(57)【要約】【課題】半導体装置の信頼性を向上させる。【解決手段】フリップチップ接続された半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間にアンダーフィル樹脂６を供給する工程において、半導体チップ１の裏面１ｂの第１角部１ｄがアンダーフィル樹脂６で覆われるように角部の上からアンダーフィル樹脂６を供給することにより、フィレット６ａを高く、かつ広く形成することができる。これにより、フィレット６ａにクラックが形成されるのを低減化することができ、半導体チップ１の側面での層間絶縁膜の剥離を抑制して半導体装置（ＢＧＡ）の信頼性の向上を図る。【選択図】図２２
2014130961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数の端子が配置された表面と、前記表面とは反対側の裏面と、を有する配線基板を準備する工程と、
（ｂ）第１主面と、複数の突起電極が形成され、前記第１主面とは反対側の第２主面と、を有する四角形状の半導体チップを準備する工程と、
（ｃ）前記配線基板の前記表面と前記半導体チップの前記第２主面とが対向するように前記半導体チップを前記配線基板の前記表面上に搭載し、前記半導体チップの前記複数の突起電極と前記配線基板の複数の端子とをそれぞれ電気的に接続する工程と、
（ｄ）前記半導体チップの前記第２主面と前記配線基板の前記表面との間に封止樹脂を供給する工程と、を有し、
前記半導体チップの前記第１主面は、第１辺、前記第１辺と交差する第２辺、および前記第１および第２辺とからなる第１角部を有し、
前記（ｄ）工程は、前記半導体チップの前記第１角部が前記封止樹脂で覆われるように前記封止樹脂を供給する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップの前記第１主面は、前記第１辺と対向し、前記第２辺と交差する第３辺、前記第２辺と対向し、前記第１および第３辺と交差する第４辺、前記第２および第３辺とからなる第２角部、前記第３および第４辺とからなる第３角部、および前記第４および第１辺とからなる第４角部を有し、
前記（ｄ）工程は、前記半導体チップの前記第２、第３、および第４角部が前記封止樹脂で覆われるように前記封止樹脂を供給する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、前記半導体チップの前記第１主面の前記第１辺の前記第４角部よりも前記第１角部に近い一部と前記第２辺の前記第２角部よりも前記第１角部に近い一部とを含む第１領域、前記第２辺の前記第１角部よりも前記第２角部に近い一部と前記第３辺の前記第３角部よりも前記第２角部に近い一部とを含む第２領域、前記第３辺の前記第２角部よりも前記第３角部に近い一部と前記第４辺の前記第４角部よりも前記第３角部に近い一部とを含む第３領域、および前記第４辺の前記第３角部よりも前記第４角部に近い一部と前記第１辺の前記第１角部よりも前記第４角部に近い一部とを含む第４領域、が前記封止樹脂で覆われるように、かつ前記第１、第２、第３、および第４領域を除く第５領域が前記封止樹脂で覆われないように前記封止樹脂を供給する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１領域の面積は、前記第１辺上の前記第１辺を２等分する第１中点と前記第２辺上の前記第２辺を２等分する第２中点とを結ぶ線と、前記第１辺の前記第１角部から前記第１中点までの部分と、前記第２辺の前記第１角部から前記第２中点までの部分と、で囲まれる領域の面積よりも小さい半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１領域の前記第１辺上における長さは、前記第１辺の長さの１／３よりも短く、かつ前記第２辺上における長さは、前記第２辺の長さの１／３よりも短い半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップの前記第１および第２辺の長さは１０ｍｍ以上である半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２領域の面積は、前記第２辺上の前記第２中点と前記第３辺上の前記第３辺を２等分する第３中点とを結ぶ線と、前記第２辺の前記第２角部から前記第２中点までの部分と、前記第３辺の前記第２角部から前記第３中点までの部分と、で囲まれる領域の面積よりも小さく、
前記第３領域の面積は、前記第３辺上の前記第３中点と前記第４辺上の前記第４辺を２等分する第４中点とを結ぶ線と、前記第３辺の前記第３角部から前記第３中点までの部分と、前記第４辺の前記第３角部から前記第４中点までの部分と、で囲まれる領域の面積よりも小さく、
前記第４領域の面積は、前記第４辺上の前記第４中点と前記第１辺上の前記第１中点とを結ぶ線と、前記第４辺の前記第４角部から前記第４中点までの部分と、前記第１辺の前記第４角部から前記第１中点までの部分と、で囲まれる領域の面積よりも小さい半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２領域の前記第２辺上における長さは、前記第２辺の長さの１／３よりも短く、かつ前記第３辺上における長さは、前記第３辺の長さの１／３よりも短く、
前記第３領域の前記第３辺上における長さは、前記第３辺の長さの１／３よりも短く、かつ前記第４辺上における長さは、前記第４辺の長さの１／３よりも短く、
前記第４領域の前記第４辺上における長さは、前記第４辺の長さの１／３よりも短く、かつ前記第１辺上における長さは、前記第１辺の長さの１／３よりも短い半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップの前記第５領域の平面積は、前記第１主面の平面積の８５％以上である半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記半導体チップの前記第１主面の前記第５領域に金属板を搭載する工程を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、
（ｄ１）前記半導体チップの外縁よりも外側において、前記配線基板の前記表面よりも高く、かつ前記半導体チップの前記第１主面よりも低い位置にノズルの先端を配置する工程と、
（ｄ２）前記ノズルを前記半導体チップの前記第１辺に沿って移動させ、前記ノズルの前記先端から前記封止樹脂を吐出させることにより、前記第１辺側から前記半導体チップの前記第２主面と前記配線基板の前記表面との間に前記封止樹脂を供給する工程と、
（ｄ３）前記ノズルの前記先端から前記封止樹脂の吐出を停止する工程と、
（ｄ４）前記（ｄ３）工程の後、前記半導体チップの前記第１主面よりも高い位置に前記ノズルの前記先端を配置する工程と、
（ｄ５）前記（ｄ４）工程の後、前記ノズルから前記封止樹脂を吐出し、前記半導体チップの前記第１角部に前記封止樹脂を供給する工程と、
（ｄ６）前記ノズルの前記先端から前記封止樹脂の吐出を停止する工程と、
（ｄ７）前記半導体チップの外縁よりも外側において、前記配線基板の前記表面よりも高く、かつ前記半導体チップの前記第１主面よりも低い位置に前記ノズルの前記先端を配置する工程と、
（ｄ８）前記ノズルを前記半導体チップの前記第２辺に沿って移動させ、前記ノズルの前記先端から前記封止樹脂を吐出させることにより、前記第２辺側から前記半導体チップの前記第２主面と前記配線基板の前記表面との間に前記封止樹脂を供給する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ５）工程は、平面視において、前記ノズルの前記先端の開口部内に前記半導体チップの前記第１角部が入った状態で前記封止樹脂を吐出する半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ５）工程は、平面視において、前記ノズルの前記先端の開口部全体が前記半導体チップの前記第１主面内に位置した状態で前記封止樹脂を吐出する半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、
（ｄ１）前記半導体チップの外縁よりも外側において、前記配線基板の前記表面よりも高く、かつ前記半導体チップの前記第１主面よりも低い位置にノズルの先端を配置する工程と、
（ｄ２）前記ノズルを前記半導体チップの前記第１辺から前記第２辺に沿って連続して移動させ、前記ノズルの前記先端から前記封止樹脂を吐出させることにより、前記第１および第２辺側から前記半導体チップの前記第２主面と前記配線基板の前記表面との間に前記封止樹脂を供給し、かつ前記半導体チップの前記第１角部にも前記封止樹脂を供給する工程と、を有し、
前記（ｄ２）工程において、前記ノズルを前記半導体チップの前記第１辺から前記第２辺に移動させる際、前記ノズルの前記先端を前記半導体チップの前記第１主面よりも高い位置に配置し、前記ノズルを前記第１辺と前記第２辺とを跨ぐように移動させながら前記半導体チップの前記第１角部に前記封止樹脂を供給する半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ２）工程において、前記ノズルが前記第１辺と前記第２辺とを跨いでいる間、平面視において、前記ノズルの前記先端の開口部内に前記半導体チップの前記第１角部が入った状態を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ２）工程において、前記ノズルが前記第１辺と前記第２辺とを跨いでいる間、平面視において、前記ノズルの前記先端の開口部全体が前記半導体チップの前記第１主面内に位置した状態を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップは、前記半導体チップの厚さ方向において、前記第１および第２主面との間に前記第１主面の前記第１辺を共有する第１側面、前記第２辺を共有する第２側面、第３辺を共有する第３側面、および第４辺を共有する第４側面を有し、
前記（ｄ）工程は、前記半導体チップの前記第１、第２、第３、および第４側面に、前記封止樹脂のフィレットが形成されるように、かつ前記半導体チップの前記第２主面からの前記フィレットの高さが前記半導体チップのチップ厚の１／２以上となるように前記封止樹脂を供給する半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップは、複数の層間絶縁膜が形成され、比誘電率が２〜３．５程度であって、機械強度の弾性率は、５〜２０ＧＰａ程度である層間絶縁膜を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
第１主面と、複数の突起電極が形成され、前記第１主面とは反対側の第２主面と、を有する四角形状の半導体チップと、
複数の端子が配置された表面と、前記表面とは反対側の裏面と、を有し、前記半導体チップの前記第２主面が前記表面と対向するように前記半導体チップが前記表面上に搭載され、前記半導体チップの前記複数の突起電極と前記複数の端子とがそれぞれ電気的に接続された配線基板と、
前記半導体チップの前記第２主面と前記配線基板の前記表面との間に充填された封止樹脂と、を有し、
前記半導体チップの前記第１主面は、第１辺、前記第１辺と交差する第２辺、および前記第１および第２辺とからなる第１角部を有し、
前記半導体チップの前記第１角部は、前記封止樹脂で覆われている半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術および半導体装置に関し、例えば配線基板上に半導体チップが搭載され、配線基板と半導体チップとの間に封止樹脂が充填される半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配線基板上の半導体チップを覆う樹脂は第１の樹脂と第２の樹脂からなり、かつ第１の樹脂と第２の樹脂は、その形状が異なっており、その構造が、例えば特開２００８−２７０４５４号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
また、回路基板と、回路基板の表面電極にフリップチップ接続された半導体素子と、回路基板と半導体素子との間および半導体素子の矩形の四辺に接して存するアンダーフィル樹脂とを備え、回路基板の表面に半導体素子を囲繞するダム部材が形成された構造が、例えば特開２０１１−１２４３４０号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００４】
また、ＬＳＩ(Large Scale Integration) がはんだバンプを介して基板に実装され、ＬＳＩと基板との間に充填されるアンダーフィル樹脂が平面視にてＬＳＩと相似の形状に配される構造が、例えば特開２０１１−４９５０２号公報（特許文献３）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７０４５４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２４３４０号公報
【特許文献３】特開２０１１−４９５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配線基板上に半導体チップが搭載されて成るＢＧＡ（Ball Grid Array)のうち、フリップチップ接続タイプで、かつ配線基板と半導体チップとの間にアンダーフィル樹脂が充填される構造のＢＧＡが知られている。
【０００７】
近年、半導体チップ内の配線の微細化に伴って配線同士の距離が近くなるために、近接する配線間の配線間容量が大きくなる傾向にあるが、この配線間容量を下げるために、半導体チップの層間絶縁膜の材料として、例えば誘電率が低いＬｏｗ−ｋ材が用いられることが多い。
【０００８】
Ｌｏｗ−ｋ材は、誘電率は低いものの、脆弱性を有しているため、Ｌｏｗ−ｋ層が形成されている半導体チップに外部から応力が印加されると、Ｌｏｗ−ｋ層が剥離するという問題が発生する。
【０００９】
特に、平面積が大きな半導体チップ（例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ程度以上）を搭載している場合、チップ内でのＬｏｗ−ｋ層の剥離は、アンダーフィル樹脂の物性やフィレット形状と密接に関係してくる場合が多い。つまり、Ｌｏｗ−ｋ層の剥離は、アンダーフィル樹脂のフィレット高さの不足により、Ｌｏｗ−ｋ層に応力が掛かることで発生したり、フィレットの変形等でフィレットにクラックが入り、それを起点として発生したりすることが多い。
【００１０】
本願において開示される実施の形態の目的は、半導体装置の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。
【００１１】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施の形態の半導体装置の製造方法は、複数の突起電極が形成され、かつ四角形状の半導体チップを配線基板の表面上に搭載し、上記半導体チップの上記複数の突起電極と上記配線基板の複数の端子とをそれぞれ電気的に接続する工程と、上記半導体チップと上記配線基板の上記表面との間に封止樹脂を供給する工程と、を有する。上記半導体チップの第１主面は、第１辺および第２辺とからなる第１角部を有し、上記封止樹脂を供給する工程は、上記半導体チップの上記第１角部が上記封止樹脂で覆われるように上記封止樹脂を供給するものである。
【発明の効果】
【００１３】
一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態の半導体装置の構造の一例を一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１に示す半導体装置の構造の一例を示す断面図である。
【図３】図１に示す半導体装置のチップ角部の構造の一例を示す部分拡大断面図である。
【図４】実施の形態の半導体装置のチップ角部の定義の一例を示す平面図である。
【図５】比較例の半導体装置のアンダーフィルの構造を示す断面図である。
【図６】比較例の半導体装置の温度サイクル試験時の部材伸縮状態を示す断面図である。
【図７】比較例の半導体装置におけるクラック発生状態を示す断面図である。
【図８】比較例の半導体装置におけるクラック発生状態を示す断面図である。
【図９】比較例の半導体装置におけるクラック発生状態およびＬｏｗ−ｋ層剥離状態を示す部分斜視図である。
【図１０】図１に示す半導体装置のチップ角部の構造の一例を示す部分拡大斜視図である。
【図１１】比較例の半導体装置のチップ角部の構造を示す部分拡大斜視図である。
【図１２】図１に示す半導体装置のチップ端部の構造の概念を示す部分拡大斜視図である。
【図１３】図１に示す半導体装置におけるチップ角部の概念を示す平面図である。
【図１４】図１の半導体装置のチップ端部の構造の一例を示す断面図である。
【図１５】図１の半導体装置のチップ端部の構造の一例を示す断面図である。
【図１６】図１の半導体装置のチップ端部の構造の一例を示す断面図である。
【図１７】実施の形態の半導体装置の組み立て手順の一例を示す断面図である。
【図１８】図１７に示す組み立てのアンダーフィル塗布工程における塗布方法の一例を示す平面図である。
【図１９】図１７に示す組み立てのアンダーフィル塗布工程における塗布方法の一例を示す平面図である。
【図２０】図１７に示す組み立てのアンダーフィル塗布工程における塗布方法の一例を示す平面図である。
【図２１】図１８に示す塗布方法の一例を示す部分断面図である。
【図２２】図１９に示す塗布方法の一例を示す部分断面図である。
【図２３】図２０に示す塗布方法の一例を示す部分断面図である。
【図２４】図１９に示す塗布方法におけるノズル高さの一例を示す断面図である。
【図２５】図２４に示す塗布方法のチップ角部におけるノズル移動軌跡の一例を示す平面図である。
【図２６】図１７に示すアンダーフィル供給終了後の構造の一例を示す平面図である。
【図２７】第１変形例の塗布方法を示す平面図である。
【図２８】第１変形例の塗布方法を示す部分断面図である。
【図２９】第１変形例の塗布方法を示す部分断面図である。
【図３０】第２変形例の塗布方法を示す平面図である。
【図３１】第３変形例の塗布方法におけるノズル高さを示す断面図である。
【図３２】第３変形例の塗布方法のチップ角部におけるノズル移動軌跡を示す平面図である。
【図３３】実施の形態の塗布方法によって得られるフィレット高さの一例を示す高さデータ図である。
【図３４】第４変形例の半導体装置の構造を一部破断して示す斜視図である。
【図３５】図３４に示す半導体装置のチップ端部における断面図である。
【図３６】第４変形例の半導体装置のチップ端部の構造を示す断面図である。
【図３７】第４変形例の半導体装置のチップ端部の構造を示す断面図である。
【図３８】第４変形例の半導体装置のチップ端部の構造を示す断面図である。
【図３９】第５変形例の半導体装置の構造を一部破断して示す斜視図である。
【図４０】図３９に示す半導体装置のチップ端部における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１６】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００１７】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００１８】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００１９】
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲等についても同様である。
【００２０】
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２１】
（実施の形態）
図１は実施の形態の半導体装置の構造の一例を一部破断して示す斜視図、図２は図１に示す半導体装置の構造の一例を示す断面図、図３は図１に示す半導体装置のチップ角部の構造の一例を示す部分拡大断面図、図４は実施の形態の半導体装置のチップ角部の定義の一例を示す平面図である。
【００２２】
図１〜図３に示す本実施の形態の半導体装置は、配線基板２の上面（表面）２ａ上に半導体チップ１がフリップチップ実装されて成る半導体パッケージであり、本実施の形態では、上記半導体装置の一例として、配線基板２の下面（裏面）２ｂに複数の外部端子である半田ボール５が格子状に設けられたＢＧＡ９を取り上げて説明する。
【００２３】
ＢＧＡ９の詳細構成について説明すると、配線基板２と、配線基板２の上面２ａ上にフリップチップ接続された半導体チップ１と、配線基板２の上面２ａとは反対側の下面２ｂに設けられた複数の半田ボール（外部端子）５と、半導体チップ１と配線基板２との間に充填された封止樹脂であるアンダーフィル樹脂６とを有している。
【００２４】
ここで、半導体チップ１は四角形状であり、裏面（第１主面）１ｂと、裏面１ｂとは反対側の主面（第２主面）１ａとを有している。主面１ａには、複数の電極パッド１ｃが設けられており、これら複数の電極パッド１ｃには突起電極である半田バンプ８が形成されている。
【００２５】
また、配線基板（ＢＧＡ基板、パッケージ基板）２は、複数のフリップチップ用電極（端子）２ｃが形成された上面２ａと、複数のランド２ｊが形成された下面２ｂとを有している。上面２ａのフリップチップ用電極２ｃには、半田バンプ８を介して半導体チップ１の各電極パッド１ｃが電気的に接続されており、半導体チップ１の主面１ａが配線基板２の上面２ａと対向するように半導体チップ１が上面２ａ上に搭載され、半導体チップ１の複数の半田バンプ８と図３に示す配線基板２の複数のフリップチップ用電極２ｃとがそれぞれ電気的に接続されている。
【００２６】
すなわち、配線基板２上に半導体チップ１が複数の半田バンプ８を介してフリップチップ接続されている。
【００２７】
一方、配線基板２の下面２ｂの複数のランド２ｊのそれぞれには半田ボール５が電気的に接続されている。
【００２８】
なお、半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間には、アンダーフィル樹脂６が充填されており、配線基板２と半導体チップ１との間に位置するフリップチップ接続部を固めて保護している。
【００２９】
さらに、アンダーフィル樹脂６は、半導体チップ１の各側面に対してフィレット６ａを形成し、半導体チップ１の各側面を保護している。
【００３０】
また、配線基板２の上面２ａの周縁部には、半導体チップ１を囲んだ状態にスティフナリング７が取り付けられている。スティフナリング７は、リング状テープ７ａによって配線基板２の上面２ａに接着されている。さらに、スティフナリング７の上部にはヒートスプレッダ（金属板）４が設けられている。ヒートスプレッダ４は、半導体チップ１上の放熱樹脂１３と、スティフナリング７／ヒートスプレッダ４間の接着材（例えばテープ材）７ｂとを介して、スティフナリング７および半導体チップ１の裏面１ｂに接合されている。
【００３１】
これにより、半導体チップ１から発せられた熱は放熱樹脂１３を介してヒートスプレッダ４に伝わり、ヒートスプレッダ４から外方に放散されると共に、半田バンプ（突起電極）８を介して配線基板２に伝わり、さらに配線基板２の配線を経て半田ボール５から図示しない実装基板に伝わる。また、上記した熱はヒートスプレッダ４から接着材７ｂおよびスティフナリング７を介して配線基板２に伝わり、同様に配線基板２の配線を経て半田ボール５から上記実装基板へと伝わって放熱される。
【００３２】
ここで、図２および図３に示すように、配線基板２は、基材の層であるコア層２ｈと、その上下に形成された絶縁層２ｆと、絶縁層２ｆの表側の面（配線基板２の上面２ａ）上の配線層に形成された複数のフリップチップ用電極２ｃと、絶縁層２ｆの裏側の面（配線基板２の下面２ｂ）上の配線層に形成された複数のランド２ｊとを有している。
【００３３】
なお、それぞれのフリップチップ用電極２ｃの周囲、および複数のランド２ｊの周囲には絶縁膜であるソルダレジスト膜２ｇが形成されている。
【００３４】
また、上面２ａ側のフリップチップ用電極２ｃとこれに対応する下面２ｂ側のランド２ｊとは、上記配線層に形成された表層配線２ｅ、コア層２ｈに形成されたスルーホール配線２ｄ、表層配線２ｅとスルーホール配線２ｄやスルーホール配線２ｄとランド２ｊを接続するビア２ｉ等を介して電気的に接続されている。なお、スルーホール配線２ｄ内には、孔埋め樹脂２ｋが充填されている。
【００３５】
ここで、配線基板２におけるフリップチップ用電極２ｃ、表層配線２ｅ、ビア２ｉ、スルーホール配線２ｄおよびランド２ｊ等は、例えば、銅（Ｃｕ）または銅合金から成る。
【００３６】
また、半導体チップ１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）によって形成され、さらに、スティフナリング７やヒートスプレッダ４は、熱伝導率の高い金属によって形成されている。
【００３７】
また、フリップチップ接続の半田バンプ８および外部端子である半田ボール５は、鉛フリー半田等の半田材からなり、例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリー半田からなる。
【００３８】
なお、アンダーフィル樹脂６は、配線基板２と半導体チップ１の接続信頼性を高めるために使用される封止樹脂であり、例えば、エポキシ系樹脂等である。このエポキシ系樹脂は、一例として５０〜７０ｗｔ％のシリカ等を含む無機充填剤から構成されるものである。
【００３９】
また、放熱樹脂１３は、半導体装置（ＢＧＡ９）の放熱性を高めるために半導体チップ１上のヒートスプレッダ４等の放熱板（金属板）に対する接着剤として使用され、例えば、高放熱特性を有するシリコーン樹脂であり、このシリコーン樹脂にアルミナ等を添加した無機充填剤から構成されるものである。
【００４０】
次に、本実施の形態のＢＧＡ９の特徴部分について説明する。本実施の形態のＢＧＡ９は、図１および図３に示すように、半導体チップ１の裏面（第１主面）１ｂにおける角部が、アンダーフィル樹脂（封止樹脂）６で覆われていることが特徴である。
【００４１】
ここで、図４を用いて、半導体チップ１の裏面１ｂにおいて、アンダーフィル樹脂６によって覆われる角部の領域の定義について説明する。まず、半導体チップ１の裏面１ｂは、第１辺１ｂａ、第１辺１ｂａと交差する第２辺１ｂｂ、第１辺１ｂａと対向し、かつ第２辺１ｂｂと交差する第３辺１ｂｃ、第２辺１ｂｂと対向し、かつ第１辺１ｂａおよび第３辺１ｂｃと交差する第４辺１ｂｄを有している。
【００４２】
さらに、裏面１ｂは、第１辺１ｂａおよび第２辺１ｂｂとからなる第１角部１ｄ、第２辺１ｂｂおよび第３辺１ｂｃとからなる第２角部１ｅ、第３辺１ｂｃおよび第４辺１ｂｄとからなる第３角部１ｆ、第４辺１ｂｄおよび第１辺１ｂａとからなる第４角部１ｇを有している。
【００４３】
したがって、ＢＧＡ９では、半導体チップ１の裏面１ｂの第１角部１ｄ、第２角部１ｅ、第３角部１ｆおよび第４角部１ｇがアンダーフィル樹脂６によって覆われている。さらに、詳細には、半導体チップ１の裏面１ｂの第１辺１ｂａの第４角部１ｇよりも第１角部１ｄに近い一部１ｂａａと、第２辺１ｂｂの第２角部１ｅよりも第１角部１ｄに近い一部１ｂｂａとを含む第１領域１ｄａが、アンダーフィル樹脂６によって覆われている。
【００４４】
また、第２辺１ｂｂの第１角部１ｄよりも第２角部１ｅに近い一部１ｂｂｂと、第３辺１ｂｃの第３角部１ｆよりも第２角部１ｅに近い一部１ｂｃａとを含む第２領域１ｅａが、アンダーフィル樹脂６によって覆われている。
【００４５】
また、第３辺１ｂｃの第２角部１ｅよりも第３角部１ｆに近い一部１ｂｃｂと、第４辺１ｂｄの第４角部１ｇよりも第３角部１ｆに近い一部１ｂｄａとを含む第３領域１ｆａが、アンダーフィル樹脂６によって覆われている。
【００４６】
さらに、第４辺１ｂｄの第３角部１ｆよりも第４角部１ｇに近い一部１ｂｄｂと、第１辺１ｂａの第１角部１ｄよりも第４角部１ｇに近い一部１ｂａｂとを含む第４領域１ｇａが、アンダーフィル樹脂６によって覆われている。
【００４７】
すなわち、半導体チップ１の裏面１ｂの第１角部１ｄの第１領域１ｄａ、第２角部１ｅの第２領域１ｅａ、第３角部１ｆの第３領域１ｆａ、および第４角部１ｇの第４領域１ｇａが、それぞれアンダーフィル樹脂６によって覆われている。
【００４８】
なお、本実施の形態では、半導体チップ１の裏面１ｂの４つの角部のそれぞれがアンダーフィル樹脂６によって覆われている場合を説明するが、ＢＧＡ９は、半導体チップ１の裏面１ｂの少なくとも何れか１つの角部がアンダーフィル樹脂６によって覆われていればよい。
【００４９】
また、第１領域１ｄａの面積は、第１辺１ｂａ上の第１辺１ｂａを２等分する第１中点１ｂａｃと第２辺１ｂｂ上の第２辺１ｂｂを２等分する第２中点１ｂｂｃとを結ぶ第１仮想線１ｐと、第１辺１ｂａの第１角部１ｄから第１中点１ｂａｃまでの部分と、第２辺１ｂｂの第１角部１ｄから第２中点１ｂｂｃまでの部分と、で囲まれる領域の面積よりも小さい。
【００５０】
また、第２領域１ｅａの面積は、第２辺１ｂｂ上の第２中点１ｂｂｃと第３辺１ｂｃ上の第３辺１ｂｃを２等分する第３中点１ｂｃｃとを結ぶ第２仮想線１ｑと、第２辺１ｂｂの第２角部１ｅから第２中点１ｂｂｃまでの部分と、第３辺１ｂｃの第２角部１ｅから第３中点１ｂｃｃまでの部分と、で囲まれる領域の面積よりも小さい。
【００５１】
また、第３領域１ｆａの面積は、第３辺１ｂｃ上の第３中点１ｂｃｃと第４辺１ｂｄ上の第４辺１ｂｄを２等分する第４中点１ｂｄｃとを結ぶ第３仮想線１ｒと、第３辺１ｂｃの第３角部１ｆから第３中点１ｂｃｃまでの部分と、第４辺１ｂｄの第３角部１ｆから第４中点１ｂｄｃまでの部分と、で囲まれる領域の面積よりも小さい。
【００５２】
さらに、第４領域１ｇａの面積は、第４辺１ｂｄ上の第４中点１ｂｄｃと第１辺１ｂａ上の第１中点１ｂａｃとを結ぶ第４仮想線１ｓと、第４辺１ｂｄの第４角部１ｇから第４中点１ｂｄｃまでの部分と、第１辺１ｂａの第４角部１ｇから第１中点１ｂａｃまでの部分と、で囲まれる領域の面積よりも小さい。
【００５３】
また、第１領域１ｄａの第１辺１ｂａ上における長さは、第１辺１ｂａの長さの１／３よりも短く、かつ第２辺１ｂｂ上における長さは、第２辺１ｂｂの長さの１／３よりも短い。
【００５４】
また、第２領域１ｅａの第２辺１ｂｂ上における長さは、第２辺１ｂｂの長さの１／３よりも短く、かつ第３辺１ｂｃ上における長さは、第３辺１ｂｃの長さの１／３よりも短い。
【００５５】
また、第３領域１ｆａの第３辺１ｂｃ上における長さは、第３辺１ｂｃの長さの１／３よりも短く、かつ第４辺１ｂｄ上における長さは、第４辺１ｂｄの長さの１／３よりも短い。
【００５６】
さらに、第４領域１ｇａの第４辺１ｂｄ上における長さは、第４辺１ｂｄの長さの１／３よりも短く、かつ第１辺１ｂａ上における長さは、第１辺１ｂａの長さの１／３よりも短い。
【００５７】
なお、本実施の形態のＢＧＡ９に搭載される半導体チップ１は、その第１辺１ｂａ、第２辺１ｂｂ、第３辺１ｂｃおよび第４辺１ｂｄそれぞれの長さが、例えば１０ｍｍ以上であり、一例としては、裏面１ｂ（主面１ａ）が１６ｍｍ×１６ｍｍサイズの大きなチップである。
【００５８】
次に、封止樹脂であるアンダーフィル樹脂に形成されるクラックの発生メカニズムについて説明する。
【００５９】
図５は比較例の半導体装置のアンダーフィルの構造を示す断面図、図６は比較例の半導体装置の温度サイクル試験時の部材伸縮状態を示す断面図、図７は比較例の半導体装置におけるクラック発生状態を示す断面図、図８は比較例の半導体装置におけるクラック発生状態を示す断面図、図９は比較例の半導体装置におけるクラック発生状態およびＬｏｗ−ｋ層剥離状態を示す部分斜視図である。また、図１０は図１に示す半導体装置のチップ角部の構造の一例を示す部分拡大斜視図、図１１は比較例の半導体装置のチップ角部の構造を示す部分拡大斜視図である。
【００６０】
図５に示す構造は、配線基板２上にフリップチップ接続された半導体チップ１に対してアンダーフィル樹脂６が塗布されたものであり、アンダーフィル樹脂６のフィレット６ａの高さが半導体チップ１の厚さ部分の１／２未満の場合（フィレット６ａの高さが低い）を示している。
【００６１】
そこで、図５に示す構造体を温度サイクル試験に掛けると、図６に示すように、半導体チップ１と配線基板２は、熱膨張差によってそれぞれチップ側伸縮１２と基板側伸縮１４を引き起こす。
【００６２】
この時、半導体チップ１と配線基板２の熱膨張差をアンダーフィル樹脂６が吸収するため、フリップチップ接続部は保護されるが、図６のＴ部（半導体チップ１の端部付近とアンダーフィル樹脂６との接合部）における上記熱膨張差による応力は大きくなる。
【００６３】
その結果、図７のＵ部に示すように、半導体チップ１の側面でのアンダーフィル樹脂６の剥がれが発生し、外部には図９に示すアンダーフィル樹脂６のフィレット６ａのクラック６ｂを引き起し、そのクラック６ｂが進展し、半導体チップ１の層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ層）１ｎの剥離を引き起こす。半導体チップ１に形成される複数の層間絶縁膜１ｎを構成するＬｏｗ−ｋ材は、主にＬＳＩ配線を支える絶縁膜として用いられる比誘電率の低い材料である。この比誘電率の具体的な数値の一例としては、２〜３．５程度であって、機械強度の弾性率は、５〜２０ＧＰａ程度である。
【００６４】
ここで、図８および図９に示すように、上述した層間絶縁膜１ｎの剥離は、特に半導体チップ１の角部付近で発生する場合が多い。半導体チップ１の角部付近では、図８のＶ部に示されるようにアンダーフィル樹脂６の内部にクラック６ｂが発生し（図９のＸ部）、さらにＷ部に示されるように、クラック６ｂが伸展することにより半導体チップ１の側面のアンダーフィル樹脂６の剥がれが起き（図９のＹ部）、層間絶縁膜１ｎの剥離（図９のＺ部）に至る。
【００６５】
そこで、本実施の形態の半導体装置（ＢＧＡ９）では、図１０に示すように、半導体チップ１の角部がアンダーフィル樹脂６で覆われるようにアンダーフィル樹脂６を塗布する。このようにすることにより、半導体チップ１の各側面や各角部におけるフィレット６ａの高さが高く、かつ広く形成されるので、フィレット６ａに、図９に示すようなクラック６ｂが形成されることを低減することができる。
【００６６】
なお、図１１の比較例は、アンダーフィル樹脂６の塗布量が多過ぎる場合や、塗布が正しく行われなかった場合に発生するアンダーフィル樹脂６の半導体チップ１の裏面１ｂ上への這い上がり現象を示すものである。このように、アンダーフィル樹脂６の塗布が正常に行われなかった場合には、主に、半導体チップ１の裏面１ｂの辺上にアンダーフィル樹脂６が這い上がることが多い。
【００６７】
これに対して、図１０に示す本実施の形態の半導体装置（ＢＧＡ９）では、半導体チップ１の裏面１ｂの角部がアンダーフィル樹脂６で覆われるようにアンダーフィル樹脂６を積極的に塗布するものであり、チップ裏面の角部上にアンダーフィル樹脂６が配置されるため、図１１の比較例に示すようなアンダーフィル樹脂６のチップ裏面への這い上がりとは明らかに異なるものである。
【００６８】
次に、本実施の形態のＢＧＡ９におけるアンダーフィル樹脂６の塗布範囲やフィレット形状等の条件について説明する。
【００６９】
図１２は図１に示す半導体装置のチップ端部の構造の概念を示す部分拡大斜視図、図１３は図１に示す半導体装置におけるチップ端部の概念を示す平面図、図１４〜図１６は、それぞれ図１の半導体装置のチップ端部の構造の一例を示す断面図である。
【００７０】
本実施の形態のＢＧＡ９では、図１２に示すように、半導体チップ１の第１側面１ｉと第２側面１ｊと裏面１ｂの第１角部１ｄとがアンダーフィル樹脂６によって覆われている構造が基本構造である。すなわち、裏面１ｂの４つの角部のうちの少なくとも１つの角部とこの角部に連なる２つの側面の一部とがアンダーフィル樹脂６によって覆われている構造が基本構造である。特に、半導体チップ１の裏面１ｂの４つの角部と、これらに連なる４つの側面がアンダーフィル樹脂６によって覆われていることが好ましいことは言うまでもない。
【００７１】
本実施の形態では、以降、半導体チップ１の裏面１ｂの４つの角部がアンダーフィル樹脂６によって覆われる場合を詳細に説明する。
【００７２】
まず、半導体チップ１は、その厚さ方向において、図１２〜図１４に示すように、主面１ａおよび裏面１ｂとの間に裏面１ｂの第１辺１ｂａを共有する第１側面１ｉ、第２辺１ｂｂを共有する第２側面１ｊ、第３辺１ｂｃを共有する第３側面１ｋ、および第４辺１ｂｄを共有する第４側面１ｍを有している。
【００７３】
半導体チップ１の裏面１ｂの４つの角部（第１角部１ｄ、第２角部１ｅ、第３角部１ｆ、第４角部１ｇ）のそれぞれは、アンダーフィル樹脂６によって覆われているが、この時、裏面１ｂのアンダーフィル樹脂６で覆われた領域の合計の平面積は、裏面１ｂの面積の平面積の１５％以下になっている。
【００７４】
このことは逆に言うと、半導体チップ１の上部に配置され、かつヒートスプレッダ４とも接合する放熱樹脂１３が、放熱性を確保するために半導体チップ１の裏面１ｂの面積の８５％以上の面積で半導体チップ１と接合していなければならないことを意味する。
【００７５】
すなわち、半導体チップ１の裏面１ｂにおいて、図４に示す第１領域１ｄａ、第２領域１ｅａ、第３領域１ｆａおよび第４領域１ｇａを除く第５領域１ｈａは、アンダーフィル樹脂６を塗布しない領域であり、この第５領域１ｈａが図１４に示す放熱樹脂１３を接合させる領域である。そして、この第５領域１ｈａの面積が、半導体チップ１の裏面１ｂの面積の８５％以上の面積となっている。これにより、半導体チップ１から放熱樹脂１３を介してヒートスプレッダ４に確実に熱を伝える（放熱する）ことができる。
【００７６】
さらに、別の表現をすると、半導体チップ１の裏面１ｂにおいて、各角部でアンダーフィル樹脂６により覆われた領域の合計（第１領域１ｄａの面積＋第２領域１ｅａの面積＋第３領域１ｆａの面積＋第４領域１ｇａの面積）の平面積は、裏面１ｂの平面積の１５％以下であり、アンダーフィル樹脂６で覆われていない領域の面積は８５％以上であるとも言える。
【００７７】
また、図１３に示すように、半導体チップ１の裏面１ｂの１辺（例えば第１辺１ｂａ）の長さをＬＣとし、１つの角部（例えば第１角部１ｄ）上に塗布されたアンダーフィル樹脂６から形成されるフィレット６ａの上記１辺上の長さをＬＦとすると、角部上のアンダーフィル樹脂６の平面視での面積は、ＬＦ×ＬＦ×１／２となる。これにより、４つの角部上でのアンダーフィル樹脂６の平面視での合計の面積は、ＬＦ×ＬＦ×１／２×４である。
【００７８】
一方、半導体チップ１の裏面１ｂにおける第５領域１ｈａ（アンダーフィル樹脂６が塗布されない領域）の平面積の最小値は、ＬＣ×ＬＣ×０．１５となる。
【００７９】
したがって、ＬＦ×ＬＦ×１／２×４≦ＬＣ×ＬＣ×０．１５の関係式が成立し、この式を整理すると、ＬＦ≦０．２７４×ＬＣとなる。すなわち、半導体チップ１の１辺の長さＬＣの０．２７４倍以下の長さで囲まれる領域がアンダーフィル樹脂６で覆われる。
【００８０】
例えば、半導体チップ１の１辺の長さを１６ｍｍとし、フィレット６ａの上記１辺上の長さをＬＦとすると、ＬＦは４．４ｍｍ以下である。
【００８１】
また、図１２および図１４に示すように、半導体チップ１の厚さをＴＣとし、フィレット６ａのチップ端部での高さをＴＦとすると、ＴＦ≧ＴＣ×１／２となるようにアンダーフィル樹脂６を塗布する。すなわち、チップ端部における半導体チップ１の主面１ａからのフィレット６ａの高さが、半導体チップ１の厚さの１／２以上となるようにアンダーフィル樹脂６を塗布することで、半導体チップ１の各側面に、図９の層間絶縁膜１ｎの剥離が発生しない程度の高さのフィレット６ａが形成される。
【００８２】
例えば、半導体チップ１の厚さＴＣを６００μｍとすると、フィレット６ａの高さＴＦは、３００μｍ以上である。
【００８３】
なお、チップ端部におけるフィレット６ａの高さは、層間絶縁膜１ｎの剥離を防止するという観点で考慮すると、より高い方が好ましい。したがって、チップ端部でのフィレット６ａの高さを、半導体チップ１の厚さの２／３以上とすることがより好ましく、これにより、層間絶縁膜１ｎの剥離の発生をさらに抑制することができる。
【００８４】
ここで、図１４〜図１６は、ＢＧＡ９のチップ端部におけるフィレット６ａの形成状態を示すものであり、それぞれの構造の半導体チップ１の裏面１ｂにおいて、アンダーフィル樹脂６が塗布されていない領域（図４に示す第５領域１ｈａ）で放熱樹脂１３が接合されており、さらに放熱樹脂１３上にヒートスプレッダ（金属板）４が接合されている。
【００８５】
すなわち、半導体チップ１の裏面１ｂのアンダーフィル樹脂６が塗布されていない第５領域１ｈａに放熱樹脂１３が接合され、さらに放熱樹脂１３上にヒートスプレッダ４が搭載されている。
【００８６】
なお、図１４に示すチップ裏面の各角部上に形成されるアンダーフィル樹脂６の厚さは、第５領域１ｈａ上における放熱樹脂１３の厚さと同等か、好ましくは放熱樹脂１３より薄い方がよい。このようにすることで、ヒートスプレッダ４がアンダーフィル樹脂６と干渉することを防止でき、放熱樹脂１３と確実に接着される。なお、第５領域１ｈａ上における放熱樹脂１３の厚さは、例えば、１３０μｍ程度である。
【００８７】
また、図１４に示す構造は、アンダーフィル樹脂６がチップ端部を完全に覆っており、チップ裏面からチップ側面に亘って十分な厚さでフィレット６ａが形成されていると共に、チップ側面に対してもフィレット６ａの高さが十分に高く形成されている。したがって、層間絶縁膜１ｎの剥離を十分に抑制することができる。
【００８８】
また、図１５に示す構造は、アンダーフィル樹脂６がチップ端部を面一で覆った構造である。この構造では、チップ裏面とチップ側面とに十分な厚さでフィレット６ａが形成されているが、チップ端部においては、アンダーフィル樹脂６の厚さは図１４に示す構造に比べて薄い。しかしながら、図１５の構造においても、チップ側面に対してはフィレット６ａの高さが十分に高く形成されているため、層間絶縁膜１ｎの剥離を抑制することについては十分である。
【００８９】
さらに、図１６に示す構造は、アンダーフィル樹脂６がチップ端部において、裏面側と側面側とで途切れた構造となっている。しかしながら、チップ裏面の角部にアンダーフィル樹脂６が塗布されていると共に、チップ側面においては、チップ裏面近くまで十分に高いフィレット６ａが形成されているので、層間絶縁膜１ｎの剥離を抑制することについては十分である。
【００９０】
以上のことを纏めると、これまで説明してきた本願の特徴は、アンダーフィル樹脂６のフィレット６ａの高さをチップ裏面の高さまで確実に形成するためのものであって、そのためにチップ裏面の角部までアンダーフィル樹脂６で覆うことを見出したものであるとも言える。
【００９１】
次に、本実施の形態のＢＧＡ９の組み立てについて説明する。
【００９２】
図１７は実施の形態の半導体装置の組み立て手順の一例を示す断面図、図１８は図１７に示す組み立てのアンダーフィル塗布工程における塗布方法の一例を示す平面図、図１９は図１７に示す組み立てのアンダーフィル塗布工程における塗布方法の一例を示す平面図、図２０は図１７に示す組み立てのアンダーフィル塗布工程における塗布方法の一例を示す平面図である。また、図２１は図１８に示す塗布方法の一例を示す部分断面図、図２２は図１９に示す塗布方法の一例を示す部分断面図、図２３は図２０に示す塗布方法の一例を示す部分断面図、図２４は図１９に示す塗布方法におけるノズル高さの一例を示す断面図、図２５は図２４に示す塗布方法のチップ角部におけるノズル移動軌跡の一例を示す平面図である。さらに、図２６は図１７に示すアンダーフィル供給終了後の構造の一例を示す平面図である。
【００９３】
まず、図１７のステップＳ１に示す基板準備を行う。ここでは、フリップチップ接続を行う各電極に半田バンプ（予備半田、プリコート半田）１５が形成された配線基板２を準備する。また、図３に示すように、配線基板２には、その上面２ａに複数のフリップチップ用電極（端子）２ｃが形成されており、一方、下面２ｂには複数のランド２ｊが形成されている。
【００９４】
次に、ステップＳ２に示すバンプ付きチップの供給を行う。ここでは、各電極に突起電極である半田バンプ８が形成された四角形の半導体チップ１を準備し、準備後、配線基板２上に半導体チップ１を供給する。
【００９５】
次に、ステップＳ３に示すフリップチップ接続を行う。ここでは、図３に示すように、配線基板２の上面２ａと半導体チップ１の主面１ａとが対向するように半導体チップ１を配線基板２の上面２ａ上に搭載し、半導体チップ１の複数の半田バンプ８と配線基板２の複数のフリップチップ用電極２ｃとを前述の半田バンプ１５を介してそれぞれ電気的に接続する。
【００９６】
次に、ステップＳ４に示すアンダーフィル供給を行う。ここでは、半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間に、封止樹脂であるアンダーフィル樹脂６を供給する。
【００９７】
本実施の形態では、図４に示す半導体チップ１の第１角部１ｄにおける第１領域１ｄａ、第２角部１ｅにおける第２領域１ｅａ、第３角部１ｆにおける第３領域１ｆａ、および第４角部１ｇにおける第４領域１ｇａが、アンダーフィル樹脂６で覆われるようにアンダーフィル樹脂６を供給する。この時、第１領域１ｄａ、第２領域１ｅａ、第３領域１ｆａ、および第４領域１ｇａを除く第５領域１ｈａがアンダーフィル樹脂６で覆われないようにアンダーフィル樹脂６を供給する。
【００９８】
ここで、図１８〜図２０に示すアンダーフィル樹脂６の塗布方法について説明する。
【００９９】
まず、図２１に示すように、半導体チップ１の外縁よりも外側において、配線基板２の上面２ａよりも高く、かつ半導体チップ１の裏面１ｂよりも低い位置に樹脂吐出用のノズル３の先端を配置する。
【０１００】
次に、図１８の軌跡１６に基づいてノズル３を半導体チップ１の第１辺１ｂａに沿って移動させ、図２１に示すようにノズル３の先端からアンダーフィル樹脂６を吐出させる。これにより、第１辺１ｂａ側から半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間にアンダーフィル樹脂６を供給して樹脂流動１７を形成すると共に、第１側面１ｉにフィレット６ａを形成する。
【０１０１】
この時、半導体チップ１の主面１ａからのフィレット６ａの高さが半導体チップ１の厚さの１／２以上、好ましくは２／３以上となるようにアンダーフィル樹脂６を供給する（吐出する、滴下する、塗布する）。
【０１０２】
次に、ノズル３の先端からアンダーフィル樹脂６の吐出を停止する。
【０１０３】
停止後、ノズル３を上昇させ、図２２に示すように半導体チップ１の裏面１ｂよりも高い位置にノズル３の先端を配置する。
【０１０４】
配置後、ノズル３からアンダーフィル樹脂６を吐出し、図４に示す半導体チップ１の第１角部１ｄの第１領域１ｄａにアンダーフィル樹脂６を供給する。すなわち、図１９の第１角部１ｄにおいて、軌跡１８に基づいてノズル３を移動させながら第１角部１ｄの第１領域１ｄａにアンダーフィル樹脂６を吐出する。
【０１０５】
この時、図２４および図２５に示すように、平面視において、ノズル３の先端の開口部３ａ全体が半導体チップ１の裏面１ｂ内に位置した状態で軌跡２１に基づいてノズル３を移動させながら第１角部１ｄの第１領域１ｄａにアンダーフィル樹脂６を吐出する。
【０１０６】
同様の方法で、図１９に示すように、第２角部１ｅ、第３角部１ｆおよび第４角部１ｇにそれぞれの軌跡１８に基づいてノズル３を移動させながらアンダーフィル樹脂６を吐出する。
【０１０７】
これにより、それぞれの角部にアンダーフィル樹脂６が塗布された状態となる。
【０１０８】
アンダーフィル樹脂６の塗布終了後、ノズル３の先端からアンダーフィル樹脂６の吐出を停止する。
【０１０９】
次に、図２３に示すように、半導体チップ１の外縁よりも外側において、配線基板２の上面２ａよりも高く、かつ半導体チップ１の裏面１ｂよりも低い位置にノズル３の先端を配置する。
【０１１０】
配置後、図２０に示す軌跡１９に基づいて、ノズル３を半導体チップ１の第２辺１ｂｂに沿って移動させて、ノズル３の先端からアンダーフィル樹脂６を吐出させることにより、第２辺１ｂｂ側から半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間に対して樹脂流動２０を形成してアンダーフィル樹脂６を供給する。
【０１１１】
同様に、第３辺１ｂｃおよび第４辺１ｂｄに沿ってそれぞれノズル３を順次移動させながらアンダーフィル樹脂６をノズル３から吐出して半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間にアンダーフィル樹脂６を供給し、さらに各側面にフィレット６ａを形成する。
【０１１２】
これにより、図２６に示すように半導体チップ１の裏面１ｂの４つの角部にアンダーフィル樹脂６が塗布されると共に、４つの各側面にフィレット６ａが形成される。
【０１１３】
なお、図１８〜図２０に示すアンダーフィル樹脂６の塗布方法では、半導体チップ１の各側面にアンダーフィル樹脂６を塗布する際に、半導体チップ１の裏面１ｂより低い位置から滴下することで、アンダーフィル樹脂６を静かに流動させることができる。
【０１１４】
その結果、アンダーフィル樹脂６における空気の混入の低減化を図ることができ、フィレット６ａの形状を良好に保つことができる。
【０１１５】
次に、本実施の形態の変形例の塗布方法について説明する。
【０１１６】
図２７は第１変形例の塗布方法を示す平面図、図２８は第１変形例の塗布方法を示す部分断面図、図２９は第１変形例の塗布方法を示す部分断面図、図３０は第２変形例の塗布方法を示す平面図、図３１は第３変形例の塗布方法におけるノズル高さを示す断面図、図３２は第３変形例の塗布方法のチップ角部におけるノズル移動軌跡を示す平面図である。さらに、図３３は実施の形態の塗布方法によって得られるフィレット高さの一例を示す高さデータ図である。
【０１１７】
図２７に示す第１変形例は、まず、図１８および図２１と同様の方法で、半導体チップ１の裏面１ｂよりも低い位置にノズル３の先端を配置し、この状態で図１８の軌跡１６に基づいてノズル３を半導体チップ１の第１辺１ｂａに沿って移動させ、ノズル３からアンダーフィル樹脂６を吐出させる。これにより、図２１に示すように、第１辺１ｂａ側から半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間にアンダーフィル樹脂６を充填すると共に、第１側面１ｉにフィレット６ａを形成する。
【０１１８】
次に、図２７に示すように、第１角部１ｄ、第２辺１ｂｂ、第２角部１ｅ、第３辺１ｂｃ、第３角部１ｆ、第４辺１ｂｄおよび第４角部１ｇに対して連続動作でノズル３を移動させ、それぞれの場所にアンダーフィル樹脂６を滴下（塗布）するものである。
【０１１９】
すなわち、半導体チップ１の裏面１ｂより低い位置から第１辺１ｂａに沿ってアンダーフィル樹脂６を滴下した後、図２９に示すようにノズル３の先端を半導体チップ１の裏面１ｂより高い位置まで上昇させ、この状態で、図２７の軌跡２２に示すように、ノズル３を第１辺１ｂａと第２辺１ｂｂとを跨ぐように移動させながら半導体チップ１の第１角部１ｄにアンダーフィル樹脂６を供給する。
【０１２０】
これにより、図２９に示すように、第１角部１ｄにアンダーフィル樹脂６が塗布された状態となる。さらに、図２９のノズル３の高さを維持した状態で、図２７に示す軌跡２２に基づいて、半導体チップ１の外縁よりも外側において、ノズル３を第２辺１ｂｂに沿って移動させながらアンダーフィル樹脂６を滴下し、図２８に示すように、半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間に対して樹脂流動２３を形成してアンダーフィル樹脂６を充填すると共に、フィレット６ａを形成する。
【０１２１】
同様の方法で、図２８に示すノズル３の高さを維持した状態で、図２７に示す軌跡２２に基づいて、第２角部１ｅ、第３辺１ｂｃ、第３角部１ｆ、第４辺１ｂｄおよび第４角部１ｇに対して連続動作でノズル３を移動させながら、それぞれの場所にアンダーフィル樹脂６を滴下（塗布）する。これにより、半導体チップ１の裏面１ｂの４つの角部にアンダーフィル樹脂６を塗布すると共に、各側面にフィレット６ａを形成する。
【０１２２】
図２７に示す第１変形例によれば、１つの辺に対してアンダーフィル樹脂６の滴下を終えた後、最初の角部から４つめの角部までノズル３の高さを変えることなく一定の高さで移動しながらアンダーフィル樹脂６の滴下を行うため、１つの半導体チップ１にかかる塗布時間を短縮することができ、塗布工程の時間の短縮化を図ることができる。
【０１２３】
次に図３０に示す第２変形例は、まず、図２１に示すように半導体チップ１の外縁よりも外側において、配線基板２の上面２ａよりも高く、かつ半導体チップ１の裏面１ｂよりも低い位置にノズル３の先端を配置する。
【０１２４】
配置後、図３０の軌跡２４に示すように、ノズル３を半導体チップ１の第１辺１ｂａから第２辺１ｂｂに沿って連続して移動させ、ノズル３の先端からアンダーフィル樹脂６を吐出させることにより、第１辺１ｂａ側および第２辺１ｂｂ側から半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間にアンダーフィル樹脂６を供給して充填する。さらに、半導体チップ１の第１側面１ｉと第２側面１ｊにフィレット６ａを形成する。
【０１２５】
次に、図３０の軌跡２５に示すように、ノズル３の高さを維持した状態で、反対側の第４辺１ｂｄから第３辺１ｂｃに沿って連続して移動させ、ノズル３の先端からアンダーフィル樹脂６を吐出させることにより、第３辺１ｂｃ側および第４辺１ｂｄ側から半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａとの間にアンダーフィル樹脂６を供給して充填する。さらに、半導体チップ１の第４側面１ｍと第３側面１ｋにフィレット６ａを形成する。
【０１２６】
次に、図３０の軌跡２６に示すように、４つの角部にアンダーフィル樹脂６を塗布する。すなわち、図２２に示すように、ノズル３を上昇させて半導体チップ１の裏面１ｂよりも高い位置にノズル３の先端を配置する。
【０１２７】
配置後、ノズル３からアンダーフィル樹脂６を吐出し、半導体チップ１の第１角部１ｄにアンダーフィル樹脂６を供給し、さらに、軌跡２６に基づいて、第２角部１ｅ、第３角部１ｆおよび第４角部１ｇにそれぞれノズル３を移動させながらアンダーフィル樹脂６を塗布する。これにより、それぞれの角部にアンダーフィル樹脂６が塗布された状態となると共に、各側面にフィレット６ａが形成される。
【０１２８】
なお、図３０の軌跡２４に示す２つの辺に対してアンダーフィル樹脂６を塗布するノズル動作と、この軌跡２４に含まれる角部での塗布（軌跡２６）動作とを連続したノズル動作で行ってもよい。
【０１２９】
すなわち、図３０の軌跡２４において、ノズル３を半導体チップ１の第１辺１ｂａから第２辺１ｂｂに移動させる際、ノズル３の先端を半導体チップ１の裏面１ｂよりも高い位置に配置し、ノズル３を第１辺１ｂａと第２辺１ｂｂとを跨ぐように移動させながら半導体チップ１の第１角部１ｄにアンダーフィル樹脂６を供給するものである。
【０１３０】
この場合、図３０の軌跡２５においても、同様に、ノズル３を半導体チップ１の第４辺１ｂｄから第３辺１ｂｃに移動させる際、ノズル３の先端を半導体チップ１の裏面１ｂよりも高い位置に配置し、ノズル３を第４辺１ｂｄと第３辺１ｂｃとを跨ぐように移動させながら半導体チップ１の第３角部１ｆにアンダーフィル樹脂６を供給する。第２角部１ｅと第４角部１ｇについては、後からノズル３を上昇させてそれぞれの角部でアンダーフィル樹脂６を塗布する。
【０１３１】
また、ノズル３の移動動作を辺と角部によって分けずに、半導体チップ１の外周に沿って連続動作で行ってもよい。例えば、第１辺１ｂａからアンダーフィル樹脂６の塗布を開始し、第１角部１ｄ、第２辺１ｂｂ、第２角部１ｅ、第３辺１ｂｃ、第３角部１ｆ、第４辺１ｂｄおよび第４角部１ｇの順に連続してアンダーフィル樹脂６を塗布するものである。
【０１３２】
このように半導体チップ１の辺や角部でノズル動作を分けずに連続動作で塗布を行うことにより、比較的短い時間で塗布作業を行うことができる。
【０１３３】
次に、図３１および図３２に示す第３変形例は、例えば、第１角部１ｄ（何れの角部でもよい）にアンダーフィル樹脂６を塗布する際に、ノズル３の先端の開口部３ａ内に半導体チップ１の第１角部１ｄが入った状態でアンダーフィル樹脂６を吐出するものである。例えば、第１辺１ｂａと第２辺１ｂｂとに跨いでノズル３を移動させる際にも、平面視において、ノズル３の先端の開口部３ａ内に半導体チップ１の第１角部１ｄが入った状態で、図３２に示す軌跡２７のように移動させながら第１角部１ｄ上にアンダーフィル樹脂６を吐出（塗布）する。
【０１３４】
これにより、半導体チップ１の裏面１ｂの第１角部１ｄ上に確実にアンダーフィル樹脂６を塗布することができる。
【０１３５】
以上により、図１７のステップＳ４に示すアンダーフィル供給工程を終了する。
【０１３６】
次に、図１７のステップＳ５に示すヒートスプレッダ取付けを行う。ここでは、まず、図２に示すように配線基板２の周縁部にリング状テープ７ａを介してスティフナリング７を取り付ける。さらに、スティフナリング７に接着材７ｂを塗布する。ただし、接着材７ｂは、予めスティフナリング７の一方の面に塗布されていても良い。
【０１３７】
次に、半導体チップ１の裏面１ｂのアンダーフィル樹脂６が塗布されていない領域、すなわち、図４に示す第５領域１ｈａに放熱樹脂１３を配置し、この放熱樹脂１３および接着材７ｂにヒートスプレッダ（金属板）４を貼り付ける。
【０１３８】
これにより、ヒートスプレッダ４は、放熱樹脂１３を介して半導体チップ１の裏面１ｂに接合し、かつ接着材７ｂを介してスティフナリング７に接合した状態となる。
【０１３９】
次に、図１７のステップＳ６に示すボールマウントを行う。ここでは、図２に示すように配線基板２の下面２ｂの複数のランド２ｊに、外部端子である複数の半田ボール５を取り付ける。
【０１４０】
これにより、ＢＧＡ９の組み立て完了となる。
【０１４１】
本実施の形態のＢＧＡ９およびその組み立てによれば、フリップチップ接続された半導体チップ１の主面１ａと配線基板２の上面２ａの間にアンダーフィル樹脂６を供給する工程において、半導体チップ１の裏面１ｂの第１角部１ｄがアンダーフィル樹脂６で覆われるように樹脂を角部上から供給することにより、アンダーフィル樹脂６によるフィレット６ａを高く、かつ広く形成することができる。
【０１４２】
これにより、フィレット６ａの高さが半導体チップ１の裏面の高さまで確保されるので、温度サイクル等によりＢＧＡ９（半導体チップ１と配線基板２）に応力が掛かっても、フィレット６ａにクラック６ｂが形成されるのを低減化することができ、半導体チップ１の層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ層）１ｎの剥離を抑制することができる。
【０１４３】
その結果、ＢＧＡ９の信頼性の向上を図ることができる。
【０１４４】
また、４つの角部（第１角部１ｄ、第２角部１ｅ、第３角部１ｆおよび第４角部１ｇ）が全てアンダーフィル樹脂６で覆われていることにより、半導体チップ１の各角部において、アンダーフィル樹脂６によるフィレット６ａを高く、かつ広く形成することができる。
【０１４５】
これにより、全ての角部付近においてフィレット６ａにクラック６ｂが形成されるのを低減化することができ、半導体チップ１の全ての側面での層間絶縁膜１ｎの剥離を抑制することができる。その結果、ＢＧＡ９の信頼性の向上をさらに図ることができる。
【０１４６】
また、半導体チップ１における層間絶縁膜１ｎの剥離を抑制することができるため、ＢＧＡ９の寿命を延ばすことができる。
【０１４７】
なお、アンダーフィル樹脂６のフィレット形成を良好に行うためには、流動性が低い樹脂を使用することも考えられるが、多ピン化対応の狭バンプピッチの半導体装置（ＢＧＡ）では、流動性が低い樹脂を使用した場合、バンプ間のアンダーフィル樹脂内にボイドの発生を招いてしまうことも問題となる。
【０１４８】
そこで、本実施の形態のように、半導体チップ１の裏面１ｂの第１角部１ｄ（他の角部を含む）がアンダーフィル樹脂６で覆われるように樹脂を供給することにより、流動性が低い樹脂を使用する必要がなくなるため、アンダーフィル樹脂６によるフィレット６ａの形成を良好に行う（フィレット６ａを高く、かつ広く形成する）ことが可能になる。
【０１４９】
その結果、多ピン化対応の狭バンプピッチの半導体装置（ＢＧＡ）であっても、アンダーフィル樹脂内にボイドが形成されることを抑制できる。これにより、半導体装置（ＢＧＡ）の信頼性の向上を図ることができる。
【０１５０】
なお、図３３は、本実施の形態の角部上からアンダーフィル樹脂６を供給する方法と、比較例の角部上からは樹脂を供給せずに側面のみに供給する方法とで、半導体チップ１の角部でのフィレット高さの測定値の比較を示すものである。
【０１５１】
図３３によれば、比較例の測定値より本実施の形態の測定値の方が、フィレット高さの測定値が大きく（高く）、かつ測定値のバラツキが高い所（０に近いところ）で安定しているという結果が得られた。
【０１５２】
また、比較例（対策前）の半導体装置の構造による温度サイクル試験が、２０００サイクルの寿命であったのに対して、本実施の形態の製造方法で組み立てられた半導体装置（ＢＧＡ９）による温度サイクル試験の寿命は、３０００サイクルであり、本実施の形態のＢＧＡ９によれば、その寿命を延ばすことが可能になることが判った。
【０１５３】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１５４】
例えば、半導体装置は、以下の他の変形例の構造のものであってもよい。
【０１５５】
図３４は第４変形例の半導体装置の構造を一部破断して示す斜視図、図３５は図３４に示す半導体装置のチップ端部における断面図、図３６は第４変形例の半導体装置のチップ端部の構造を示す断面図、図３７は第４変形例の半導体装置のチップ端部の構造を示す断面図、図３８は第４変形例の半導体装置のチップ端部の構造を示す断面図である。また、図３９は第５変形例の半導体装置の構造を一部破断して示す斜視図、図４０は図３９に示す半導体装置のチップ端部における断面図である。
【０１５６】
図３４、図３５に示す第４変形例の半導体装置は、スティフナリングが設けられていないＢＧＡ１０を示すものであり、ヒートスプレッダ４は、半導体チップ１の裏面１ｂ上に配置された放熱樹脂１３のみを介して接合されている。
【０１５７】
ＢＧＡ１０においても、半導体チップ１の裏面１ｂの角部がアンダーフィル樹脂６によって覆われているため、上記実施の形態のＢＧＡ９と同様の効果を得ることができる。
【０１５８】
また、図３６〜図３７は、ＢＧＡ１０のチップ端部におけるフィレット６ａの形成状態を示すものであり、それぞれの構造の半導体チップ１の裏面１ｂにおいて、アンダーフィル樹脂６が塗布されていない領域（図４の第５領域１ｈａ）で放熱樹脂１３が接合されており、さらに放熱樹脂１３上にヒートスプレッダ４が接合された構造となっている。
【０１５９】
なお、ＢＧＡ９の場合と同様に、図３６に示すチップ裏面の各角部上に形成されるアンダーフィル樹脂６の厚さは、第５領域１ｈａ上における放熱樹脂１３の厚さと同じか、もしくは放熱樹脂１３より薄ければよい。第５領域１ｈａ上における放熱樹脂１３の厚さは、例えば、８０μｍである。
【０１６０】
また、図３６に示す構造は、アンダーフィル樹脂６がチップ端部を完全に覆っており、チップ裏面からチップ側面に亘って十分な厚さでフィレット６ａが形成されていると共に、チップ側面に対してもフィレット６ａの高さが十分に高く形成されている。したがって、層間絶縁膜１ｎの剥離を十分に抑制することができる。
【０１６１】
また、図３７に示す構造は、アンダーフィル樹脂６がチップ端部を面一で覆った構造である。この構造では、チップ裏面とチップ側面とに十分な厚さでフィレット６ａが形成されているが、チップ端部においては、アンダーフィル樹脂６の厚さは図３６に示す構造に比べて薄い。しかしながら、図３７の構造においても、チップ側面に対してはフィレット６ａの高さが十分に高く形成されているため、層間絶縁膜１ｎの剥離を抑制することについては十分である。
【０１６２】
さらに、図３８に示す構造は、アンダーフィル樹脂６がチップ端部において、裏面側と側面側とで途切れた構造となっている。しかしながら、チップ裏面の角部にアンダーフィル樹脂６が塗布されていると共に、チップ側面においては、チップ裏面近くまで十分に高いフィレット６ａが形成されているので、層間絶縁膜１ｎの剥離を抑制することについては十分である。
【０１６３】
次に、図３９、図４０に示す第５変形例の半導体装置は、スティフナリングおよびヒートスプレッダが設けられていないＢＧＡ１１である。さらに、ＢＧＡ１１はヒートスプレッダが設けられていないため、放熱樹脂も設けられていない構造となっている。したがって、半導体チップ１の裏面１ｂは、アンダーフィル樹脂６で覆われた角部以外の領域（第５領域１ｈａ）が露出している。
【０１６４】
このようなＢＧＡ１１においても、半導体チップ１の裏面１ｂの角部がアンダーフィル樹脂６によって覆われているため、上記実施の形態のＢＧＡ９と同様の効果を得ることができる。
【０１６５】
さらに、ＢＧＡ１１では、ヒートスプレッダが設けられていないため、ＢＧＡ（半導体装置）１１の薄形化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１６６】
１  半導体チップ
１ａ  主面
１ｂ  裏面
１ｂａ  第１辺
１ｂａａ，１ｂａｂ  一部
１ｂａｃ  第１中点
１ｂｂ  第２辺
１ｂｂａ，１ｂｂｂ  一部
１ｂｂｃ  第２中点
１ｂｃ  第３辺
１ｂｃａ，１ｂｃｂ  一部
１ｂｃｃ  第３中点
１ｂｄ  第４辺
１ｂｄａ，１ｂｄｂ  一部
１ｂｄｃ  第４中点
１ｃ  電極パッド
１ｄ  第１角部
１ｄａ  第１領域
１ｅ  第２角部
１ｅａ  第２領域
１ｆ  第３角部
１ｆａ  第３領域
１ｇ  第４角部
１ｇａ  第４領域
１ｈａ  第５領域
１ｉ  第１側面
１ｊ  第２側面
１ｋ  第３側面
１ｍ  第４側面
１ｎ  層間絶縁膜
１ｐ  第１仮想線
１ｑ  第２仮想線
１ｒ  第３仮想線
１ｓ  第４仮想線
２  配線基板
２ａ  上面（表面）
２ｂ  下面（裏面）
２ｃ  フリップチップ用電極（端子）
２ｄ  スルーホール配線
２ｅ  表層配線
２ｆ  絶縁層
２ｇ  ソルダレジスト膜
２ｈ  コア層
２ｉ  ビア
２ｊ  ランド
２ｋ  孔埋め樹脂
３  ノズル
３ａ  開口部
４  ヒートスプレッダ（金属板）
５  半田ボール（外部端子）
６  アンダーフィル樹脂（封止樹脂）
６ａ  フィレット
６ｂ  クラック
７  スティフナリング
７ａ  リング状テープ
７ｂ  接着材
８  半田バンプ（突起電極）
９  ＢＧＡ（半導体装置）
１０  ＢＧＡ（半導体装置）
１１  ＢＧＡ（半導体装置）
１２  チップ側伸縮
１３  放熱樹脂
１４  基板側伸縮
１５  半田バンプ
１６  軌跡
１７，２０，２３  樹脂流動
１８，１９，２１，２２，２４，２５，２６，２７  軌跡
【図１】
2014130961.tif 000003
【図２】
2014130961.tif 000004
【図３】
2014130961.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014130961.tif 000007
【図６】
2014130961.tif 000008
【図７】
2014130961.tif 000009
【図８】
2014130961.tif 000010
【図９】
2014130961.tif 000011
【図１０】
2014130961.tif 000012
【図１１】
2014130961.tif 000013
【図１２】
2014130961.tif 000014
【図１３】
2014130961.tif 000015
【図１４】
2014130961.tif 000016
【図１５】
2014130961.tif 000017
【図１６】
2014130961.tif 000018
【図１７】
2014130961.tif 000019
【図１８】
2014130961.tif 000020
【図１９】
2014130961.tif 000021
【図２０】
2014130961.tif 000022
【図２１】
2014130961.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2014130961.tif 000032
【図３１】
2014130961.tif 000033
【図３２】
2014130961.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2014130961.tif 000037
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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