面が帯状に露出している露出面には配線パターン２２が露出しているが省略した。
【００１０】
図１及び図２に示す半導体装置では、図３に示す様に、半導体素子１４とソルダーレジスト層２０の延出部２０ａとの間隔ｈは、半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隔Ｈ（３０〜３５μｍ）よりも狭く、且つアンダーフィル剤の液滴が毛細管現象によって半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隙内に吸い込まれる間隔とする。
この間隔ｈは、狭いほど、毛細管現象による効果が大きくなるが、半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隙内で形成されたアンダーフィル層内でのボイドの形成を防止すべく、間隔ｈを１０μｍ以上、１０〜２５μｍ、特に１５〜２０μｍとすることが好ましい。
また、ソルダーレジスト層２０の延出部２０ａの最大長さＬは１００μｍ程度とすることが好ましい。
【００１１】
図１〜図３に示す半導体装置１０のソルダーレジスト層２０の延出部２０ａの近傍に、図２（ａ）に示す様に、アンダーフィル剤滴下用のノズル２６を近接し、延出部２０ａ近傍のソルダーレジスト層２０上にアンダーフィル剤２８を滴下する。
滴下されたアンダーフィル剤２８の液滴は、半導体素子１４とソルダーレジスト層２０の延出部２０ａとの間隔ｈ内を毛細管現象によって、図２（ａ）の矢印に示す様に、半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隙内に吸い込まれる。
更に、滴下されたアンダーフィル剤２８の液滴に対しては、ソルダーレジスト層２０の延出部２０ａの縁に沿って、半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隙内方向に広がる力も作用する。
このため、滴下されたアンダーフィル剤２８は、配線基板１２の外周縁方向に溢れ出すことがなく、ペリフェラル状に配置されたパッド２４がアンダーフィル剤２８によって被覆されることを防止できる。
この様に、一旦、アンダーフィル剤２８の液滴が半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隙内に吸い込まれ後には、ノズル２６から引き続き滴下されたアンダーフィル剤２８は、その表面張力によって半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隙内に容易に進入できる。
従って、ノズル２６を半導体素子１４の二辺に沿って移動しつつ、図１の矢印に示す様に、半導体素子１４の外周縁に沿って配線基板１２の搭載面が帯状に露出する露出面に、ノズル２６からアンダーフィル剤２８を滴下することによって、半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隙をアンダーフィル剤２８で充填できる。
【００１２】
図１〜図３に示す半導体装置１０では、アンダーフィル剤２８の流出防止用のダムや凹溝を設けることを要しないため、半導体装置１０を小型化できる。
更に、半導体素子１４と配線基板１２の搭載面との間隔Ｈを狭くしても、アンダーフィル剤２８を充填でき、半導体装置１０の薄型化も可能である。
かかる図１〜図３に示す半導体装置１０では、配線基板１２の外周縁に沿ってペリフェラル状に配置されたパッド２４，２４・・を形成しているが、配線基板１２の搭載面に対して反対面側にヴィアを介して外部接続端子用のパッドに代えてもよい。
また、図１〜図３に示す半導体装置１０では、ソルダーレジスト層２０の延出部２０ａを半導体素子１４の角部の一つに設けているが、ソルダーレジスト層２０の延出部２０ａは半導体素子１４の辺部のいずれかに設ければよい。このため、半導体素子１４の辺部の中途にソルダーレジスト層２０の延出部２０ａを設けてもよい。
更に、図１〜図３に示す半導体装置１０では、半導体素子１４の外周縁に沿って配線基板１２の搭載面が帯状に露出するように、ソルダーレジスト層２０によって配線基板１２の搭載面を覆っているが、半導体素子１２の外周縁とソルダーレジスト層２０の内側端縁とが略一致するように、ソルダーレジスト層２０によって半導体素子１４から露出する配線基板１２の搭載面を覆ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る半導体装置の一例を説明するための正面図である。
【図２】図１に示す半導体装置のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線での部分断面図である。
【図３】図１に示す半導体装置のＡ−Ａ線での拡大部分断面図である。
【図４】従来の半導体装置の一例を説明する縦断面図である。
【図５】従来の半導体装置の他の例を説明する正面図である。
【図６】図５に示す半導体装置の部分断面図である。
【図７】図５に示す半導体装置の半導体素子と配線基板の搭載面との間隙内にアンダーフィル剤を充填した状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０  半導体装置
１２  配線基板
１４  半導体素子
１６  電極端子
１８，２４  パッド
２０  ソルダーレジスト層
２０ａ  延出部
２２  配線パターン
２６  ノズル
２８  アンダーフィル剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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