(57)【要約】【課題】フェイスダウン実装方式において、樹脂の毛細管現象による移動距離を長距離化させ、樹脂の流動を促進させることで、基板と半導体素子との間隙において、樹脂充填率を向上させ、かつ、半導体素子と基板との密着力を向上させる効果が大きい半導体装置を実現する。【解決手段】基板６と向かい合っている半導体素子１の素子面には、樹脂３の流動を促進する流動補助パターン１０が形成されている。また、基板６における、半導体素子１と対向する領域である半導体素子搭載領域７、および、外周部樹脂塗布領域８には、樹脂３の流動を促進する流動補助パターン９が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された配線パターンと、半導体素子に形成された電極と、が、フェイスダウン実装方式により接続されていると共に、該基板と該半導体素子との間隙に、フィラーを含む樹脂が充填される半導体装置であって、
上記基板と向かい合っている上記半導体素子の面に、上記のフィラーを含む樹脂の流動を促進する流動補助突起部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記半導体素子と向かい合っている上記基板の面に、上記流動補助突起部がさらに形成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。
【請求項３】
基板に形成された配線パターンと、半導体素子に形成された電極と、が、フェイスダウン実装方式により接続されていると共に、該基板と該半導体素子との間隙に、フィラーを含む樹脂が充填される半導体装置であって、
上記基板における、上記半導体素子と対向する領域である素子搭載領域、および、該素子搭載領域の近傍に、上記のフィラーを含む樹脂の流動を促進する流動補助突起部が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
上記半導体素子に形成された流動補助突起部は、有機物からなる、薄膜または樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項５】
上記基板に形成された流動補助突起部は、該基板に形成された導電体に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項６】
上記基板に形成された流動補助突起部は、上記配線パターンとしての機能をさらに有していることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
上記基板に形成された流動補助突起部は、上記半導体素子と絶縁されていることを特徴とする請求項２、３、５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
上記基板に形成された配線パターンと、上記半導体素子に形成された電極と、が、金属接合により接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
上記半導体素子に形成された電極の材料は、金、銅、ニッケル、および鉛フリーはんだのいずれかであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
上記半導体素子に形成された電極は、めっき法、ワイヤボンディング法、および堆積法のいずれかにより形成されたものであることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
上記基板に形成された配線パターンの表面の材料は、錫、金、銅、ニッケル、鉛フリーはんだ、およびプリフラックスのいずれかであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
上記基板に形成された配線パターンの表面は、めっき法、塗布法、および堆積法のいずれかにより処理されたものであることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
上記のフィラーを含む樹脂は、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、および不飽和ポリエステル系樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
１個の上記基板に対して、２個以上の上記半導体素子が接続されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
電子部品をさらに備え、該電子部品と上記基板とが、電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１６】
上記間隙は、全ての方向における寸法が、上記フィラーの直径の２倍を超える寸法であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１７】
上記流動補助突起部が形成されていることで、上記基板および半導体素子の少なくとも一方における上記間隙との界面には、凹凸が形成されており、
上記の凹凸は、上記間隙に上記のフィラーを含む樹脂が充填されることで、アンカー効果を発生させるものであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１８】
上記半導体素子に形成された電極は、複数個配列されており、
上記のフィラーを含む樹脂は、上記の複数個の電極の配列に沿って流動するものであり、
上記半導体素子に形成された流動補助突起部は、全ての方向における上記間隙の寸法が、上記フィラーの直径の２倍を超える寸法となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１９】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法であって、
上記半導体素子に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して、上記流動補助突起部を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項２または３に記載の半導体装置の製造方法であって、
上記基板に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して、上記流動補助突起部を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項２または３に記載の半導体装置の製造方法であって、
上記基板に、ソルダーレジストを被覆して、上記流動補助突起部を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法であって、
上記基板に形成された導電体に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して、上記流動補助突起部を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンを形成した基板と、半導体素子と、を、互いに向かい合わせて接続する、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子と基板とを接続するための実装技術には、フリップチップ実装方式に代表されるフェイスダウン実装方式がある。
【０００３】
フェイスダウン実装方式では、半導体素子の素子面（素子が搭載された面）を基板側に向け、該素子面に設けられた電極と、基板に形成された配線パターンと、を、互いに向かい合わせて、電気的に接続している。
【０００４】
ここで、フェイスダウン実装方式による上記接続のみでは、接続信頼性に欠けるため、一般的に、フェイスダウン実装方式により実装された、基板と半導体素子との間隙は、樹脂により封止される。
【０００５】
封止に使用する樹脂としては、寸法安定性、耐水性、耐薬品性、耐熱性に優れており、かつ、電気絶縁性に優れていることから、エポキシ樹脂に代表される樹脂が使用されている。また、接続部分に加わる応力を、分散および減少させるため、樹脂には、８ＧＰａ以上の曲げ弾性率を確保するという目的で、絶縁性のフィラーを混入させている。
【０００６】
ところで、フィラーを混入させた樹脂は、粘度が高くなっている。このため、基板と半導体素子との間隙に樹脂を充填させた場合、樹脂の密度は、半導体素子に設けられた電極等の突起部分の位置に応じて変化する。
【０００７】
樹脂の密度が小さい部分においては、樹脂の密度が大きい部分と比較して、樹脂の毛細管現象による移動距離が小さくなる（即ち、樹脂の流動が促進されない）ことで、樹脂の充填が不完全になるという問題が発生する。
【０００８】
また、実装信頼性の観点から、半導体素子と基板との接続状態は、密着力を十分に高くする必要がある。しかしながら、従来は、たとえ樹脂による封止が良好である（即ち、充填が不完全になっている部分が存在しない）場合であっても、十分な密着力が得られず、基板から樹脂が剥離する、または、半導体素子から樹脂が剥離するという問題が発生していた。
【０００９】
そこで、特許文献１には、上記の問題を解決するための技術として、基板における半導体素子の搭載領域に、樹脂の流動を促進する粗面化領域を設ける技術が開示されている。粗面化領域は例えば、配線およびヴィアホールである。また、粗面化領域の形成方法としては、以下の（Ａ）〜（Ｃ）が挙げられる。
【００１０】
（Ａ）基板の表面にプラズマ等を照射して粗面化する（さらに、保護膜を被覆する）。
【００１１】
（Ｂ）基板の表面を研磨することで粗面化する。
【００１２】
（Ｃ）金型を使用して、基板の表面に所定物質を注入する。
【特許文献１】特開平０８‐３３５６０４号公報（１９９６年１２月１７日公開）
【特許文献２】特開平０９‐１６２２３８号公報（１９９７年６月２０日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されている技術は、基板における半導体素子の搭載領域に、樹脂の流動を促進する粗面化領域を設けることで、基板の表面張力を向上させ、樹脂の毛細管現象による移動距離の長距離化に係る効果を得るものである。
【００１４】
しかしながら、毛細管現象に影響を及ぼす表面張力としては、基板の表面張力だけでなく、樹脂の表面張力、さらには、基板と樹脂との間の表面張力がある。そのため、基板の表面張力を向上させるだけで、全体の表面張力を大幅に上昇させることは容易でない。また、樹脂の表面張力、および、基板と樹脂との間の表面張力は、樹脂および基板の材質により決定されるものであり、人為的に変更することは困難である。
【００１５】
結果、特許文献１に開示されている技術は、延長樹脂の毛細管現象による移動距離を長距離化させる効果を高めるのが困難であるという問題が発生する。
【００１６】
また、表面張力は、樹脂の流動状態に応じて、即ち、流動中の樹脂の表面積に応じて、連続的に変化する力であるため、所望の表面張力を得ることは、容易でない。
【００１７】
結果、特許文献１に開示されている技術は、樹脂の毛細管現象による移動をどの程度まで許容するのかに鑑みて、該移動距離を適宜決定するのが困難である。このため、特許文献１に開示されている技術では、フェイスダウン実装方式により実装される半導体装置における、設計自由度が低下するという問題が発生する。
【００１８】
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、その目的は、フェイスダウン実装方式において、樹脂の毛細管現象による移動距離を長距離化させ、樹脂の流動を促進させることで、基板と半導体素子との間隙において、樹脂充填率を向上させ、かつ、半導体素子と基板との密着力を向上させる効果が大きい半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１９】
また、本発明のもう１つの目的は、フェイスダウン実装方式により実装される半導体装置における設計自由度を向上させることができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る半導体装置は、上記の問題を解決するために、基板に形成された配線パターンと、半導体素子に形成された電極と、が、フェイスダウン実装方式により接続されていると共に、該基板と該半導体素子との間隙に、フィラーを含む樹脂が充填される半導体装置であって、上記基板と向かい合っている上記半導体素子の面に、上記のフィラーを含む樹脂の流動を促進する流動補助突起部が形成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明に係る半導体装置は、上記の問題を解決するために、基板に形成された配線パターンと、半導体素子に形成された電極と、が、フェイスダウン実装方式により接続されていると共に、該基板と該半導体素子との間隙に、フィラーを含む樹脂が充填される半導体装置であって、上記基板における、上記半導体素子と対向する領域である素子搭載領域、および、該素子搭載領域の近傍に、上記のフィラーを含む樹脂の流動を促進する流動補助突起部が形成されていることを特徴としている。
【００２２】
なお、ここで素子搭載領域に該当する「基板における、半導体素子と対向する領域」とは、半導体素子との間隔（直線距離）が最短となる基板部分を意味する。
【００２３】
基板と半導体素子との間隙において、樹脂充填率および密着力を向上させるためには、樹脂の毛細管現象による移動距離を長距離化することで、樹脂の流動を促進するのが好ましい。
【００２４】
ここで、樹脂の毛細管現象による移動距離（液体の、毛細管現象による界面上昇度合）“ｈ”は、以下の数式（１）で表される。
【００２５】
ｈ＝２・Ｔ・ｃｏｓθ／ρ・ｇ・ｒ                                ・・・（１）
但し、“Ｔ”は表面張力、“θ”は接触角、“ρ”は液体（樹脂）の密度、“ｇ”は重力加速度である。また、“ｒ”は通常、管の内径であるが、ここでは、基板と半導体素子との間隙の大きさであると換言できる。
【００２６】
上記の数式（１）からも分かるとおり、樹脂の毛細管現象による移動距離は、基板と半導体素子との間隙の大きさに反比例する。
【００２７】
そこで、上記の構成によれば、本発明に係る半導体装置には、流動補助突起部が形成されている。この流動補助突起部は、基板と半導体素子との間隙を狭小化することで、樹脂の毛細管現象による移動距離を長距離化する、即ち、樹脂の流動を促進するものである。
【００２８】
基板と向かい合っている半導体素子の面、および、素子搭載領域とその近傍は、充填された樹脂の密度が小さくなりやすく、樹脂の毛細管現象による移動距離が小さくなりやすいが、流動補助突起部が形成されていることにより、樹脂の流動が促進されることで、樹脂の毛細管現象による移動距離は長距離化され、該密度が大きい部分と同程度の、樹脂充填率が得られる。
【００２９】
なお、流動補助突起部を大きくするほどに、基板と半導体素子との間隙は狭小化できる。そのため、流動補助突起部を十分大きくすることで、樹脂の毛細管現象による移動距離を大きく長距離化させ、樹脂充填率および密着力を向上させる効果として、大きな効果を、比較的簡単に得ることができる。
【００３０】
また、流動補助突起部の形成後における、基板と半導体素子との間隙の大きさは、一定となるため、所望の大きさとすることが簡単であり、樹脂の毛細管現象による移動をどの程度まで許容するのかに鑑みて、該移動距離を適宜決定することができるため、フェイスダウン実装方式により実装される半導体装置における、設計自由度が向上する。
【００３１】
また、本発明に係る半導体装置は、上記半導体素子と向かい合っている上記基板の面に、上記流動補助突起部がさらに形成されていることを特徴としている。
【００３２】
上記の構成によれば、基板と半導体素子との両方に、流動補助突起部を形成することで、さらに高い、樹脂充填率および密着力の向上に係る効果を得ることができる。
【００３３】
また、本発明に係る半導体装置は、上記半導体素子に形成された流動補助突起部は、有機物からなる、薄膜または樹脂により形成されていることを特徴としている。
【００３４】
上記の構成によれば、半導体素子に形成された流動補助突起部は、有機物からなる、薄膜または樹脂により形成されているため、半導体装置に充填されるフィラーを含む樹脂と、半導体素子と、の密着性が向上するという効果を奏する。
【００３５】
また、本発明に係る半導体装置は、上記基板に形成された流動補助突起部は、該基板に形成された導電体に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して形成されていることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、基板に形成された流動補助突起部は、導電体に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して形成されているため、半導体素子で発生した熱を、導電体へと放熱させることができる。または、上記の構成によれば、基板に形成された流動補助突起部は、導電体に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して形成されているため、該導電体を接地することにより、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference：電磁干渉）を低減することができる。
【００３７】
また、本発明に係る半導体装置は、上記基板に形成された流動補助突起部は、上記配線パターンとしての機能をさらに有していることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、基板に形成された流動補助突起部を、基板と半導体素子とを電気的に接続するための配線パターンとして使用することができるため、省スペース化および低コスト化が可能となる。
【００３９】
また、本発明に係る半導体装置は、上記基板に形成された流動補助突起部は、上記半導体素子と絶縁されていることを特徴としている。
【００４０】
上記の構成によれば、基板に形成された流動補助突起部は、半導体素子との電気的接続とは無関係なパターンとして設けることも可能となる。
【００４１】
また、本発明に係る半導体装置は、上記基板に形成された配線パターンと、上記半導体素子に形成された電極と、が、金属接合により接続されていることを特徴としている。
【００４２】
上記の構成によれば、基板に形成された配線パターンと、半導体素子に形成された電極と、が、金属接合により接続されているため、高い実装信頼性を得ることが可能であり、かつ、ファインピッチ化された半導体装置の実現が可能となる。
【００４３】
また、本発明に係る半導体装置は、上記半導体素子に形成された電極の材料は、金、銅、ニッケル、および鉛フリーはんだのいずれかであるのが好ましい。またこのとき、上記半導体素子に形成された電極は、めっき法、ワイヤボンディング法、および堆積法のいずれかにより形成されたものであるのが好ましい。
【００４４】
また、本発明に係る半導体装置は、上記基板に形成された配線パターンの表面の材料は、錫、金、銅、ニッケル、鉛フリーはんだ、およびプリフラックスのいずれかであるのが好ましい。またこのとき、上記基板に形成された配線パターンの表面は、めっき法、塗布法、および堆積法のいずれかにより処理されたものであるのが好ましい。
【００４５】
さらに、本発明に係る半導体装置は、上記のフィラーを含む樹脂は、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、および不飽和ポリエステル系樹脂のいずれかであるのが好ましい。
【００４６】
また、本発明に係る半導体装置は、１個の上記基板に対して、２個以上の上記半導体素子が接続されていることを特徴としている。
【００４７】
上記の構成によれば、間隙に流動補助突起部を有する半導体装置において、半導体素子を基板に複数個搭載することが可能となる。なおこのとき、複数個の半導体素子はそれぞれ、互いに異なる機能を有するものであっても当然構わない。
【００４８】
また、本発明に係る半導体装置は、電子部品をさらに備え、該電子部品と上記基板とが、電気的に接続されていることを特徴としている。
【００４９】
上記の構成によれば、基板には、半導体素子に加え、抵抗またはコンデンサ等の電子部品を搭載することができる。
【００５０】
また、本発明に係る半導体装置は、上記間隙は、全ての方向における寸法が、フィラーの直径の２倍を超える寸法であることを特徴としている。
【００５１】
また、本発明に係る半導体装置は、上記半導体素子に形成された電極は、複数個配列されており、上記のフィラーを含む樹脂は、上記の複数個の電極の配列に沿って流動するものであり、上記半導体素子に形成された流動補助突起部は、全ての方向における上記間隙の寸法が、フィラーの直径の２倍を超える寸法となるように形成されていることを特徴としている。
【００５２】
本発明に係る半導体装置は、基板と半導体素子との間隙に、流動補助突起部を形成して、該間隙を小さくすることで、効果を得るものであり、該間隙は、小さければ小さいほどに、その効果が大きくなる。
【００５３】
しかしながら、上記間隙は、小さくしすぎると、充填すべき樹脂に混入されたフィラーの動きを制限してしまい、これにより、本発明に係る半導体装置では、フィラーを含む樹脂の充填が不完全となる虞があると共に、所望の曲げ弾性率を得ることができず、接続部分に加わる応力を、分散および減少させることが困難となる虞がある。
【００５４】
そこで、上記間隙は、全ての方向における寸法が、フィラーの直径の２倍を超える寸法とすることで、フィラーの動きに制限を与えることなく、樹脂の充填を行うことができるため、結果的に、本発明に係る半導体装置では、樹脂充填率をさらに向上させることができる。
【００５５】
とりわけ、半導体装置へ充填される、フィラーを含む樹脂は、半導体素子に複数個配列された電極に沿って流動する。ここで、流動補助突起部を基板のみに形成する場合には、基板と半導体素子との接続時に、接続位置のズレが発生する虞がある。そして、この接続位置のズレに起因して、基板に形成された流動補助突起部、および、半導体素子の電極、の近傍では、所望の間隙の寸法を確保することができなくなる虞がある。そこで、半導体素子に流動補助突起部をさらに形成すると、基板と半導体素子との接続による接続位置の上記ズレに拘らず、所望の間隙の寸法を確保することが可能となるため、都合が良い。
【００５６】
また、本発明に係る半導体装置は、上記流動補助突起部が形成されていることで、上記基板および半導体素子の少なくとも一方における上記間隙との界面には、凹凸が形成されており、上記の凹凸は、上記間隙に上記のフィラーを含む樹脂が充填されることで、アンカー効果を発生させるものであることを特徴としている。
【００５７】
上記の構成によれば、流動補助突起部は、自身の凹凸により、基板または半導体素子と、樹脂と、の密着面積を増加させると共に、アンカー効果と呼ばれる、物理的な密着力に起因して、耐せん断力が向上するため、基板または半導体素子と、樹脂と、の密着力を向上させることができる。これにより、半導体装置は、長寿命化させることができる。
【００５８】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記の半導体装置の製造方法であって、上記半導体素子に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して、上記流動補助突起部を形成する工程を有することを特徴としている。
【００５９】
上記の構成によれば、半導体素子に流動補助突起部が形成された半導体装置を、簡単な工程により製造することができる。
【００６０】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記の半導体装置の製造方法であって、上記基板に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して、上記流動補助突起部を形成する工程を有することを特徴としている。
【００６１】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記の半導体装置の製造方法であって、上記基板に、ソルダーレジストを被覆して、上記流動補助突起部を形成する工程を有することを特徴としている。
【００６２】
上記の構成によれば、基板に流動補助突起部が形成された半導体装置を、簡単な工程により製造することができる。
【００６３】
さらに、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記の半導体装置の製造方法であって、上記基板に形成された導電体に、有機物からなる、薄膜または樹脂を被覆して、上記流動補助突起部を形成する工程を有することを特徴としている。
【００６４】
上記の構成によれば、基板に流動補助突起部が形成された半導体装置を、より簡単な工程により製造することができる。
【００６５】
即ち、特許文献１に係る製造方法、即ち、上述の粗面化領域の形成方法（イ）〜（ハ）では、所定形状の溝をソルダーレジストに形成し、該ソルダーレジストにより配線パターンを被覆して、基板の粗面化領域としている。
【００６６】
一方、本発明に係る製造方法では、基板に形成された配線パターンの凹凸に応じて形成されることとなる、ソルダーレジストの凹凸を、基板に形成された流動補助突起部として利用することができるため、ソルダーレジストに所定形状の溝を形成する必要がなくなり、結果、簡単な工程により製造することができる。
【発明の効果】
【００６７】
以上のとおり、本発明に係る半導体装置は、基板に形成された配線パターンと、半導体素子に形成された電極と、が、フェイスダウン実装方式により接続されていると共に、該基板と該半導体素子との間隙に、フィラーを含む樹脂が充填される半導体装置であって、上記基板と向かい合っている上記半導体素子の面に、上記のフィラーを含む樹脂の流動を促進する流動補助突起部が形成されている構成である。
【００６８】
また、本発明に係る半導体装置は、基板に形成された配線パターンと、半導体素子に形成された電極と、が、フェイスダウン実装方式により接続されていると共に、該基板と該半導体素子との間隙に、フィラーを含む樹脂が充填される半導体装置であって、上記基板における、上記半導体素子と対向する領域である素子搭載領域、および、該素子搭載領域の近傍に、上記のフィラーを含む樹脂の流動を促進する流動補助突起部が形成されている構成である。
【００６９】
従って、フェイスダウン実装方式において、樹脂の毛細管現象による移動距離を長距離化させ、樹脂の流動を促進させることで、基板と半導体素子との間隙において、樹脂充填率を向上させ、かつ、半導体素子と基板との密着力を向上させる効果が大きいという効果を奏する。また、フェイスダウン実装方式により実装される半導体装置における設計自由度を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
〔前提となる技術〕
図３６は、本発明に係る半導体装置に対する前提となる、従来技術に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【００７１】
図３６に示す半導体装置は、基板６に形成された配線パターン４に、電極２を介して、半導体素子１が、フェイスダウン実装方式により接続されている構成である。
【００７２】
基板６の縁の近傍に設けられたソルダーレジスト５上には、例えば図示しないディスペンサーにより、フィラーを混入した樹脂が滴下される。滴下された、フィラーを混入した樹脂は、毛細管現象により、基板６と半導体素子１との間隙に充填された後、加熱により硬化される。そして、加熱により硬化された、フィラーを混入した樹脂は、図３６に示す樹脂３として、基板６と半導体素子１との間隙を封止する。
【００７３】
本発明に係る半導体装置は、図３６に示すフェイスダウン実装方式の半導体装置において、樹脂の毛細管現象による移動距離を長距離化させ、樹脂の流動を促進させることで、基板と半導体素子との間隙において、樹脂充填率を向上させ、かつ、半導体素子と基板との密着力を向上させる効果を大きくすることを目的とするものである。
【００７４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図３５を参照して説明する。なお、説明の便宜上、既に図面を用いて説明した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００７５】
〔本発明の実施の形態〕
図２は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【００７６】
なお、便宜上、図２、および後述する図６および図８に示す断面図では、本発明に係る半導体装置の断面を、紙面右半分のみ図示している。但し、実際の、本発明に係る半導体装置の断面は、図２、および後述する図６および図８のそれぞれに示す断面図と線対称となるような、図示しない、本発明に係る半導体装置の紙面左半分をさらに含む断面となる。
【００７７】
図２に示す半導体装置は、基板６に形成された配線パターン４に、電極２を介して、半導体素子１が、例えば金属接合を利用したフェイスダウン実装方式により接続されている構成である。また、基板６と半導体素子１との間隙４０には、樹脂３が充填される。
【００７８】
半導体素子１は、例えば、半導体チップである。
【００７９】
電極２は、半導体素子１に形成されており、基板６に形成された配線パターン４と導通することで、半導体素子１を基板６と電気的に接続させるためのものである。なお、電極２の材料としては、金、銅、ニッケル、および鉛フリーはんだ等が挙げられる（図３７の符号１７参照）。また、電極２は、周知のめっき法、周知のワイヤボンディング法、および周知の堆積法等により形成するのが好ましい。
【００８０】
樹脂３としては、例えば、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、および不飽和ポリエステル系樹脂のいずれかが好適に用いられる。また、基板６と半導体素子１との接続部分に加わる応力を、分散および減少させるため、樹脂３には、８ＧＰａ以上の曲げ弾性率を確保するという目的で、絶縁性のフィラーを混入させている。
【００８１】
配線パターン４は、基板６に形成されており、半導体素子１に形成された電極２と導通することで、基板６を半導体素子１と電気的に接続させるためのものである。なお、配線パターン４の表面の材料としては、錫、金、銅、ニッケル、鉛フリーはんだ、およびプリフラックス等が挙げられる（図３７の符号１８参照）。また、配線パターン４は、周知のめっき法、周知の塗布法、および周知の堆積法等により表面処理するのが好ましい。
【００８２】
基板６は、例えば、セラミック基板、有機基板、およびシリコンインターポーザ基板のいずれかであるが、これに限定されず、周知の半導体基板を使用することができる。
【００８３】
また、ソルダーレジスト５は、絶縁性材料からなり、基板６における配線パターン４と電極２との接続部分、および半導体素子１を除く部分に塗布されている。このソルダーレジスト５は、導電性異物が、直接、配線パターン４に付着することによるショートを防止するものである。
【００８４】
ここで、図２に示す半導体装置は、流動補助パターン（流動補助突起部）９および１０をさらに備える構成である。
【００８５】
流動補助パターン９および１０は、基板６と半導体素子１との間隙４０を狭小化する突起である。流動補助パターン９および／または１０が、基板６と半導体素子１との間隙４０を狭小化することで、本発明に係る半導体装置では、樹脂３の毛細管現象による移動距離を長距離化する、即ち、樹脂３の流動を促進することができる。
【００８６】
図１（ａ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図２に示す基板６の構成を示す平面図である。図１（ｂ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図２に示す半導体素子１の構成を示す平面図である。
【００８７】
なお、図１（ａ）および後述する図５（ａ）および図７（ａ）は、基板６に形成された配線パターン４と、半導体素子１に形成された電極２と、が、フェイスダウン実装方式により接続された場合に、半導体素子１と向かい合う、基板６の面を図示している。また、図１（ｂ）および後述する図５（ｂ）および図７（ｂ）はそれぞれ、図１（ａ）および後述する図５（ａ）および図７（ａ）と同様の接続が行なわれた場合に、基板６と向かい合う、半導体素子１の面を図示している。また、樹脂３が封入される方向は、図１（ａ）および後述する図５（ａ）および図７（ａ）に示す基板６における、紙面上方向から下方向への方向となる。
【００８８】
図１（ａ）に示す、本発明に係る半導体装置の基板６は、半導体素子１と向かい合っている面に、流動補助パターン９を備える構成である。
【００８９】
流動補助パターン９は、具体的に、基板６における、半導体素子１と対向する領域である半導体素子搭載領域（素子搭載領域）７、および、半導体素子搭載領域７の近傍の領域に該当する外周部樹脂塗布領域８に形成されている。即ち、流動補助パターン９は、図３に示す網掛け部分に形成することが可能である。
【００９０】
一方、図１（ｂ）に示す、本発明に係る半導体装置の半導体素子１は、基板６と向かい合っている面（以下、「素子面」と称する）に、流動補助パターン１０を備える構成である。
【００９１】
図１（ｂ）において、流動補助パターン１０は、半導体素子１の素子面における、電極２よりも中心側となる領域に形成されているが、これに限定されず、電極２よりも縁側となる領域に形成されていてもよい。即ち、流動補助パターン１０は、図４に示す網掛け部分に適宜形成することが可能である。
【００９２】
ここで、流動補助パターン９および１０は例えば、樹脂吐出方向（間隙４０に滴下された樹脂３が、流動する方向）に対して略平行に延びる、複数の突起として構成するのが好ましい。さらにこのとき、複数の該突起の、該樹脂吐出方向における端部付近は、該樹脂吐出方向に対して平行となる基板６の縁（基板６における、紙面左右の端辺）のうち、該突起自身との距離が近いほうの縁へと向かって、若干湾曲するように構成するのがさらに好ましい（図１（ａ）および（ｂ）参照）。
【００９３】
こうした流動補助パターン９および１０の構成は、樹脂３による巻き込み気泡の発生防止に効果があるという点において有利である。
【００９４】
即ち、図２に示す半導体装置の間隙４０に樹脂３を充填する場合、図１（ａ）に示す基板６では、樹脂吐出方向に対して略平行に配列された（紙面右側および左側において、それぞれ紙面上下方向に配列された）配線パターン４に沿って、樹脂３が流動する。その後、樹脂３は、樹脂吐出方向に対して略垂直に配列されており、かつ、樹脂３が封入される部分から最も遠い（紙面下側において、紙面左右方向に配列された）配線パターン４へと流動する。ここで、基板６に流動補助パターン９が形成されていない場合は、樹脂３が封入される部分から最も遠い配線パターン４周辺、中でも、紙面左右方向において、基板６の中央付近に配された配線パターン４周辺において、樹脂３の流動が遅れ、この遅れにより、樹脂３の充填後において、間隙４０に気泡が閉じ込められてしまう虞がある。そこで、本発明に係る半導体装置では、図１（ａ）に示す構成の流動補助パターン９を、基板６に形成することで、樹脂３の流動を促進し、樹脂３の流動の上記遅れを低減することができるため、間隙４０に気泡が閉じ込められてしまう虞を低減することができる。
【００９５】
同様に、図２に示す半導体装置の間隙４０に樹脂３を充填する場合、図１（ｂ）に示す半導体素子１では、樹脂吐出方向に対して略平行に配列された電極２に沿って、樹脂３が流動する。その後、樹脂３は、樹脂吐出方向に対して略垂直に配列されており、かつ、樹脂３が封入される部分から最も遠い電極２へと流動する。ここで、半導体素子１に流動補助パターン１０が形成されていない場合は、樹脂３が封入される部分から最も遠い電極２周辺、中でも、紙面左右方向において、半導体素子１の中央付近に配された電極２周辺において、樹脂３の流動が遅れ、この遅れにより、樹脂３の充填後において、間隙４０に気泡が閉じ込められてしまう虞がある。そこで、本発明に係る半導体装置では、図１（ｂ）に示す構成の流動補助パターン１０を、半導体素子１に形成することで、樹脂３の流動を促進し、樹脂３の流動の上記遅れを低減することができるため、間隙４０に気泡が閉じ込められてしまう虞を低減することができる。
【００９６】
図６は、本発明の別の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【００９７】
図６に示す半導体装置は、図２に示す半導体装置の構成において、半導体素子１の流動補助パターン１０が省略された構成である。即ち、図６に示す半導体装置は、本発明に係る流動補助突起部として、基板６における、半導体素子搭載領域７、および、半導体素子搭載領域７の近傍の領域に該当する外周部樹脂塗布領域８に形成された、流動補助パターン９のみを備える構成であると解釈することができる。
【００９８】
図５（ａ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図６に示す基板６の構成を示す平面図である。図５（ｂ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図６に示す半導体素子１の構成を示す平面図である。
【００９９】
図５（ａ）に示す基板６の構成は、図１（ａ）に示す基板６の構成と同じである一方、図５（ｂ）に示す半導体素子１の構成は、図１（ｂ）に示す半導体素子１の構成において、流動補助パターン１０が省略されている。
【０１００】
ここで、厳密に言えば、基板６と半導体素子１との間隙４０に位置していない、基板６の外周部樹脂塗布領域８に、流動補助パターン９を形成する意味について説明する。
【０１０１】
上述したとおり、外周部樹脂塗布領域８は、充填された樹脂３の密度が小さくなりやすく、樹脂３の毛細管現象による移動距離が小さくなりやすい。
【０１０２】
ここで、外周部樹脂塗布領域８において、樹脂３の毛細管現象による移動距離が小さいまま放置する（即ち、外周部樹脂塗布領域８に流動補助パターン９を形成しない）場合を考える。この場合には、たとえ、基板６と半導体素子１との間隙４０に位置する、半導体素子搭載領域７において、該移動距離を長距離化したとしても、その近傍となる外周部樹脂塗布領域８において、該移動距離が小さくなってしまうことで、半導体素子搭載領域７における樹脂３の流動（移動距離）が制限されてしまう。結果、半導体素子１と向かい合っている基板６の面全体では、十分大きな該移動距離の長距離化に係る効果が得られなくなってしまうという問題が発生する。
【０１０３】
そこで、本発明に係る半導体装置では、この問題に鑑みて、基板６と半導体素子１との間隙４０に位置していない、外周部樹脂塗布領域８においても、流動補助パターン９を形成している。これにより、半導体素子１と向かい合っている基板６の面全体において、上記移動距離を長距離化することで、十分大きな該移動距離の長距離化に係る効果を得ることができる。
【０１０４】
図８は、本発明のさらに別の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【０１０５】
図８に示す半導体装置は、図２に示す半導体装置の構成において、基板６の流動補助パターン９が省略された構成である。即ち、図８に示す半導体装置は、本発明に係る流動補助突起部として、半導体素子１における、基板６と向かい合っている面に形成された、流動補助パターン１０のみを備える構成であると解釈することができる。
【０１０６】
図７（ａ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図８に示す基板６の構成を示す平面図である。図７（ｂ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図８に示す半導体素子１の構成を示す平面図である。
【０１０７】
図７（ａ）に示す基板６の構成は、図１（ａ）に示す基板６の構成において、流動補助パターン９が省略されている一方、図７（ｂ）に示す半導体素子１の構成は、図１（ｂ）に示す半導体素子１の構成と同じである。
【０１０８】
素子面、および、半導体素子搭載領域７および外周部樹脂塗布領域８は、充填された樹脂３の密度が小さくなりやすく、樹脂３の毛細管現象による移動距離が小さくなりやすいが、流動補助パターン９および／または１０が形成されていることにより、樹脂３の流動が促進されることで、樹脂３の毛細管現象による移動距離は長距離化され、該密度が大きい部分と同程度の、樹脂充填率が得られる。
【０１０９】
なお、流動補助パターン９および／または１０は、自身の凹凸により、基板６または半導体素子１と、樹脂３と、の密着面積を増加させると共に、アンカー効果と呼ばれる、物理的な密着力に起因して、耐せん断力が向上する（詳細については後述する）ため、基板６または半導体素子１と、樹脂３と、の密着力をそれぞれ向上させることができる。
【０１１０】
また、流動補助パターン９および／または１０を大きくするほどに、基板６と半導体素子１との間隙４０は狭小化できる。そのため、流動補助パターン９および／または１０を十分大きくすることで、樹脂３の毛細管現象による移動距離を大きく長距離化させ、樹脂充填率および密着力を向上させる効果として、大きな効果を、比較的簡単に得ることができる。
【０１１１】
さらに、流動補助パターン９および／または１０の形成後における、基板６と半導体素子１との間隙４０の大きさは、一定となるため、所望の大きさとすることが簡単であり、樹脂３の毛細管現象による移動をどの程度まで許容するのかに鑑みて、該移動距離を適宜決定することができるため、フェイスダウン実装方式により実装される半導体装置における、設計自由度が向上する。
【０１１２】
ここからは、本発明に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【０１１３】
図９〜図１１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法（第一製造方法）を示す図である。
【０１１４】
なお、図９（ａ）、図１０（ａ）、および図１１（ａ）はいずれも、基板６に形成された配線パターン４と、半導体素子１に形成された電極２と、が、フェイスダウン実装方式により接続された場合に、半導体素子１と向かい合う、基板６の面を図示している平面図である。また、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、および図１１（ｂ）はいずれも、同図（ａ）の、Ａ−Ａ´線における矢視断面図である。
【０１１５】
図９〜図１１に示す半導体装置の製造方法では、まず、基板６に、所望の配線パターン４を形成し（図９（ａ）および図９（ｂ）参照）、基板６における、配線パターン４と半導体素子１に形成された電極２との接続部分を露出させるように、ソルダーレジスト５を被覆し（図１０（ａ）および図１０（ｂ）参照）、流動補助パターン９として、有機物からなる樹脂を塗布する、または、有機物からなる薄膜を貼り付ける（図１１（ａ）および図１１（ｂ）参照）。
【０１１６】
図１３および図１４は、本発明の他の実施形態に係る半導体装置の製造方法（第二製造方法）を示す図である。
【０１１７】
なお、図１３（ａ）および図１４（ａ）はいずれも、基板６に形成された配線パターン４と、半導体素子１に形成された電極２と、が、フェイスダウン実装方式により接続された場合に、半導体素子１と向かい合う、基板６の面を図示している平面図である。また、図１３（ｂ）および図１４（ｂ）はいずれも、同図（ａ）の、Ｂ−Ｂ´線における矢視断面図である。
【０１１８】
図１３および図１４に示す半導体装置の製造方法では、まず、基板６に、所望の配線パターン４を形成し（図１３（ａ）および図１３（ｂ）参照）、基板６における、配線パターン４と半導体素子１に形成された電極２との接続部分を露出させるように、ソルダーレジスト５を被覆する。ここで、流動補助パターン９を形成すべき部分には、ソルダーレジスト５をさらに貼り付ける（塗布する）。即ち、図１３および図１４に示す半導体装置の製造方法では、流動補助パターン９として、ソルダーレジスト５を、塗布する、または貼り付ける（図１４（ａ）および図１４（ｂ）参照）。
【０１１９】
図１５および図１６は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の製造方法（第三製造方法）を示す図である。
【０１２０】
なお、図１５（ａ）および図１６（ａ）はいずれも、基板６に形成された配線パターン４と、半導体素子１に形成された電極２と、が、フェイスダウン実装方式により接続された場合に、半導体素子１と向かい合う、基板６の面を図示している平面図である。また、図１５（ｂ）および図１６（ｂ）はいずれも、同図（ａ）の、Ｃ−Ｃ´線における矢視断面図である。
【０１２１】
図１５および図１６に示す半導体装置の製造方法では、まず、基板６に、所望の配線パターン４を形成する。ここで、流動補助パターン９を形成すべき部分には、配線パターン４の表面の材料として使用可能な材料（錫、金、銅、ニッケル、鉛フリーはんだ、およびプリフラックス等）を用いて、基板６上に流動補助パターン９と略同一のパターン９´を形成する（図１５（ａ）および図１５（ｂ）参照）。そして、基板６における、配線パターン４と半導体素子１に形成された電極２との接続部分を露出させるように、ソルダーレジスト５を被覆する（図１６（ａ）および図１６（ｂ）参照）。即ち、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示す工程では、上記のパターン９´に、有機物からなる、樹脂または薄膜、例えばソルダーレジスト５を被覆して、流動補助パターン９とする。
【０１２２】
図１７および図１８は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の製造方法（第四製造方法）を示す図である。
【０１２３】
なお、図１７（ａ）および図１８（ａ）はいずれも、基板６に形成された配線パターン４と、半導体素子１に形成された電極２と、が、フェイスダウン実装方式により接続された場合に、半導体素子１と向かい合う、基板６の面を図示している平面図である。また、図１７（ｂ）および図１８（ｂ）はいずれも、同図（ａ）の、Ｄ−Ｄ´線における矢視断面図である。
【０１２４】
図１７および図１８に示す半導体装置の製造方法では、まず、基板６に、所望の配線パターン４を形成する。ここで、流動補助パターン９を形成すべき部分には、配線パターン４として使用可能な材料（錫、金、銅、ニッケル、鉛フリーはんだ、およびプリフラックス等）を用いて、基板６上に流動補助パターン９と略同一のパターン９´を形成するが、このときパターン９´は、配線パターン４と一体的に形成されている（図１７（ａ）および図１７（ｂ）参照）。そして、基板６における、配線パターン４と半導体素子１に形成された電極２との接続部分を露出させるように、有機物からなる、樹脂または薄膜、例えばソルダーレジスト５を被覆する（図１８（ａ）および図１８（ｂ）参照）。
【０１２５】
図１７および図１８に示す半導体装置の製造方法より製造された半導体装置において、基板６に形成された流動補助パターン９は、配線パターン４を兼ねる、即ち、配線パターン４としての機能をさらに有している。この構成によれば、流動補助パターン９は、半導体素子１と機能上必要とする電気的接続用の配線パターン４として使用することができるため、省スペース化および低コスト化が可能となる。
【０１２６】
ここで、図１２（ａ）に示すとおり、流動補助パターン９の幅ａと長さｂとが同一の長さでない場合、流動補助パターン９の長辺（図１２（ａ）の場合、長さｂ）は、樹脂３の流動方向に対して直交しないように（即ち、樹脂３の流動方向に対する角度をｎとする場合、ｎ＝９０°、または、ｎ＝２７０°とならないように）配置するのが好ましい。これにより、本発明に係る半導体装置では、樹脂３の流動方向と、流動補助パターン９と、が直交することに起因して、樹脂３の流動がせき止められることを防止することができる。
【０１２７】
基板６の流動補助パターン９を、パターン９´に、ソルダーレジスト５を被覆して形成することで、本発明に係る半導体装置では、半導体素子１で発生した熱を、パターン９´へと放熱させることができる。またはこの場合、パターン９´を接地することにより、本発明に係る半導体装置では、ＥＭＩを低減することができる。
【０１２８】
図１５および図１６、または、図１７および図１８に示す製造方法では、基板６に形成された配線パターン４の凹凸に応じて形成されることとなる、ソルダーレジスト５の凹凸を、流動補助パターン９として利用することができるため、ソルダーレジスト５に所定形状の溝を形成する必要がなくなり、結果、簡単な工程により製造することができる。
【０１２９】
ここからは、上述した方法とは異なる、本発明に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【０１３０】
図１９〜図２２は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の製造方法（第五製造方法）を示す図である。
【０１３１】
なお、図１９（ａ）、図２０（ａ）、図２１（ａ）および、図２２（ａ）はいずれも、半導体素子１の素子面を図示している平面図である。また、図１９（ｂ）、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）および、図２２（ｂ）はいずれも、同図（ａ）の、Ｅ−Ｅ´線における矢視断面図である。
【０１３２】
図１９〜図２２に示す半導体装置の製造方法では、まず、半導体素子１の素子面に、所望の電極２を形成し（図１９（ａ）および図１９（ｂ）参照）、該素子面における、電極２と基板６の配線パターン４との接続部分および流動補助パターン１０を形成すべき部分を露出させるように、樹脂塗布用マスク１１を配置し（図２０（ａ）および図２０（ｂ）参照）、該流動補助パターン１０を形成すべき部分に対して、樹脂塗布ノズル１３で樹脂１２を塗布し（図２１（ａ）および図２１（ｂ）参照）、樹脂１２を硬化させた後に、樹脂塗布用マスク１１を除去する（図２２（ａ）および図２２（ｂ）参照）。これにより、半導体素子１の素子面における、電極２と基板６の配線パターン４との接続部分を除く所望の領域に、有機物からなる樹脂１２により、流動補助パターン１０を形成することができる。
【０１３３】
図２３〜図２６は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体装置の製造方法（第六製造方法）を示す図である。
【０１３４】
なお、図２３（ａ）、図２４（ａ）、図２５（ａ）および、図２６（ａ）はいずれも、半導体素子１の素子面を図示している平面図である。また、図２３（ｂ）、図２４（ｂ）、図２５（ｂ）および、図２６（ｂ）はいずれも、同図（ａ）の、Ｆ−Ｆ´線における矢視断面図である。
【０１３５】
図２３〜図２６に示す半導体装置の製造方法では、まず、半導体素子１の素子面に、所望の電極２を形成し（図２３（ａ）および図２３（ｂ）参照）、該素子面における、電極２と基板６の配線パターン４との接続部分を露出させるように、有機物からなる薄膜１４を被覆し（図２４（ａ）および図２４（ｂ）参照）、流動補助パターン１０を形成すべき部分にマスク１５を配置した後、該マスク１５が配置されていない部分の薄膜１４を除去し（図２５（ａ）および図２５（ｂ）参照）、続いて該マスク１５を除去する（図２６（ａ）および図２６（ｂ）参照）。これにより、半導体素子１の素子面における、電極２と基板６の配線パターン４との接続部分を除く所望の領域に、有機物からなる薄膜１４により、流動補助パターン１０を形成することができる。
【０１３６】
ここで、図１２（ａ）に示すとおり、流動補助パターン１０の幅ａと長さｂとが同一の長さでない場合、流動補助パターン１０の長辺（図１２（ａ）の場合、長さｂ）は、樹脂３の流動方向に対して直交しないように（即ち、樹脂３の流動方向に対する角度をｎとする場合、ｎ＝９０°、または、ｎ＝２７０°とならないように）配置するのが好ましい。これにより、本発明に係る半導体装置では、樹脂３の流動方向と、流動補助パターン１０と、が直交することに起因して、樹脂３の流動がせき止められることを防止することができる。
【０１３７】
半導体素子１の流動補助パターン１０を、有機物からなる樹脂１２、または、有機物からなる薄膜１４により形成することで、本発明に係る半導体装置では、充填される樹脂３と、半導体素子１と、の密着性が向上する。
【０１３８】
図２７は、本発明のさらに別の実施形態に係る半導体装置（半導体装置モジュールの形態）の構成を示す断面図である。
【０１３９】
図２７に示す半導体装置は、１個の基板６に対して、複数個（ここでは、２個）の半導体素子１と電子部品１６とが、フェイスダウン実装方式により接続（電気的接続）されている、いわゆる半導体装置のモジュールである。
【０１４０】
電子部品１６は、例えば、抵抗またはコンデンサ等、所望の電子部品を適宜組み合わせて構成した電子回路である。
【０１４１】
図２７に示す半導体装置は、基板６に形成された配線パターン４に、各半導体素子１の電極２を介して、各半導体素子１が、フェイスダウン実装方式により接続されている構成である。
【０１４２】
ここで、複数個の半導体素子１のそれぞれと、基板６と、の間隙４０にはそれぞれ、流動補助パターン９および／または流動補助パターン１０が形成されており、さらにこの各間隙４０に樹脂３が充填される。
【０１４３】
図２７に示す半導体装置のモジュールでは、間隙４０に、流動補助パターン９および／または流動補助パターン１０を有する半導体装置において、半導体素子１を基板６に複数個搭載することが可能となる。なおこのとき、複数個の半導体素子１はそれぞれ、互いに異なる機能を有するものであっても当然構わない。
【０１４４】
また、図２７に示す半導体装置では、基板６に、半導体素子１に加え、抵抗またはコンデンサ等の電子部品を搭載することができるようになる。
【０１４５】
なお、図２７に係る実施の形態では、基板６に複数個の半導体素子１を接続する一例として、半導体素子１が２個である場合について説明を行ったが、これに限定されることなく、基板６に３個以上の半導体素子１を接続する構成であってもよい。即ち、基板６に接続する半導体素子１の個数は、所望する半導体装置の構成に応じて、任意の個数を適宜決定することが可能である。
【０１４６】
図２８は、本発明のさらに別の実施形態に係る半導体装置（基板と半導体装置との、金属接合による接続）の構成を示す断面図である。
【０１４７】
流動補助パターン９を有している基板６に形成された配線パターン４と、流動補助パターン１０を有している半導体素子１に形成された電極２と、を接続する手法としては、例えば図２８に示す、金属接合による接続が挙げられる。
【０１４８】
上記金属接合では例えば、接合用ステージ２０上に配置された基板６に形成された配線パターン４に対して、接合用ツール１９を使用して、半導体素子１に形成された電極２を押圧することで、基板６と半導体素子１とを接合（電気的接続）している。
【０１４９】
また、他の接合要領に係る上記金属接合では例えば、接合用ステージ２０上に配置された基板６に形成された配線パターン４と、半導体素子１に形成された電極２とを、接合用ツール１９を使用して、加熱しながら接合することで、基板６と半導体素子１とを接合（電気的接続）している。
【０１５０】
また、さらに他の接合要領に係る上記金属接合では例えば、接合用ステージ２０上に配置された基板６に形成された配線パターン４と、半導体素子１に形成された電極２とを、接合用ツール１９を使用して、超音波振動を与えながら接合することで、基板６と半導体素子１とを接合（電気的接続）している。
【０１５１】
さらに、上記金属接合では、加圧（押圧）による上記接合要領と、加熱による上記接合要領と、超音波による上記接合要領と、を組み合わせて、接合（電気的接続）を行っても良い。
【０１５２】
なお、図２８に示す半導体装置では、流動補助パターン９および１０の両方が形成されているが、流動補助パターン９および１０のいずれかのみが形成されている構成であっても当然構わない。
【０１５３】
図２９（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る流動補助パターン９および１０の、形状の一例を示す平面図である。
【０１５４】
流動補助パターン９および１０は、特にその形状が限定されるものではなく、任意の形状を有し得る突起部である。そして、その形状の一例としては、四角形（図２９（ａ）参照）または三角形（図２９（ｂ）参照）といった多角形、略楕円形（図２９（ｃ）参照）、または円形（図２９（ｄ）参照）等が挙げられる。
【０１５５】
ここで、図２９（ａ）〜（ｄ）に示す、流動補助パターン９および１０の形状においては、樹脂吐出方向に対して、垂直となる壁部が存在しない。即ち、図２９（ａ）〜（ｄ）に示す、流動補助パターン９および１０の形状は、図３０（ａ）〜（ｄ）に示す斜線部分が省略された形状となっている。なお、図３０（ａ）〜（ｄ）は、図２９（ａ）〜（ｄ）に示す流動補助突起部において、樹脂吐出方向に対して、垂直となる壁部が存在しないことを説明する図であり、図２９（ａ）〜（ｄ）における１個の流動補助パターン９または１０にそれぞれ対応する。
【０１５６】
これにより、本発明に係る半導体装置では、樹脂３の流動方向と、流動補助パターン９および／または１０と、が直交することに起因して、樹脂３の流動がせき止められることを防止することができる。
【０１５７】
図３１（ａ）は、図２に示す半導体装置の別の断面図である。
【０１５８】
即ち、図３１（ａ）の断面図は、図２に示す、本発明に係る半導体装置を、別の断面（図２の断面、および、半導体装置の上面と直交する断面）から見た図である。
【０１５９】
図１（ａ）に示す基板６と、図１（ｂ）に示す半導体素子１と、を、フェイスダウン実装方式により接続した場合、基板６と半導体素子１との間隙４０には、流動補助パターン９および１０による、凹凸４１が形成されることとなる。この凹凸４１により、基板６および半導体素子１と、樹脂３と、の境界となる部分の面積は上昇する。即ち、基板６および半導体素子１と、樹脂３と、の密着面積は、上昇する。
【０１６０】
また、図３１（ｂ）は、同図（ａ）に示す半導体装置における、間隙４０および凹凸４１を含む領域３１０の拡大図である。
【０１６１】
流動補助パターン９および１０により形成される凹凸４１における凹部４１´には、間隙４０に充填された樹脂３が入り込む。これにより、間隙４０の近傍では、アンカー効果と呼ばれる、物理的な密着力が発生する。このアンカー効果は、樹脂３の硬化後において、半導体素子１に伸長方向の力２１を発生させると共に、基板６およびソルダーレジスト５に発生する圧縮方向の力２２に起因する、せん断応力による剥離を、基板６及びソルダーレジスト５と、樹脂３と、の境界、さらには、半導体素子１と樹脂３との境界に発生させるが、凹凸４１が形成されることで、各境界となる部分の面積増加による密着面積増加、および、横方向（伸長方向の力２１および圧縮方向の力２２に対して平行となる方向）の力に対する耐力が向上するため、基板６およびソルダーレジスト５と、樹脂３と、の境界、および、半導体素子１と樹脂３との境界における上記剥離を防止することができる。結果、半導体装置は、長寿命化させることができる。
【０１６２】
図３２（ａ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、別の基板６の構成を示す平面図である。図３２（ｂ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、別の半導体素子１の構成を示す平面図である。図３２（ｃ）は、同図（ａ）の領域３２０および同図（ｂ）の領域３２１の拡大図であり、本発明に係る間隙４０の寸法を説明する図である。
【０１６３】
図３３は、図２に示す半導体装置の断面図において、本発明に係る間隙４０の寸法を説明する図である。
【０１６４】
図３２（ａ）に示す基板６に形成された流動補助パターン９、および、図３２（ｂ）に示す半導体素子１に形成された流動補助パターン１０は、基板６に形成された配線パターン４と、半導体素子１に形成された電極２と、が、フェイスダウン実装方式により接続されたときに、全ての方向における間隙４０の寸法が、樹脂３に混入されているフィラーの直径の２倍を超える寸法となるように形成されている。
【０１６５】
換言すれば、間隙４０の寸法は、少なくとも以下のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の３方向において、フィラーの直径の２倍を超える寸法となるように形成されている。
【０１６６】
・半導体装置の上面に平行であるＸ方向（図３２（ｃ）および図３３参照）。
【０１６７】
・半導体装置の上面に平行であり、かつ、Ｘ方向と直交するＹ方向（図３２（ｃ）参照）。
【０１６８】
・半導体装置の上面に対して垂直となるＺ方向（図３３参照）。
【０１６９】
なお、具体的に、Ｘ方向またはＹ方向に係る間隙４０の寸法としては、隣り合う複数個の流動補助パターン９同士の間隔、隣り合う複数個の流動補助パターン１０同士の間隔、流動補助パターン９と流動補助パターン１０との間隔、流動補助パターン９と配線パターン４との間隔、流動補助パターン９とソルダーレジスト５との間隔、流動補助パターン９または１０と電極２間との間隔等が挙げられる。
【０１７０】
また、具体的に、Ｚ方向に係る間隙４０の寸法としては、流動補助パターン９と流動補助パターン１０との間隔、流動補助パターン１０と基板６との間隔、流動補助パターン１０と配線パターン４との間隔、流動補助パターン９または１０とソルダーレジスト５との間隔、流動補助パターン９と半導体素子１との間隔等が挙げられる。
【０１７１】
ここで、流動補助パターン９および１０は例えば、樹脂吐出方向に対して略平行に延びる複数の突起が、Ｘ方向およびＹ方向に関して、行列をなすように構成するのが好ましい（図３２（ａ）および（ｂ）参照）。
【０１７２】
本発明に係る半導体装置は、間隙４０に、流動補助パターンを９および／または１０を形成して、間隙４０を狭小化することで、効果を得るものであり、間隙４０は、小さければ小さいほどに、その効果が大きくなる。
【０１７３】
しかしながら、間隙４０は、小さくしすぎると、充填すべき樹脂３に混入されたフィラーの動きを制限してしまい、これにより、本発明に係る半導体装置では、樹脂３の充填が不完全となる虞があると共に、所望の曲げ弾性率を得ることができず、接続部分に加わる応力を、分散および減少させることが困難となる虞がある。
【０１７４】
そこで、間隙４０は、全ての方向における寸法（特に、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向）が、フィラーの直径の２倍を超える寸法とすることで、フィラーの動きに制限を与えることなく、樹脂３の充填を行うことができるため、結果的に、本発明に係る半導体装置では、樹脂充填率をさらに向上させることができる。
【０１７５】
下記〔表１〕には、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において、間隙４０の寸法を適宜設定した場合における、樹脂３の未充填発生率（間隙４０において、充填が不完全である部分が発生する可能性）を示している。
【０１７６】
【表１】
2010021471.tif 000003
【０１７７】
〔表１〕に示すとおり、間隙４０の寸法が、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において、フィラーの直径と同一である場合、樹脂３の未充填発生率は９０％以上（９３．７％）と、非常に高くなっている。
【０１７８】
一方、間隙４０の寸法が、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において、フィラーの直径の２倍である場合、樹脂３の未充填発生率は２．８％と、大幅に低減される。
【０１７９】
さらに、間隙４０の寸法が、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において、フィラーの直径の３倍以上（〔表１〕では、３倍および４倍の場合のみ示している）である場合、樹脂３の未充填発生率は０％となっている。即ち、間隙４０の寸法が、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において、フィラーの直径の３倍以上である場合、間隙４０において、充填が不完全である部分が発生していないことが分かる。
【０１８０】
図３４は、図２に示す半導体装置において、基板６と半導体素子１との両方に流動補助パターン９および１０を形成することによる作用効果を説明する図であり、図３４（ａ）は、半導体素子１の平面図、図３４（ｂ）は、同図（ａ）における、流動補助パターン１０と電極２とが近接している部分３４０の拡大図である。
【０１８１】
図２に示す半導体装置では、基板６に流動補助パターン９を、半導体素子１に流動補助パターン１０を、それぞれ形成している。
【０１８２】
ここで、基板６に形成された流動補助パターン９は、上述したとおり、基板６と半導体素子１との間隙４０に位置していない領域２３（図３５参照）、即ち、半導体素子搭載領域７の近傍の領域に該当する外周部樹脂塗布領域８で、樹脂３の流動を促進することできる。
【０１８３】
ところで、樹脂３は、複数個の電極２の配列に沿って流動することとなる。但し、基板６に流動補助パターン９を形成した場合において、流動補助パターン９と電極２との間隔は、半導体素子１と基板６との実装段階における位置ズレに起因して、その寸法が変動する虞があり、この結果、該間隔は、フィラーの直径の２倍を超える寸法を確保することが困難になる虞がある。
【０１８４】
一方、半導体素子１に流動補助パターン１０を形成した場合において、流動補助パターン１０と半導体素子１の電極２との間隔である、間隔Ｘ（Ｘ方向）およびＹ（Ｙ方向）は、位置ズレの影響をうけない（即ち、位置ズレに拘らず、これらの間隔は一定となる）ため、所望の間隙４０の寸法を確実に設定することが可能となる。
【０１８５】
従って、流動補助パターン９または１０のいずれか一方のみを形成するよりも、樹脂３の流動を更に促進することができ、樹脂３の充填が不完全である部分が発生しなくなる。
【０１８６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本発明は、配線パターンを形成した基板と、半導体素子と、を、互いに向かい合わせて接続する、半導体装置および半導体装置の製造方法として、好適に利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】図１（ａ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図２に示す基板の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、同半導体装置の構成要素となる、図２に示す半導体素子の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る流動補助突起部を形成することが可能な、基板の領域を示す平面図である。
【図４】本発明に係る流動補助突起部を形成することが可能な、半導体素子の領域を示す平面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図６に示す基板の構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は、同半導体装置の構成要素となる、図６に示す半導体素子の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、図８に示す基板の構成を示す平面図であり、図７（ｂ）は、同半導体装置の構成要素となる、図８に示す半導体素子の構成を示す平面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第一製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板に配線パターンを形成する工程を示す平面図であり、図９（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ´線における矢視断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の第一製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板にソルダーレジストを被覆する工程を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ´線における矢視断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の第一製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板に流動補助突起部を形成する工程を示す平面図であり、図１１（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ´線における矢視断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、流動補助突起部の幅と長さとの関係を示す図であり、図１２（ｂ）は、流動補助突起部の好ましい、樹脂の流動方向に対する角度を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の第二製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板に配線パターンを形成する工程を示す平面図であり、図１３（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ´線における矢視断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、本発明の第二製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板に流動補助突起部を形成する工程を示す平面図であり、図１４（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ´線における矢視断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、本発明の第三製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板に配線パターンを形成する工程を示す平面図であり、図１５（ｂ）は、同図（ａ）のＣ−Ｃ´線における矢視断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、本発明の第三製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板に流動補助突起部を形成する工程を示す平面図であり、図１６（ｂ）は、同図（ａ）のＣ−Ｃ´線における矢視断面図である。
【図１７】図１７（ａ）は、本発明の第四製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板に配線パターンを形成する工程を示す平面図であり、図１７（ｂ）は、同図（ａ）のＤ−Ｄ´線における矢視断面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、本発明の第四製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、基板に流動補助突起部を形成する工程を示す平面図であり、図１８（ｂ）は、同図（ａ）のＤ−Ｄ´線における矢視断面図である。
【図１９】図１９（ａ）は、本発明の第五製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、半導体素子に電極を形成する工程を示す平面図であり、図１９（ｂ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ´線における矢視断面図である。
【図２０】図２０（ａ）は、本発明の第五製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、半導体素子に樹脂塗布用マスクを配置する工程を示す平面図であり、図２０（ｂ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ´線における矢視断面図である。
【図２１】図２１（ａ）は、本発明の第五製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、半導体素子に樹脂を塗布する工程を示す平面図であり、図２１（ｂ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ´線における矢視断面図である。
【図２２】図２２（ａ）は、本発明の第五製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、樹脂塗布用マスクを除去する工程を示す平面図であり、図２２（ｂ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ´線における矢視断面図である。
【図２３】図２３（ａ）は、本発明の第六製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、半導体素子に電極を形成する工程を示す平面図であり、図２３（ｂ）は、同図（ａ）のＦ−Ｆ´線における矢視断面図である。
【図２４】図２４（ａ）は、本発明の第六製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、半導体素子に有機物からなる薄膜を被覆する工程を示す平面図であり、図２４（ｂ）は、同図（ａ）のＦ−Ｆ´線における矢視断面図である。
【図２５】図２５（ａ）は、本発明の第六製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、有機物からなる薄膜を除去する工程を示す平面図であり、図２５（ｂ）は、同図（ａ）のＦ−Ｆ´線における矢視断面図である。
【図２６】図２６（ａ）は、本発明の第六製造方法に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、マスクを除去する工程を示す平面図であり、図２６（ｂ）は、同図（ａ）のＦ−Ｆ´線における矢視断面図である。
【図２７】本発明のさらに別の実施形態に係る半導体装置（半導体装置モジュールの形態）の構成を示す断面図である。
【図２８】流動補助突起部を有している基板に形成された配線パターンと、流動補助突起部を有している半導体素子に形成された電極と、を金属接合により接続する要領を示す断面図である。
【図２９】図２９（ａ）〜（ｄ）は、流動補助突起部の、形状の一例を示す平面図である。
【図３０】図２９（ａ）〜（ｄ）に示す流動補助突起部において、樹脂吐出方向に対して、垂直となる壁部が存在しないことを説明する図である。
【図３１】図３１（ａ）は、図２に示す半導体装置の別の断面図であり、図３１（ｂ）は、同図（ａ）に示す半導体装置における、間隙を含む領域の拡大図である。
【図３２】図３２（ａ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、別の基板の構成を示す平面図であり、図３２（ｂ）は、本発明に係る半導体装置の構成要素となる、別の半導体素子の構成を示す平面図であり、図３２（ｃ）は、同図（ａ）および（ｂ）において、本発明に係る間隙の寸法を説明する図である。
【図３３】図２に示す半導体装置の断面図において、本発明に係る間隙の寸法を説明する図である。
【図３４】図２に示す半導体装置において、基板と半導体素子との両方に流動補助突起部を形成することによる作用効果を説明する図であり、図３４（ａ）は、半導体素子の平面図、図３４（ｂ）は、同図（ａ）における、流動補助突起部と電極とが近接している部分の拡大図である。
【図３５】図２に示す半導体装置において、基板と半導体素子との間隙に位置していない領域であって、樹脂の流動を促進することできる領域を示す断面図である。
【図３６】本発明に係る半導体装置に対する前提となる、従来技術に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図３７】流動補助突起部を形成した半導体素子の電極の組成、および、流動補助突起部を形成した基板の配線パターンの表面処理の組成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１  半導体素子
２  電極
３  樹脂
４  配線パターン
６  基板
７  半導体素子搭載領域（素子搭載領域）
８  外周部樹脂塗布領域
９  流動補助パターン（流動補助突起部）
１０  流動補助パターン（流動補助突起部）
１２  樹脂
１４  薄膜
１６  電子部品
１７  金、銅、ニッケル、および鉛フリーはんだのいずれかで形成された電極
１８  錫、金、銅、ニッケル、鉛フリーはんだ、およびプリフラックスのいずれかで形成された配線パターン
４０  間隙
【図１】
2010021471.tif 000004
【図２】
2010021471.tif 000005
【図３】
2010021471.tif 000006
【図４】
2010021471.tif 000007
【図５】
2010021471.tif 000008
【図６】
2010021471.tif 000009
【図７】
2010021471.tif 000010
【図８】
2010021471.tif 000011
【図９】
2010021471.tif 000012
【図１０】
2010021471.tif 000013
【図１１】
2010021471.tif 000014
【図１２】
2010021471.tif 000015
【図１３】
2010021471.tif 000016
【図１４】
2010021471.tif 000017
【図１５】
2010021471.tif 000018
【図１６】
2010021471.tif 000019
【図１７】
2010021471.tif 000020
【図１８】
2010021471.tif 000021
【図１９】
2010021471.tif 000022
【図２０】
2010021471.tif 000023
【図２１】
2010021471.tif 000024
【図２２】
2010021471.tif 000025
【図２３】
2010021471.tif 000026
【図２４】
2010021471.tif 000027
【図２５】
2010021471.tif 000028
【図２６】
2010021471.tif 000029
【図２７】
2010021471.tif 000030
【図２８】
2010021471.tif 000031
【図２９】
2010021471.tif 000032
【図３０】
2010021471.tif 000033
【図３１】
2010021471.tif 000034
【図３２】
2010021471.tif 000035
【図３３】
2010021471.tif 000036
【図３４】
2010021471.tif 000037
【図３５】
2010021471.tif 000038
【図３６】
2010021471.tif 000039
【図３７】
2010021471.tif 000040