(57)【要約】【課題】半導体チップの厚さに依存しないパッケージ積層構造を有する半導体装置、及び、アンダーフィル材の安定的な注入を可能とするパッケージ積層構造を有する半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置は、キャビティ構造を有する配線基板１と、キャビティ構造の底部に、下面に設けられた突起電極３を介して接続された半導体素子２と、半導体素子２とキャビティ構造の底部との間に、突起電極３を介して注入されたアンダーフィル材４とを有する下側半導体装置と、下側半導体装置の上に、はんだボール８を介して接続された上側半導体装置とを備える。下側半導体装置におけるキャビティ構造の底部と側壁との角部には、キャビティ構造の中央部に向かって、上部から下部にかけて広がるテーパー形状を有する傾斜部５が形成されている。【選択図】図１
2010212421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティ構造を有する配線基板と、
前記キャビティ構造の底部に、下面に設けられた突起電極を介して接続された半導体素子と、
前記半導体素子と前記キャビティ構造の底部との間に、前記突起電極を介して注入されたアンダーフィル材と、を有する第１の半導体装置と、
前記第１の半導体装置の上に、接続端子を介して接続された第２の半導体装置とを備え、
前記第１の半導体装置における前記キャビティ構造の底部と側壁との角部には、前記キャビティ構造の中央部に向かって、上部から下部にかけて広がるテーパー形状を有する傾斜部が形成されている、半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記傾斜部は、樹脂によって構成されている、半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記傾斜部は、前記配線基板の材料によって構成されている、半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置において、
前記傾斜部は、前記配線基板と一体化している、半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記アンダーフィル材は、前記傾斜部まで到達するように形成されている、半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記アンダーフィル材は、前記キャビティ構造の側壁までさらに到達するように形成されている、半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記アンダーフィル材は、前記キャビティ構造の開口領域を満たすようにさらに形成されている、半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記アンダーフィル材と前記傾斜部との間には、前記アンダーフィル材とは異なる材料が、前記アンダーフィル材及び前記傾斜部に到達するように形成されている、半導体装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置において、
前記アンダーフィル材とは異なる材料は、前記キャビティ構造の側壁までさらに到達するように形成されている、半導体装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置において、
前記アンダーフィル材とは異なる材料は、前記キャビティ構造の開口領域を満たすようにさらに形成されている、半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記半導体素子の四辺の各辺と、該各辺とそれぞれ対抗する前記キャビティ構造の各側壁との間における構造は、互いに同じ構造である、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体装置が積層してなる構造体とその構造体を構成する個々の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に伴い、それに搭載又は実装される半導体装置もまた、小型化及び高密度化が強く求められている。その要求に伴い、半導体装置の下部全面に亘って外部端子が格子状に配置されたＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）と呼ばれるパッケージ、又はＢＧＡよりも狭ピッチに外部端子が配置されて且つＢＧＡよりも小型化されたＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）と呼ばれるパッケージを用いることが主流となってきている。
【０００３】
一方で、近年においては、更なる小型化及び高密度化のために、上記ＣＳＰが積層された構造の積層型パッケージが用いられる場合も見受けられる。この積層型パッケージは、一般にパッケージ・オン・パッケージ（ＰｏＰ：Ｐａｃｋａｇｅ  ｏｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）と称され、今後の高密度実装形態の一方法としてメジャーな存在となりつつある。また、積層型パッケージは、下のパッケージの上面に電極を配置することにより積層が可能となるので、従来のパッケージ構造をベースにさまざまな形態が考案されている。
【０００４】
例えば、フリップチップによって半導体素子が実装され、フリップチップ実装を用いた構造の特徴であるパッケージの高さが低いことを活かして、パッケージ積層を可能とした構造（例えば特許文献１参照）、パッケージ間の接合高さを極力低くするため、フリップチップ構造とキャビティー構造とを用いて、パッケージ積層を可能とした構造（例えば特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特許第４０８６６５７号
【特許文献２】特許第４０２２４０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来のパッケージの構造では、パッケージの低背化、並びに、パッケージ間の接合部の多端子化に伴う狭ピッチ及び微小端子化という近年の傾向に対して、接続の信頼性を含めて、問題が下記のように生じる。
【０００６】
具体的には、積層パッケージ間の接合において、現在は０．６５ｍｍの端子ピッチで３００μｍの直径を有するはんだボールを用いるのが一般的である。この場合、パッケージ積層時における上側のパッケージのスタンドオフは、溶融及び変形によって低下し、最小２３０μｍ程度である。
【０００７】
しかしながら、今後、パッケージ間の接合部の多端子化に伴い、端子ピッチは０．５０ｍｍ、そして０．４０ｍｍと言ったように、狭ピッチ化されていく。例えば、０．４０ｍｍの端子ピッチの場合には、２００μｍ程度の直径を有するはんだボールを用いることになり、パッケージ積層時のスタンドオフは、最小１００μｍ程度になることが予想される。
【０００８】
こうなると、上記特許文献１のようなパッケージの構造では、半導体チップの厚さを極限まで薄くすることが求められる。具体的には、０．４０ｍｍの端子ピッチの場合における最小１００μｍのスタンドオフに対応しようとすると、半導体チップの厚さは５０μｍ程度にする必要がある。なぜなら、上下のパッケージが積層時に反ってしまった時に互いに接触するのを避けるためには、パッケージ間に２０μｍ程度のクリアランスが必要である結果、フリップチップ時の接合高さを３０μｍとした時に許される半導体チップの厚さは５０μｍとなるからである。また、フリップチップ実装では、電気的接合の後、接続の信頼性を確保するために、接合部の隙間にアンダーフィル材と呼ばれるエポキシ樹脂を注入することが一般的である。このため、接合高さが低いとエポキシ樹脂の注入性が低下するので、エポキシ樹脂を注入するためには３０μｍ程度の接続高さが必要である。一般に、フリップチップ実装のための突起電極があらかじめ半導体チップに形成された状態で、研削砥石等により該半導体チップの厚さを所定の厚さに形成する。このため、高さが３０μｍの突起電極を有する半導体チップの厚さを５０μｍまで研削するには、研削後の厚さの６０％を超える段差を吸収して研削する必要があるが、技術的に困難であって、半導体チップが割れてしまい事実上不可能でもある。一般に、現在の技術で容易に対応できる突起電極を有する半導体チップの研削後の厚さとしては、突起電極の高さの４倍程度であるため、３０μｍの高さの突起電極を有する半導体チップの厚さは、１２０μｍとなる。
【０００９】
従って、上記特許文献１のパッケージの構造では、半導体チップの厚さ１２０μｍ、接続高さ３０μｍとすることが、現状の技術的限界である。そして、トータルの高さ１５０μｍは、現状の積層パッケージ間の接合において、０．６５ｍｍの端子ピッチで３００μｍの直径を有するはんだボールを用い、最小２３０μｍ程度のスタンドオフになる場合、積層時のクリアランス上、問題のない値である。しかしながら、今後予想される０．４０ｍｍの端子ピッチとなれば、２００μｍ程度のはんだボールを用いることになり、パッケージ積層時のスタンドオフが最小１００μｍ程度の構造となるとき、現状の技術のみでは積層不可能となる。
【００１０】
一方、上記特許文献２においては、基板がキャビティー構造であるため、パッケージ間におけるクリアランスの問題は発生し得ない結果、上記特許文献１に対する上記の問題は発生しない。しかしながら、下記のように別の問題が発生する可能性が高い。
【００１１】
上述のように、上下のパッケージ間の多端子化において、接続部は微小端子化される。従って、接続部の強度として、端子接続の状態のままでは強度が足りず、落下衝撃、及び熱履歴等により、半導体装置が破壊に至るという懸念が増大する。この点、上記特許文献２のパッケージ構造では、キャビティーの底部に何ら対策が講じられておらず、アンダーフィル注入時に未充填領域及びエアーの巻き込みが発生しやすい構造である。このため、実際に安定的にアンダーフィル材をパッケージ間に注入することは困難である。
【００１２】
前記に鑑み、本発明の目的は、半導体チップの厚さに依存しないパッケージ積層構造を有する半導体装置、及び、アンダーフィル材の安定的な注入を可能とするパッケージ積層構造を有する半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明の一形態に係る半導体装置は、キャビティ構造を有する配線基板と、キャビティ構造の底部に、下面に設けられた突起電極を介して接続された半導体素子と、半導体素子とキャビティ構造の底部との間に、突起電極を介して注入されたアンダーフィル材と、を有する第１の半導体装置と、第１の半導体装置の上に、接続端子を介して接続された第２の半導体装置とを備え、第１の半導体装置におけるキャビティ構造の底部と側壁との角部には、キャビティ構造の中央部に向かって、上部から下部にかけて広がるテーパー形状を有する傾斜部が形成されている。
【００１４】
本発明の一形態に係る半導体装置において、傾斜部は、樹脂によって構成されていてもよい。
【００１５】
本発明の一形態に係る半導体装置において、傾斜部は、配線基板の材料によって構成されていてもよい。
【００１６】
この場合、傾斜部は、配線基板と一体化していてもよい。
【００１７】
本発明の一形態に係る半導体装置において、アンダーフィル材は、傾斜部まで到達するように形成されていることが好ましい。
【００１８】
本発明の一形態に係る半導体装置において、アンダーフィル材は、キャビティ構造の側壁までさらに到達するように形成されていることが好ましい。
【００１９】
本発明の一形態に係る半導体装置において、アンダーフィル材は、キャビティ構造の開口領域を満たすようにさらに形成されていることが好ましい。
【００２０】
本発明の一形態に係る半導体装置において、アンダーフィル材と傾斜部との間には、アンダーフィル材とは異なる材料が、アンダーフィル材及び傾斜部に到達するように形成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明の一形態に係る半導体装置において、アンダーフィル材とは異なる材料は、キャビティ構造の側壁までさらに到達するように形成されていることが好ましい。
【００２２】
本発明の一形態に係る半導体装置において、アンダーフィル材とは異なる材料は、キャビティ構造の開口領域を満たすようにさらに形成されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の一形態に係る半導体装置において、半導体素子の四辺の各辺と、該各辺とそれぞれ対抗するキャビティ構造の各側壁との間における構造は、互いに同じ構造であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の好ましい形態によれば、今後のパッケージ形態のトレンドである、パッケージの低背化、パッケージ間の接合部の多端子化の伴う狭ピッチ及び微小端子化において、現状の半導体素子の厚さを薄化させることのできる技術の範囲で実現可能な、信頼性が高い積層構造を有する半導体装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、下側半導体装置（第１の半導体装置）と上側半導体装置（第２の半導体装置）とによって構成されている。
【００２８】
具体的には、下側半導体装置は、下面にはんだボール６を有すると共に、配線基板１ａ及び中央部を開口する枠状の配線基板１ｂからなり、キャビティ構造を有する配線基板１を備えている。また、該配線基板１のキャビティ構造における底部に露出する配線基板１ａの上面中央部にアンダーフィル材４を介して搭載され、下面に突起電極３を有する半導体素子（半導体チップ）２を備えている。さらに、配線基板１のキャビティ構造の側壁底部であって、配線基板１ａの上面と配線基板１ｂの側壁とが交差する角部には、半導体素子２が存在する中央部に向かって、上部から下部にかけて広がるテーパー形状を有する樹脂からなる傾斜部５が形成されている。
【００２９】
一方、上側半導体装置は、図示しない半導体素子を内蔵するボディー部７と下面に形成されたはんだボール８とを備えている。そして、上記下側半導体装置と上側半導体装置との間には、アンダーフィル材９が充填されている。
【００３０】
以上の本実施形態の構造によると、配線基板１のキャビティ構造における開口深さを任意に調整することにより、半導体素子２の厚さ及び上側半導体装置のはんだボール８にて形成されるスタンドオフに依存することなく、半導体素子の積層が可能となる。
【００３１】
また、配線基板１のキャビティー構造の底部角部には、上記テーパー形状を有する傾斜部５が形成されているため、下側半導体装置と上側半導体装置との間に注入されるアンダーフィル材９は、未充填領域及びエアの巻き込みが発生することなく充填がなされる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００３３】
図２に示す本実施形態に係る半導体装置の構造は、上記図１に示した半導体装置の構造と比較すると、配線基板１ａと配線基板１ｂとの間に貼り合わせ材１０を介在させていると共に、それにより、図１の傾斜部５と同様の傾斜部１０ａが貼り合わせ材１０から構成されている点で異なっており、その他は同様である。なお、同様の部分における重複する説明は繰り返さない。
【００３４】
以上の本実施形態の構造によると、上記第１の実施形態に係る半導体装置と同様の効果が得られると共に、下記で説明するように、該半導体装置の製造方法における工程数の削減が可能となる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、通常のキャビティー構造ではない配線基板を２つ準備する。具体的には、一方は下側を構成する配線基板１ａであり、他方は上側を構成するキャビティー構造を形成するための枠状の配線基板１ｂである。なお、配線基板１ｂの枠状の形状は、金型等で打ち抜かれてなるものであって、例えば額縁状の形状とも言える。
【００３７】
次に、配線基板１ａと配線基板１ｂとを貼り合わせることにより、キャビティー構造を有する配線基板１を形成する。ここで、配線基板１ａと配線基板１ｂとを貼り合わせる際に、配線基板１ｂの枠状の内部に貼り合わせ材をはみ出させることにより、上述したように、配線基板１ａの上面と配線基板１ｂの側壁とが交差する角部に、半導体素子２が存在する中央部に向かって、上部から下部にかけて広がるテーパー形状を有する貼り合わせ材からなる傾斜部１０ａが形成される。
【００３８】
その後の工程は、配線基板１のキャビティ構造における底部に露出する配線基板１ａの上面中央部に、下面に有する突起電極３を介して半導体素子２をフリップチップ接続し、配線基板１ａと半導体素子２との間にアンダーフィル材４を注入する。さらに、このようにして形成された下側半導体装置に、図示しない半導体素子を内蔵するボディー部７と下面に形成されたはんだボール８とを有する上側半導体装置を搭載し、アンダーフィル材９を下側半導体装置と上側半導体装置との間に充填する。
【００３９】
なお、図１に示した第１の実施形態の半導体装置の製造方法は、第１の実施形態ではその詳細を説明していないが、キャビティ構造の配線基板１を形成した後に、配線基板１ａの上面と配線基板１ｂの側壁とが交差する角部に、別途、傾斜部５を形成する工程を有する以外は、上述した本実施形態の製造方法と同様である。
【００４０】
本実施形態の製造方法によると、第１の実施形態のように新たな工程を付加することなく傾斜部１０ａを形成することができる。また、配線基板１ａの上面と配線基板１ｂの側壁とが交差する角部には傾斜部１０ａが形成されているため、その後、アンダーフィル材９を充填する際には、第１の実施形態の製造方法と同様に、未充填領域及びエアの巻き込みの発生なくアンダーフィル材９を充填することができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００４２】
図３に示す本実施形態に係る半導体装置の構造は、上記図１に示した半導体装置の構造と比較すると、配線基板１ｂの上にレジスト材１１が塗布されていると共に、それにより、図１の傾斜部５と同様の傾斜部１１ａがレジスト材１１から構成されている点で異なっており、その他は同様である。なお、同様の部分における重複する説明は繰り返さない。
【００４３】
以上の本実施形態の構造によると、上記第１の実施形態に係る半導体装置と同様の効果が得られると共に、下記で説明するように、該半導体装置の製造方法における工程数の削減が可能となる。
【００４４】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００４５】
まず、上記第２の実施形態で説明した工程と同様にして、配線基板１ａと配線基板１ｂとからなるキャビティー構造を有する配線基板１を形成する。
【００４６】
次に、配線基板１を構成する配線基板１ｂの上面に、液状のレジスト材１１を塗布する。ここで、液状のレジスト材１１を用いていることにより、配線基板１ａの上面と配線基板１ｂの側壁とが交差する角部にレジスト材１１が溜まり、該角部にレジスト材１１からなる傾斜部１１ａが形成される。ここで、通常、このようなパッケージに用いる配線基板１ａには表面処理としてレジストが塗布される。したがって、このようにレジストを必要とする構成の場合に、液状のレジスト材１１を用いて、表層部から底部へレジストをあえて垂れさせることで、新規な工程を追加することなく、傾斜部１１ａが形成される。なお、その後の工程は、上記第２の実施形態で説明した工程と同様である。
【００４７】
本実施形態の製造方法によると、第１の実施形態のように新たな工程を付加することなく傾斜部１１ａを形成することができる。また、配線基板１ａの上面と配線基板１ｂの側壁とが交差する角部には傾斜部１１ａが形成されているため、その後、アンダーフィル材９を充填する際には、第１の実施形態の製造方法と同様に、未充填領域及びエアの巻き込みの発生なくアンダーフィル材９を充填することができる。
【００４８】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００４９】
図４に示す本実施形態に係る半導体装置の構造は、上記図１に示した半導体装置の構造と比較すると、配線基板１ａと下面に突起電極３を有する半導体素子２との隙間に注入されたアンダーフィル材４が、半導体素子２の下面からはみ出してキャビティ構造の底部（配線基板１ａの上面）に濡れ広がり、傾斜部５を乗り越えてキャビティ構造の側壁（配線基板１ｂの側壁）まで到達している点で異なっており、その他は同様である。なお、同様の部分における重複する説明は繰り返さない。
【００５０】
以上の本実施形態の構造によると、上記第１の実施形態に係る半導体装置と同様の効果が得られる上に、傾斜部５と配線基板１ａの上面及び配線基板１ｂの側壁との段差がより緩和されるため、アンダーフィル材９は、未充填領域及びエアの巻き込みの発生を確実に防いで充填がなされる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００５２】
まず、上記第２の実施形態で説明した工程と同様にして、配線基板１ａと配線基板１ｂとからなるキャビティー構造を有する配線基板１を形成する。
【００５３】
次に、配線基板１のキャビティ構造における底部に露出する配線基板１ａの上面中央部に、下面に有する突起電極３を介して半導体素子２をフリップチップ接続する。続いて、配線基板１ａと半導体素子２との間に、配線基板１ａと半導体素子２との間における突起電極３によって形成された隙間に対して充分多い量のアンダーフィル材４を注入する。このようにすると、アンダーフィル材４は、半導体素子２の下面からはみ出してキャビティ構造の底部に濡れ広がり、傾斜部５を乗り越えてキャビティ構造の側壁まで到達するように形成される。なお、その後の工程は、上記第２の実施形態で説明した工程と同様である。
【００５４】
本実施形態の製造方法によると、アンダーフィル材４によって、傾斜部５と配線基板１ａの上面及び配線基板１ｂの側壁との段差がより緩和されるため、新たな工程を追加することなく、アンダーフィル材９を未充填領域及びエアの巻き込みの発生を確実に防いで充填することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、アンダーフィル材４を、半導体素子２の下面からはみ出してキャビティ構造の底部に濡れ広がり、キャビティ構造の側壁まで到達するように形成している。このため、配線基板１ａの上面と配線基板１ｂの側壁とが交差する角部において、アンダーフィル材４が傾斜部５と同様の機能を果たすことができるので、本実施形態において、傾斜部５を設けない構造としても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００５７】
図５に示す本実施形態に係る半導体装置の構造は、上記図４に示した半導体装置の構造と比較すると、配線基板１ａと下面に突起電極３を有する半導体素子２との隙間に注入されたアンダーフィル材４が、半導体素子２の下面からはみ出してキャビティ構造の底部（配線基板１ａの上面）に濡れ広がり、傾斜部５のテーパー形状底部まで到達している点で異なっており、その他は同様である。なお、同様の部分における重複する説明は繰り返さない。
【００５８】
以上の本実施形態の構造によると、上記第１の実施形態に係る半導体装置と同様の効果が得られる上に、傾斜部５と配線基板１ａの上面との段差がより緩和されるため、アンダーフィル材９は、未充填領域及びエアの巻き込みの発生を確実に防いで充填がなされる。また、上記第４の実施形態とは異なり、高価なアンダーフィル材４の使用を最小限に抑えながら、上記効果を実現することができる。
【００５９】
なお、本実施形態の製造方法では、上記第４の実施形態における半導体装置の製造方法のアンダーフィル材４を注入する工程において、配線基板１ａと半導体素子２との間に、配線基板１ａと半導体素子２との間における突起電極３によって形成された隙間に対して傾斜部５にまで到達する程度の量のアンダーフィル材４を注入するとよい。このようにすると、新たな工程を追加することなく上記本実施形態の構造による効果を実現できる。なお、その他の工程は、上記第４の実施形態での説明と同様である。
【００６０】
（第６の実施形態）
図６は、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００６１】
図６に示す本実施形態に係る半導体装置の構造は、上記図１に示した半導体装置の構造と比較すると、配線基板１ｂの上に、配線基板１ａと下面に突起電極３を有する半導体素子２との隙間に注入されたアンダーフィル材４の端部と、傾斜部５とを覆い、キャビティ構造の側壁まで到達するように、配線基板１材料及びアンダーフィル材料４とは異なる材料からなる樹脂１２が形成されている点で異なっており、その他は同様である。なお、同様の部分における重複する説明は繰り返さない。
【００６２】
以上の本実施形態の構造によると、上記第１の実施形態に係る半導体装置と同様の効果が得られる上に、傾斜部５と配線基板１ａの上面及び配線基板１ｂの側壁との段差がより緩和されるため、アンダーフィル材９は、未充填領域及びエアの巻き込みの発生を確実に防いで充填がなされる。
【００６３】
さらに、フリップチップ構造を用いた構成の半導体装置の場合、配線基板１材料と半導体素子２とアンダーフィル材４の熱膨張係数のミスマッチにより熱時に反りやすい構造であって、一般的にアンダーフィル材４が熱膨張係数が最大の材料となるため、上記第４の実施形態の構造の場合には熱挙動が大きく、上側半導体装置と下側半導体装置との積層が容易ではない場合が想定される。しかしながら、本実施形態では、樹脂１２が、配線基板１材料及びアンダーフィル材料４とは異なる材料であって、例えばアンダーフィル材４よりも熱膨張係数が小さい樹脂から構成されることにより、熱挙動による上記問題の発生を抑制しながら、未充填領域及びエアの巻き込みの発生を確実に防ぐことができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、樹脂１２を、アンダーフィル材４の端部と傾斜部５とを覆うように形成している。このため、配線基板１ａの上面と配線基板１ｂの側壁とが交差する角部において、樹脂１２が傾斜部５と同様の機能を果たすことができるので、本実施形態において、傾斜部５を設けない構造としても、本実施形態の上記効果と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の製造方法では、アンダーフィル材４の注入及び傾斜部５の形成の後に、樹脂１２を形成する工程を設ければよく、その他の工程は、第２の実施形態での説明と同様である。
【００６５】
（第７の実施形態）
図７は、本発明の第７の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００６６】
図７に示す本実施形態に係る半導体装置の構造は、上記図４に示した半導体装置の構造と比較すると、配線基板１ａと下面に突起電極３を有する半導体素子２との隙間に注入されたアンダーフィル材４が、半導体素子２の下面からはみ出してキャビティ構造の底部（配線基板１ａの上面）に濡れ広がり、そして傾斜部５を覆い、さらにはキャビティ構造の開口部分を満たすように形成されている点で異なっており、その他は同様である。なお、同様の部分における重複する説明は繰り返さない。
【００６７】
以上の本実施形態の構造によると、アンダーフィル材４によって傾斜部５と配線基板１ａの上面及び配線基板１ｂの側壁との段差が実質的になくなるため、アンダーフィル材９の充填において未充填領域及びエアの巻き込みの発生がない。
【００６８】
また、本実施形態の製造方法では、上記第４の実施形態における半導体装置の製造方法のアンダーフィル材４を注入する工程において、配線基板１ａと半導体素子２との間に注入するアンダーフィル材４の量として、例えばキャビティー構造の開口領域の体積から半導体素子２の体積を差し引いた量に設定する。これにより、アンダーフィル材４が、半導体素子２の下面からはみ出してキャビティ構造の底部（配線基板１ａの上面）に濡れ広がり、そして傾斜部５を覆い、さらにはキャビティ構造の開口部分を満たすように形成される。このようにすると、新たな工程を追加することなく上記本実施形態の構造による効果を実現できる。なお、その他の工程は、上記第４の実施形態での説明と同様である。
【００６９】
なお、本実施形態では、アンダーフィル材４をキャビティ構造の開口領域を満たすように形成している。このため、本実施形態において、傾斜部５を設けない構造としても、本実施形態の上記効果と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
（第８の実施形態）
図８は、本発明の第８の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００７１】
図８に示す本実施形態に係る半導体装置の構造は、上記図６に示した半導体装置の構造と比較すると、配線基板１ｂの上に、配線基板１ａと下面に突起電極３を有する半導体素子２との隙間に注入されたアンダーフィル材４の端部と、傾斜部５とを覆い、さらにはキャビティ構造の開口部分を満たすように、配線基板１材料及びアンダーフィル材料４とは異なる材料からなる樹脂１２が形成されている点で異なっており、その他は同様である。なお、同様の部分における重複する説明は繰り返さない。
【００７２】
以上の本実施形態の構造によると、キャビティ構造の開口領域を満たすように形成された樹脂１２により、傾斜部５と配線基板１ａの上面及び配線基板１ｂの側壁との段差が実質的になくなるため、アンダーフィル材９の充填において未充填領域及びエアの巻き込みの発生がない。
【００７３】
さらに、第６の実施形態での説明と同様に、本実施形態では、樹脂１２が、配線基板１材料及びアンダーフィル材料４とは異なる材料であって、例えばアンダーフィル材４よりも熱膨張係数が小さい樹脂から構成されることにより、熱挙動による上述した影響を抑制しながら、未充填領域及びエアの巻き込みの発生を確実に防ぐことができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、樹脂１２をキャビティ構造の開口領域を満たすように形成している。このため、本実施形態において、傾斜部５を設けない構造としても、本実施形態の上記効果と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の製造方法では、アンダーフィル材４の注入及び傾斜部５の形成の後に、樹脂１２を形成する工程を設ければよく、その他の工程は、第２の実施形態での説明と同様である。
【００７５】
（第９の実施形態）
図９は、本発明の第９の実施形態に係る半導体装置の構造断面図を示している。
【００７６】
図９に示す本実施形態に係る半導体装置の構造は、上記図１に示した半導体装置の構造と比較すると、配線基板１の一部の形状として傾斜部５を形成している点で異なっており、その他は同様である。なお、同様の部分における重複する説明は繰り返さない。
【００７７】
すなわち、枠状形状を有する配線基板１ｂの開口部に露出する側壁部分に、半導体素子２が存在する中央部に向かって、上部から下部にかけて広がるテーパー形状を有する傾斜部１ｃを配線基板１と一体的に設けている。
【００７８】
以上の本実施形態の構造によると、第１の実施形態での説明と同様に、配線基板１のキャビティ構造における開口深さを任意に調整することにより、半導体素子２の厚さ及び上側半導体装置のはんだボール８にて形成されるスタンドオフに依存することなく、半導体素子の積層が可能となる。また、配線基板１のキャビティー構造の底部角部には、上記テーパー形状を有する傾斜部１ｃが形成されているため、下側半導体装置と上側半導体装置との間に注入されるアンダーフィル材９は、未充填領域及びエアの巻き込みが発生することなく充填がなされる。
【００７９】
なお、上記第４〜第８の実施形態の構造は、本実施形態の構造に対しても適用可能であることは言うまでもない。
【００８０】
また、以上の第１〜第９の実施形態では、図上、キャビティ構造の開口部における互いに向かい合う二辺又はその一部に傾斜部（５、１０ａ、１１ａ又は１ｃ）を設けた構造とも解されるが、半導体素子２が配置されるキャビティ構造の開口部における四辺の底部角部のいずれにおいても傾斜部を設ける構造とすることがより効果的で好ましいし、また、これらに限定されるものではない。該四辺のいずれか一部分においてこの傾斜部を設ければ、上記効果が少なくとも得られることは言うまでもない。キャビティ構造の開口部における四辺の底部角部のすべてに傾斜部を設ける場合には、アンダーフィル又は充填樹脂のディスペンスを一方向のみからではなく、半導体素子２の周囲に描画する方法等を採用することが考えられ、また、これに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の半導体装置は、今後のパッケージの低背化、パッケージ間の接合部の多端子化に伴う狭ピッチ及び微小端子化にとって有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【図８】本発明の第８の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【図９】本発明の第９の実施形態に係る半導体装置の断面構造図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  キャビティ構造を有する配線基板
１ａ  下部の配線基板
１ｂ  枠状の配線基板
２  半導体素子
３  突起電極
４  アンダーフィル材
５  傾斜部
６  下側半導体装置のはんだボール
７  半導体素子を内蔵したボディー部
８  上側半導体装置のはんだボール
９  アンダーフィル材
１０  貼り合わせ材
１０ａ  傾斜部
１１  レジスト材
１１ａ  傾斜部
１２  樹脂
【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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【図８】
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【図９】
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