(57)【要約】【課題】信号遅延や高周波特性の劣化を抑え、反りや気泡が生じることを防止して確実に導通を図り、接続信頼性を向上させる。【解決手段】電子部品１は、少なくとも一方の面に再配線電極１１が形成された半導体装置１０と、半導体装置１０の少なくとも再配線電極１１が形成された電極形成面１１ａを覆う絶縁層３と、この絶縁層３を貫通し、且つ一端が半導体装置１０の再配線電極１１にワイヤボンディングによって接続されると共に他端が絶縁層３の半導体装置１０側と反対側の表面３ａに露出して、半導体装置１０の再配線電極１１の配置ピッチよりも拡大されたピッチの電極１２ａを形成するボンディングワイヤ１３からなる斜め配線導体１２とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面に電極が形成された半導体装置と、
前記半導体装置の少なくとも前記電極が形成された電極形成面を覆う絶縁層と、
この絶縁層を貫通し、且つ一端が前記半導体装置の電極にワイヤボンディングによって接続されると共に他端が前記絶縁層の前記半導体装置側と反対側の表面に露出して、前記半導体装置の電極ピッチよりも拡大されたピッチの電極を形成するボンディングワイヤからなる斜め配線導体とを有する
ことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記電極形成面と共に前記半導体装置の側面も覆っていることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
前記半導体装置の下方に形成された接着層を介して配置された前記半導体装置の放熱用の支持体を更に有することを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品。
【請求項４】
前記絶縁層の表面に、前記斜め配線導体の上端と接続される電極パッドが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電子部品。
【請求項５】
電子部品の製造方法であって、
支持体の一方の面上に電極を上面に配置した半導体装置を配置する工程と、
前記電極と前記支持体の一方の面との間をボンディングワイヤで接続する工程と、
少なくとも前記半導体装置の上面に、前記ボンディングワイヤの少なくとも一部を覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記半導体装置の上面側の前記絶縁層を前記ボンディングワイヤを所定箇所で切断するように表面加工して、前記絶縁層を貫通し、且つ一端が前記半導体装置の電極に接続されると共に他端が前記絶縁層の前記半導体装置側と反対側の表面に露出して、前記半導体装置の電極ピッチよりも拡大されたピッチの電極を形成する斜め配線導体を形成する工程と、
前記半導体装置及び前記斜め配線導体の周囲の前記支持体、前記ボンディングワイヤ及び前記絶縁層を除去する工程とを備えた
ことを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＩＣチップ等の半導体装置を内蔵する電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップ等の半導体装置を内蔵するパッケージの電子部品として、下記特許文献１に開示されている電子部品が知られている。この電子部品は、内蔵する半導体装置の周囲に絶縁層が形成されると共に、半導体装置の上部に複数の絶縁層が形成されている。そして、半導体装置の実装用パッドは、最下層の絶縁層の貫通孔にめっきによって形成された配線導体と接合されると共に、配線導体を経由して最上層の絶縁層の表面に形成されたＢＧＡ実装パッドと接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０１５６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の電子部品では、半導体装置の実装用パッドとＢＧＡ実装パッドとは、複数の絶縁層の貫通孔や絶縁層の表面にめっきによって形成された階段状の配線導体を介して互いに接続されている。このため、配線導体の経路長が長くなり、信号遅延が生じたり、高周波特性が劣化したりするという問題があった。
【０００５】
また、半導体装置と金属放熱板とを金属ペーストを介して接合する際や、ＢＧＡ半田バンプをＢＧＡ実装パッド上に形成する際に、加熱圧着処理やリフロー処理が行われるため、複数回のこれらの実装処理により電子部品に反りが生じたり絶縁層間に気泡が発生したりする可能性が高くなって接続信頼性が低下するおそれがある。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、信号遅延や高周波特性の劣化を抑え、反りや気泡が生じることを防止して確実に導通を図り、接続信頼性を向上させることができる電子部品及びその製造方法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】
【０００７】
本発明に係る電子部品は、少なくとも一方の面に電極が形成された半導体装置と、前記半導体装置の少なくとも前記電極が形成された電極形成面を覆う絶縁層と、この絶縁層を貫通し、且つ一端が前記半導体装置の電極にワイヤボンディングによって接続されると共に他端が前記絶縁層の前記半導体装置側と反対側の表面に露出して、前記半導体装置の電極ピッチよりも拡大されたピッチの電極を形成するボンディングワイヤからなる斜め配線導体とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る電子部品によれば、半導体装置の電極形成面側を覆う絶縁層に、半導体装置の電極ピッチよりも拡大されたピッチの電極を形成するボンディングワイヤからなる斜め配線導体が形成されているので、従来のものよりも配線導体の経路長を短くすることができ、信号遅延や高周波特性の劣化を抑えることができる。
【０００９】
また、斜め配線導体を形成する際のワイヤボンディングは、リフロー処理等に比べて低温で処理することができると共に、半導体装置の実装処理が不要となるため全体の実装処理の回数を少なくすることができるので、電子部品に反りや気泡が発生することを防止して確実に導通を図り、接続信頼性を向上させることができる。
【００１０】
本発明の一つの実施形態においては、前記絶縁層は、前記電極形成面と共に前記半導体装置の側面も覆っている。
【００１１】
また、本発明の他の実施形態においては、前記半導体装置の下方に形成された接着層を介して配置された前記半導体装置の放熱用の支持体を更に有する。
【００１２】
本発明の更に他の実施形態においては、前記絶縁層の表面に、前記斜め配線導体の上端と接続される電極パッドが形成される。
【００１３】
本発明に係る電子部品の製造方法は、電子部品の製造方法であって、支持体の一方の面上に電極を上面に配置した半導体装置を配置する工程と、前記電極と前記支持体の一方の面との間をボンディングワイヤで接続する工程と、少なくとも前記半導体装置の上面に、前記ボンディングワイヤの少なくとも一部を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記半導体装置の上面側の前記絶縁層を前記ボンディングワイヤを所定箇所で切断するように表面加工して、前記絶縁層を貫通し、且つ一端が前記半導体装置の電極に接続されると共に他端が前記絶縁層の前記半導体装置側と反対側の表面に露出して、前記半導体装置の電極ピッチよりも拡大されたピッチの電極を形成する斜め配線導体を形成する工程と、前記半導体装置及び前記斜め配線導体の周囲の前記支持体、前記ボンディングワイヤ及び前記絶縁層を除去する工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、信号遅延や高周波特性の劣化を抑え、反りや気泡が生じることを防止して確実に導通を図り、接続信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子部品を示す断面図である。
【図２】同電子部品の製造方法による製造工程を示すフローチャートである。
【図３】同電子部品の製造工程毎の断面図である。
【図４】同電子部品の製造工程の一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電子部品を示す断面図である。
【図６】本発明のその他の実施形態に係る電子部品を示す断面図である。
【図７】本発明のその他の実施形態に係る電子部品を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る電子部品及びその製造方法を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品を示す断面図である。また、図２は、電子部品の製造方法による製造工程を示すフローチャート、図３は電子部品の製造工程毎の断面図、図４は電子部品の製造工程の一部を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る電子部品１は、以下のような構成を備えている。
【００１８】
すなわち、電子部品１は、少なくとも一方の面に、例えばエリアアレイ状に再配線電極１１が形成された半導体装置１０と、この半導体装置１０の少なくとも再配線電極１１が形成された電極形成面１１ａを覆う絶縁層３とを備える。また、電子部品１は、絶縁層３を貫通し、且つ一端が半導体装置１０の再配線電極１１にワイヤボンディングによって接続されると共に他端が絶縁層３の半導体装置１０側と反対側の表面３ａに露出する斜め配線導体１２を備える。
【００１９】
この斜め配線導体１２は、半導体装置１０の再配線電極１１の配置ピッチよりも拡大されたピッチの電極１２ａを絶縁層３の表面３ａに形成する金、銅、金合金、銅合金、アルミニウム等の材料のボンディングワイヤからなる。なお、斜め配線導体１２を構成するボンディングワイヤは、ワイヤボンディングが可能な材料であれば上記のものに限定されるものではない。
【００２０】
斜め配線導体１２は、ワイヤボンディングの後にボンディングワイヤを絶縁層３と共に所定箇所で切断等することにより形成され、その切断面が絶縁層３の表面３ａに露出する電極１２ａとなっている。
【００２１】
半導体装置１０は、例えばＷＬＣＳＰ等のＩＣチップであり、再配線電極１１は、アルミニウムや、アルミニウムにシリコン或いは銅又はこれらを組み合わせたＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ等の合金などからなる。その他、再配線電極１１は、銀めっきや無電解Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき等により形成されていても良い。
【００２２】
接着層２は、斜め配線導体１２を形成するためにワイヤボンディングを行う際に、半導体装置１０を後述する支持基板４（図３（ｅ）等参照）に固定するために設けられる。接着層２は、例えば両面粘着フィルム、光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等からなる。
【００２３】
絶縁層３は、絶縁性の樹脂や無機材料からなり、電極形成面１１ａ側への塗布後に硬化させて形成したり、その他ポリイミドワニス等の印刷や、ゾルゲル法によるガラス層の形成、セラミック基板用のグリーンシートをラミネートして焼結したりして形成されても良い。絶縁層３は、本実施形態においては半導体装置１０及び接着層２の側面も覆うように形成されている。
【００２４】
なお、支持基板４は、ステンレス等の金属板やシリコン基板等の剛性が高い板状部材からなり、本実施形態に係る電子部品１においては、最終的に接着層２及び絶縁層３から剥離されて除去されている。従って、半導体装置１０は、電極形成面１１ａ及び側面側が絶縁層３に覆われ、背面１１ｂ側が接着層２に覆われて、外部から保護されている。
【００２５】
このように構成された電子部品１は、例えば次のように製造される。ここで、図２を参照しながら図３を用いて電子部品１の製造工程を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、例えば厚さ１ｍｍのステンレス板からなる支持基板４の一方の面４ａ上に、例えば熱硬化性エポキシ樹脂からなる接着層２を介して半導体装置１０の電極形成面１１ａを上面に配置して反対側の背面１１ｂを載置し、所定の温度で加熱することにより支持基板４上に半導体装置１０を接着して固定する（ステップＳ１００）。なお、接着層２は、最終的に半導体装置１０の被覆材料としても用いられる。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体装置１０の再配線電極１１と支持基板４の面４ａとの間を、ワイヤボンディング処理により、例えば線幅２０μｍで最小ピッチが５０μｍとなるようなボンディングワイヤ１３で接続する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２にて形成されるボンディングワイヤ１３のレイアウトは、図４に示すように、半導体装置１０の電極形成面１１ａと平行な面Ｓ上にて再配線電極１１の配置ピッチよりも広がるような実装時に向けた所望のレイアウトとすることができる。
【００２７】
ワイヤボンディングを行ったら、図３（ｃ）に示すように、半導体装置１０の電極形成面１１ａ上及びその周囲の支持基板４の面４ａ上を覆うように、例えば液状のエポキシ系樹脂を塗布し、温度１８０℃の雰囲気下において１時間曝すことによりキュアして絶縁層３を形成する（ステップＳ１０４）。このとき、絶縁層３は、電極形成面１１ａ上のみを覆うように形成されても良く、図示のようにボンディングワイヤ１３の一部を露出するように形成されても良いし、全体を内包するように形成されても良い。
【００２８】
その後、図３（ｄ）に示すように、例えば絶縁層３を研磨処理等により所望の厚みまで削るなどの表面加工を施し（ステップＳ１０６）、電極形成面１１ａと平行な面を構成する絶縁層３の表面３ａ及び斜め配線導体１２を形成する。このステップＳ１０６の工程により、絶縁層３に内包されたボンディングワイヤ１３の所定箇所が分断されて、他の半導体部品等が電子部品１に実装される際の好ましいレイアウトやピッチで配置された電極１２ａが表面３ａ上に露出する斜め配線導体１２が形成される。
【００２９】
そして、図３（ｅ）に示すように、半導体装置１０及び斜め配線導体１２の周囲における不要部分の支持基板４、ボンディングワイヤ１３及び絶縁層３を、ダイシング、打ち抜き加工、レーザ加工或いはその他の切削加工等により除去すると共に、本実施形態においては不要な支持基板４を剥離して除去し（ステップＳ１０８）、図１に示すような本実施形態に係る電子部品１を製造する。
【００３０】
なお、上述した製造工程にて製造された電子部品１の一例として、斜め配線導体１２により、半導体装置１０の再配線電極１１上での最小ピッチが５０μｍであったものを、絶縁層３の表面３ａ上での電極１２ａの配置ピッチを１５０μｍまで広げた電子部品を製造することができた。これらのピッチは、絶縁層３の厚さやボンディングワイヤ１３のレイアウトにより、任意のものに設定することが可能である。
【００３１】
このように、本実施形態に係る電子部品１は、半導体装置１０の電極形成面１１ａ側を覆う絶縁層３に、半導体装置１０の再配線電極１１の配置ピッチよりも拡大されたピッチの電極１２ａを形成するボンディングワイヤ１３からなる斜め配線導体１２が形成されているので、半導体装置１０から絶縁層３の表面３ａに至るまでの配線導体全体の経路長を短くすることができる。これにより、信号遅延や高周波特性の劣化を抑えることができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る電子部品１は、斜め配線導体１２を形成する際のワイヤボンディング処理が、リフロー処理等に比べて低温で行うことができると共に、半導体装置１０の絶縁層３及び配線導体への実装処理が不要となるため全体の実装処理の回数を少なくすることができる。これにより、電子部品１に加熱や冷却を繰り返すことによる反りや気泡が発生することを防止することができる。従って、半導体装置１０と斜め配線導体１２とを確実に接続して電子部品１の導通を確実に図り、接続信頼性を向上させることができる。
【００３３】
図５は、本発明の他の実施形態に係る電子部品を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態に係る電子部品１Ａは、斜め配線導体１２の電極１２ａ上及びその周囲の絶縁層３の表面３ａ上に、電極１２ａの面積よりも広い面積の電極パッド１４が形成されている点が、先の実施形態に係る電子部品１と相違している。
【００３４】
電極パッド１４は、例えば電極１２ａ及びその周囲の上に、銅めっきを施すことにより形成されているが、更に電極パッド１４上にＮｉ／Ａｕめっきを施して構成されていても良い。電極パッド１４の形成方法としては、上記めっきの他に、いわゆる印刷法やインクジェット法を用いることも可能である。このような構造の電子部品１Ａによっても、上述した作用効果を奏することができると共に、電極パッド１４を有するので、絶縁層３の表面３ａ側への他の電子部品等の種々の実装態様に容易に対応することができる。
【００３５】
図６は、本発明のその他の実施形態に係る電子部品を示す断面図である。図６に示すように、本実施形態に係る電子部品１Ｂは、支持基板４を除去せずに、半導体装置１０からの熱を接着層２を介して外部に放熱するための放熱板として用いた点が、先の実施形態の電子部品１，１Ａと相違している。この場合、支持基板４は、上述したステンレス板の他、銅板等の熱伝導率が高く良好な放熱特性を有する材料により構成される。この電子部品１Ｂによっても、上述した作用効果を奏することができる。
【００３６】
図７は、本発明のその他の実施形態に係る電子部品を示す断面図である。図７に示すように、本実施形態に係る電子部品１Ｃは、支持基板４を除去するのみならず、接着層２をも除去した点が、先の実施形態の電子部品１，１Ａ，１Ｂと相違している。従って、半導体装置１０の背面１１ｂは絶縁層３から露出した構造となる。
【００３７】
このような構造を採用した場合、上述した作用効果を奏することが可能であると共に、電子部品１Ｃの全体の厚さを薄くして小型化することができるので、例えば多層積層板に電子部品１Ｃを搭載する場合などに、形成される多層積層板全体の厚さを抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  電子部品
２                    接着層
３                    絶縁層
３ａ                  表面
４                    支持基板
１０                  半導体装置
１１                  再配線電極
１１ａ                電極形成面
１１ｂ                背面
１２                  斜め配線導体
１２ａ                電極
１３                  ボンディングワイヤ
１４                  電極パッド
【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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