(57)【要約】【課題】樹脂から放出されるアウトガスの拡散を抑えた半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体基板１上に第１の樹脂層１０を備え、第１の樹脂層１０に、インダクタＬと、インダクタＬを覆う第２の樹脂層２０と、が設けられた半導体装置１００であって、第１の樹脂層１０は、平面視で第２の樹脂層２０を取り囲む凸部１１を有し、凸部１１の少なくとも一部が金属膜３０で覆われていることを特徴とする半導体装置１００とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に第１の樹脂層を備え、前記第１の樹脂層に、回路素子と、前記回路素子を覆う第２の樹脂層と、が設けられた半導体装置であって、
前記第１の樹脂層は、平面視で前記第２の樹脂層を取り囲む凸部を有し、前記凸部の少なくとも一部が金属膜で覆われていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記金属膜が、前記半導体基板に形成された回路及び前記第１の樹脂層に形成された前記回路素子の少なくとも一方に接続された接続端子であ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】
前記凸部が平面視で矩形の枠状であって、前記金属膜が前記凸部の角部以外の部分を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置が実装された基体と、を有し、
前記凸部が前記基体に当接することで前記第２の樹脂層が封止されていることを特徴とする実装構造体。
【請求項５】
前記基体に基体端子が設けられており、前記基体端子に前記凸部の前記金属膜が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の実装構造体。
【請求項６】
前記基体に前記半導体装置を実装する実装部が設けられており、前記実装部が前記凸部に当接することで前記第２の樹脂層が封止されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の実装構造体。
【請求項７】
前記実装部に実装部端子が設けられており、前記実装部端子に前記凸部の前記金属膜が接続されていることを特徴とする請求項６に記載の実装構造体。
【請求項８】
前記実装部が前記基体への設置面と垂直方向にＬ字状の断面形状を有する枠状であり、
前記凸部が前記実装部の内側の棚面に当接することで前記半導体装置が実装されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の実装構造体。
【請求項９】
前記基体に前記半導体装置とともに他の機能素子が収容されていることを特徴とする請求項４から請求項８の何れか１項に記載の実装構造体。
【請求項１０】
前記機能素子が表面弾性波素子であることを特徴とする請求項９に記載の実装構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、及び実装構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＣＳＰ（Waferlevel Chip Size Package）などの小型化されたパッケージを有する半導体装置は、半導体基板に形成された回路やインダクタなどの回路素子を覆う樹脂からなる封止膜が設けられており、封止膜の表面には、回路や回路素子と接続されたはんだボールが形成されている。（特許文献１を参照）
【特許文献１】特開２００５−１０８９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このような半導体装置が実装基板に実装されると、回路や回路素子を覆う樹脂が半導体装置周辺の空間に露出されるので、樹脂から放出されるアウトガスによって半導体装置周辺の素子が悪影響を受けるおそれがあった。
例えば、実装基板に半導体装置とともに表面弾性波（Surface Acoustic Wave）素子（ＳＡＷ素子）などの発振器が実装されていると、樹脂から放出されたアウトガスによって発振器の共振周波数がずれ、特性に悪影響を与えてしまう。
【０００４】
そこで本発明は、樹脂から放出されるアウトガスの拡散を抑えた半導体装置、及び半導体装置が実装された実装構造体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】
本発明の半導体装置は、半導体基板上に第１の樹脂層を備え、前記第１の樹脂層に、回路素子と、前記回路素子を覆う第２の樹脂層と、が設けられた半導体装置であって、前記第１の樹脂層は、前記第２の樹脂層を取り囲む凸部を有し、前記凸部の少なくとも一部が金属膜で覆われていることを特徴とする。
これにより、前記半導体装置を実装基板などに実装する際に、前記凸部を実装基板側に向けて前記半導体装置を実装すれば、前記凸部及び前記実装基板により前記第２の樹脂層を封止することができるので、前記第２の樹脂層から放出されるアウトガスの拡散を抑えた半導体装置を提供することができる。また、前記第１の樹脂層の表面の少なくとも一部が金属膜で覆われているので、前記第１の樹脂層からのアウトガスの放出も抑えることができる。
【０００６】
また、前記半導体装置において、前記金属膜が、前記半導体基板に形成された回路及び前記第１の樹脂層に形成された前記回路素子の少なくとも一方に接続された接続端子であることが好ましい。
これにより、前記金属膜を接続端子として機能させることができるので、前記回路または前記回路素子の端子に係る配線構造を簡略化した半導体装置とすることができる。
【０００７】
また、前記半導体装置において、前記凸部が平面視で矩形の枠状であって、前記金属膜が前記凸部の角部以外の部分を覆うように形成されていることが好ましい。
これにより、前記半導体装置が実装基板に接続された際に、前記第２の樹脂層を封止する空間から外部空間へ至る経路を長く設定することができるので、前記第２の樹脂層を封止する空間に溜まったアウトガスが拡散されにくい半導体装置とすることができる。
【０００８】
また、本発明の実装構造体は、本発明の半導体装置と、前記半導体装置が実装された基体と、を有し、前記凸部が前記基体に当接することで前記第２の樹脂層が封止されていることを特徴とする。
これにより、前記第２の樹脂層から放出されたアウトガスを前記凸部と前記基体とで形成された空間に閉じ込めることができるので、アウトガスの拡散を抑えた実装構造体を提供することができる。
【０００９】
また、前記実装構造体は、前記基体に基体端子が設けられており、前記基体端子に前記凸部の前記金属膜が接続されていることが好ましい。
これにより、前記凸部を介して前記回路または前記回路素子と前記接続端子とを接続することができるので、前記基体の端子に係る配線構造を簡略化した実装構造体を提供することができる。
【００１０】
また、前記実装構造体は、前記基体に前記半導体装置を実装する実装部が設けられており、前記実装部に前記凸部が当接することで前記第２の樹脂層が封止されていることが好ましい。
これにより、前記実装部に前記半導体装置を確実に固定することができるので、実装時における前記半導体装置の位置ずれを防止した実装構造体を提供することができる。
【００１１】
また、前記実装構造体は、前記実装部に実装部端子が設けられており、前記実装部端子に前記凸部の前記金属膜が接続されていることが好ましい。
これにより、前記実装部端子介して、前記基体端子と前記半導体装置の前記回路または前記回路素子とを接続することができるので、前記基体における端子に係る配線構造を簡略化した実装構造体とすることができる。
【００１２】
また、前記実装構造体は、前記実装部が前記基体への設置面と垂直方向にＬ字状の断面形状を有する枠状であり、前記凸部が前記実装部の内側の棚面に当接して実装されていることが好ましい。
これにより、前記凸部を前記実装部に確実に収容することができるので、前記半導体装置を前記実装部に実装する際の前記半導体装置の位置ずれを防止した実装構造体を提供することができる。
【００１３】
また、前記実装構造体は、前記基体に前記半導体装置とともに他の機能素子が収容されたものであってもよい。
このような場合であっても、前記半導体装置からのアウトガスの影響が抑えられるので、前記機能素子の特性を保持した実装構造体を提供することができる。
【００１４】
また、前記機能素子が表面弾性波素子であることが好ましい。
前記表面弾性波素子が実装されたものであっても、前記表面弾性波素子は前記半導体装置から放出されたアウトガスによる影響が抑えられるので、前記表面弾性波素子の特性を保持した実装構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る半導体装置及び実装構造体について説明する。
なお、本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
【００１６】
［半導体装置］
まず、半導体装置について説明する。図１は、本発明に係る半導体装置１００の模式平面図である。図２は、半導体装置１００におけるＡ−Ａ’模式断面図である。図１は、回路形成面側（図２下面側）から見た半導体装置１００の平面図である。図１及び図２においては、半導体装置１００が実装された場合の一例として、半導体装置１００が、点線で示された平板状の実装基板（基体）Ｐに実装された例が示されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、半導体装置１００は、半導体基板１と、パッシベーション層５０と、第１の樹脂層１０と、第２の樹脂層２０と、金属膜３０と、インダクタ（回路素子）Ｌとを備えている。
【００１８】
半導体基板１は、図１に示すように、平面視で矩形状であり、半導体基板１の能動面１ａには回路２、パッド３，４、及びパッド配線５，６が形成されている。回路２は、半導体基板１の能動面１ａの中央部に設けられており、パッド３，４は、能動面１ａの周縁部に設けられている。パッド配線５は、回路２とパッド３とを接続して配置されており、パッド配線６は、回路２とパッド４とを接続して配置されている。
また、半導体基板１は、パッド３が設けられた領域に、半導体基板１の能動面１ａと裏面１ｂとの間を貫通する貫通孔７が形成されており、貫通孔７には能動面１ａから裏面１ｂにわたって貫通電極８が形成されている。半導体基板１の裏面１ｂには、貫通孔７を取り囲んでパッド９が設けられており、パッド３とパッド９とが貫通電極８を介して接続されている。
【００１９】
半導体基板１の能動面１ａには、パッシベーション層５０が設けられている。パッシベーション層５０は、パッド４付近に開口部を有しており、パッド４の一部が露出している。パッシベーション層５０上には、パッド４から引き出された層間配線５１がパッシベーション層５０の中央部まで形成されている。
【００２０】
パッシベーション層５０上には、層間配線５１を覆って第１の樹脂層１０が設けられている。第１の樹脂層１０は、平面視で矩形状であり、第１の樹脂層１０の周囲には、パッシベーション層５０の周縁部が額縁状に露出している。
第１の樹脂層１０の周縁部には、全周にわたって突出した凸部１１が形成されている。凸部１１は、図２に示すように、断面視でほぼ半円状に突出している。半導体装置１００が実装基板Ｐに実装される際には、凸部１１が実装基板Ｐ側に当接した状態で半導体装置１００が実装される。
凸部１１によって取り囲まれた領域Ｒには、パッシベーション膜５０上の層間配線５１の端部を露出する開口部が設けられている。
【００２１】
第１の樹脂層１０の外周部及び凸部１１の表面には金属膜３０が形成されている。金属膜３０は、第１の樹脂層１０の４辺にそれぞれ対応して形成されており、第１の樹脂層１０の角部１０Ａで分離されている。
【００２２】
領域Ｒにはインダクタ（回路素子）Ｌが形成されている。インダクタＬは、中心から凸部１１側に向かって広がった四角形の渦巻き状のコイルである。インダクタＬの中心側の端部は、開口部で露出された引き出し配線５１の端部と接続されており、インダクタＬの外側の端部は、図示で左側の金属膜３０と接続されている。このように、インダクタＬの端部と接続された金属膜３０は、半導体装置１００が実装基板Ｐに実装される際には実装基板Ｐとの接続端子となる。
本実施形態においては、回路素子としてインダクタＬ採用しているが、回路素子は、キャパシタや抵抗素子などであってもよい。
【００２３】
そして、領域ＲにはインダクタＬを覆って第２の樹脂層２０が設けられている。
第１の樹脂層１０及び第２の樹脂層２０の材質としては、ポリイミドなどの絶縁性の樹脂を採用することができる。第１の樹脂層１０及び第２の樹脂層２０は、同じ材質で形成されていてもよいし、それぞれ異なる材質で形成されていてもよい。
【００２４】
このような構成を有する半導体装置１００は、以下の効果を得ることができる。
まず、半導体装置１００を実装基板Ｐに実装すれば、凸部１１及び実装基板Ｐによって第２の樹脂層２０を封止することができるので、第２の樹脂層２０から放出されるアウトガスを閉じ込め、半導体装置１００の周辺へのアウトガスの拡散を抑えることができる。また、角部１０Ａを除いた第１の樹脂層１０の表面が金属膜３０で覆われているので、第１の樹脂層１０から放出されるアウトガスの量を抑えることができる。以上から、半導体装置１００の周辺がアウトガスで汚染されるのを抑えることができる。
【００２５】
また、金属膜３０が、第１の樹脂層１０の角部１０Ａにおいて分離されていることで、凸部１１上に複数の接続端子を形成することができる。金属膜３０をインダクタＬなどの回路素子と実装基板Ｐとを接続する接続端子として機能させることで、半導体装置１００の端子に係る配線を簡略化することができる。
そして、半導体装置１００を実装基板Ｐに実装する際に、金属膜３０を実装基板Ｐの端子との接続端子とすることで、接続端子と実装基板Ｐの端子との接触面積を拡げることができるので、実装基板Ｐへ容易にかつ確実に半導体装置１００を実装基板Ｐに実装することができる。
さらに、金属膜３０を複数の接続端子とした場合であっても、金属膜３０は第１の樹脂層１０の角部１０Ａで分離されているので、第２の樹脂層２０から半導体装置１００の外側に至る経路が長くなって、第２の樹脂層２０から放出されたアウトガスが半導体装置１００の外側に拡散されにくくすることができる。したがって、半導体装置１００の周辺の素子に対する悪影響を抑えることができる。
【００２６】
本実施形態では、金属膜３０が４つに分離されているが、実装基板Ｐとの接続に要する接続端子数に応じて金属膜３０の数を変更してもよい。例えば、貫通電極８を介して回路２からパッド９に至る配線経路を、回路２と金属膜３０とを接続する経路に変更した場合であれば、金属膜３０を２分割とすることもできる。あるいは、図１及び図２の半導体装置１００においては、金属膜３０にはインダクタＬの１つの端部のみしか接続されていないので、金属膜３０は１つのみとすることもできる。
【００２７】
このようにすれば、接続端子数と金属膜３０との数が等しくなり、金属膜３０が分離される箇所を最小にすることができる。これにより、第２の樹脂層２０からのアウトガスが半導体装置１００の外側に流出する経路を低減することができるので、半導体装置１００の外側にアウトガスが拡散されにくくすることができる。
【００２８】
特に、接続端子が１つのみである場合には、凸部１１の全面に金属膜３０を形成してもよく、半導体装置１００を実装した際に、第２の樹脂層２０をほぼ完全に封止することができるので、よりアウトガスが拡散されにくくなる。
また、金属膜３０が分離される箇所を最小にすることで、第１の樹脂層１０が露出される領域を低減することができるので、第１の樹脂層１０から放出されるアウトガスを抑えることができる。
このように、第１の樹脂層１０及び第２の樹脂層２０から放出されるアウトガスの拡散を抑え、半導体装置１００の周辺の空気の汚染が抑えられる。
【００２９】
［実装構造体］
次に、上述した半導体装置１００を実装した実装構造体について説明する。図３は、実装構造体２００の模式平面図であり、図４は、実装構造体２００のＢ−Ｂ’模式断面図である。なお、図３においては、半導体装置１００の構造を簡略化して表示し、実装部２１０の構造を詳細に表示している。
実装構造体２００は、セラミック基板（基体）２０１と、実装部２１０と、半導体装置１００とを備えている。
【００３０】
セラミック基板２０１は、図３及び図４に示すように、矩形状の底壁２０１Ａと底壁２０１Ａの周縁から立ち上がる側壁２０１Ｂとを有している。本実施形態においては、基体としてセラミック基板２０１を採用しているが、例えば、ガラス基板、樹脂基板、プリント基板などを基体として採用してもよい。
【００３１】
セラミック基板２０１の底壁２０１Ａには実装部２１０が固定して配置されている。実装部２１０は、図３及び図４に示すように、平面視で矩形状であり、内周側に棚面２１１ａを有する断面Ｌ形の枠状部材である。
実装部２１０の棚面２１１ａには実装部端子２１３が設けられ、実装部端子２１３は、セラミック基板２０１の基体端子（図示は省略）と接続されている。
【００３２】
半導体装置１００は、第１の樹脂層１０が実装部２１０の内周側に収容された状態で実装部２１０に実装されている。実装された半導体装置１００は、金属膜３０で覆われた凸部１１が棚面２１１ａ上の実装部端子２１３と当接している。このように実装された半導体装置１００は、金属膜３０と実装部端子２１３とが接続されており、インダクタＬが実装部端子２１３を介して、セラミック基板２０１上の基体端子（図示は省略）と接続されている。
【００３３】
また、半導体装置１００は、凸部１１が実装部端子２１３と当接するとともに、半導体基板１が、パッシベーション層５０を介して実装部２１０の上端面２１２ａで支持されている。
半導体装置１００は、実装部２１０の棚面２１１ａに設けられた接着剤により実装部２１０及びセラミック基板２０１に固定されている。
【００３４】
このような構成を有する実装構造体２００においては、以下の効果を得ることができる。
まず、半導体装置１００が凸部１１を棚面２１１ａに当接して固定されていることで、凸部１１、実装部２１０、及びセラミック基板２０１によって形成される空間によって半導体装置１００の第２の樹脂層２０を封止することができるので、第２の樹脂層２０から放出されるアウトガスが閉じ込められて、実装部２１０の外側にアウトガスが拡散するのを抑えることができる。
また、半導体装置１００を固定する接着剤を第２の樹脂層２０を封止する空間側に設けることによって、接着剤から放出されるアウトガスが拡散されるのを抑えることができる。
さらに、半導体装置１００の第１の樹脂層１０が金属膜３０で覆われているので、第１の樹脂層１０から放出されるアウトガスを抑えることができる。
以上から、実装部２１０の周辺に拡散されるアウトガスの量を抑え、実装部２１０周辺の素子に対する悪影響が抑えられる。
【００３５】
また、実装部２１０の基台部２１１に設けられた実装部端子２１３を介して、第１の樹脂層１０上に形成されたインダクタＬなどの回路素子、または半導体基板１の能動面１ａに形成された回路２が、セラミック基板２０１上に設けられた基体端子（図示は省略）と接続されているので、セラミック基板２０１における端子に係る配線構造を簡略化することができる。
また、金属膜３０と、金属膜３０と当接する実装部端子２１３とは、金属拡散により接合されていてもよい。
【００３６】
そして、実装部２１０の内周側に半導体装置１００の凸部１１を収容して半導体装置１００を固定するようにしたことで、半導体装置１００を所定の位置に確実に配置することができるので、実装部２１０に実装された半導体装置１００の位置ずれを防止することができる。
【００３７】
（変形例）
次に、本実施形態の実装構造体の変形例として、半導体装置１００と表面弾性波（Surface Acoustic Wave）素子（機能素子；以下ＳＡＷ素子と表示する）とを備えた実装構造体について説明する。
【００３８】
図５は、実装構造体３００の模式平面図であり、図６は、実装構造体３００のＣ−Ｃ’断面図である。
実装構造体３００は、セラミック基板２０１と、実装部２１０と、半導体装置１００と、ＳＡＷ素子３１０とを有している。なお、実装構造体３００における、セラミック基板２０１、実装部２１０、及び半導体装置１００は、図３及び図４に示した実装構造体２００と同様の構造であるので詳細な説明は省略する。
【００３９】
図５に示すように、セラミック基板２０１の底壁２０１Ａには、半導体装置１００を載置した実装部２１０と、ＳＡＷ素子３１０とが固定されている。ＳＡＷ素子３１０の端子部３１０ａとセラミック基板２０１に形成された端子３３１とが、ワイヤーボンディングによって接続されている。
【００４０】
このような、半導体装置１００とＳＡＷ素子３１０とを備えた実装構造体３００においては、以下の効果を得ることができる。
半導体装置１００からのアウトガスの拡散が抑えられていることで、ＳＡＷ素子３１０がアウトガスによる影響をほとんど受けない。したがって、ＳＡＷ素子３１０の共振周波数のずれが抑えられ、ＳＡＷ素子３１０の特性を保持することができる。
【００４１】
本実施形態の実装構造体のその他の変形例について説明する。
図７は、実装構造体４００の模式平面図であり、図８は、実装構造体４００のＤ−Ｄ’模式断面図である。なお、実装構造体４００の説明においては、図５及び図６に示された実装構造体３００と同様の構造を有する箇所に関する詳細な説明は省略する。
【００４２】
実装構造体４００は、セラミック基板２０１と、実装部２１０と、半導体装置１００と、ＳＡＷ素子３１０とを有している。
セラミック基板２０１の底壁２０１Ａには、実装部２１０が配置されており、実装部２１０には、半導体装置１００が載置されている。半導体装置１００の半導体基板１の裏面１ｂには、ＳＡＷ素子３１０が設置されている。
ＳＡＷ素子３１０の端子部３１０ａとパッド９とがワイヤーボンディングによって接続されている。したがって、貫通電極８を介して回路２とＳＡＷ素子３１０とが接続されている。
【００４３】
このように、半導体装置１００とＳＡＷ素子３１０とを重ねて配置することで、半導体装置１００及びＳＡＷ素子３１０に係る設置面積を低減することができるので、セラミック基板２０１の平面領域を縮小し、実装構造体４００を小型化することができる。
また、第１の樹脂層１０及び第２の樹脂層２０が貫通孔７を介して露出されないので、第１の樹脂層１０及び第２の樹脂層２０からのアウトガスが、貫通孔４５１Ａから放出されることがない。したがって、ＳＡＷ素子３１０がアウトガスによる影響をほとんど受けず、ＳＡＷ素子３１０の共振周波数のずれが抑えられ、特性を保持することができる。
【００４４】
また、貫通孔７が半導体基板１の外縁部に設けられていることで、ＳＡＷ素子３１０とパッド９とをワイヤーボンディングする際に半導体基板１の中央部に応力が掛からないので、ワイヤーボンディング後の半導体基板１に反りが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】半導体装置１００の模式平面図である。
【図２】半導体装置１００のＡ−Ａ’模式断面図である。
【図３】実装構造体２００の模式平面図である。
【図４】実装構造体２００のＢ−Ｂ’模式断面図である。
【図５】実装構造体３００の模式平面図である。
【図６】実装構造体３００のＣ−Ｃ’断面図である。
【図７】実装構造体４００の模式平面図である。
【図８】実装構造体４００のＤ−Ｄ’模式断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…半導体基板、２…回路、３，４，９…パッド、７…貫通孔、８…貫通電極、１０…第１の樹脂層、１１…凸部、２０…第２の樹脂層、３０…金属膜、１００…半導体装置、２００，３００，４００…実装構造体、２０１…セラミック基板（基体）、２１０…実装部、２１１ａ…棚面、３１０…ＳＡＷ素子（機能素子）、Ｐ…実装基板（基体）、Ｌ…インダクタ（回路素子）
【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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