(57)【要約】【課題】半導体チップへの負担を低減させ、半導体チップの破壊を防ぐことができる配線基板及びこれを用いた半導体装置を提供する。【解決手段】一方の面の接続パッド１４Ａ及び回路配線１３Ａを、他方の面の接続パッド１４Ｂ及び回路配線１３Ｂと対向させないように配置する。【選択図】図１
2006140198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを実装するための配線が両面に配置された配線基板において、
一方の面の１つの配線と他方の面の１つの配線とが平行である場合、その２つの配線は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
半導体チップの電極が接続される接続部を両面に有する配線基板において、
上記接続部は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
半導体チップが配線を両面に有する配線基板に実装されており、
一方の面の１つの配線と他方の面の１つの配線とが平行である場合、その２つの配線は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
半導体チップが当該半導体チップの電極が接続される接続部を両面に有する配線基板に実装されており、
上記接続部は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを実装する配線基板及びこれを用いた半導体装置に関し、特に、厚さが１５０μｍ以下というような薄い半導体チップを多層に実装するための配線基板及びこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置の薄型化に伴い、半導体装置を構成する半導体チップなどの薄型化、多層化が進んでいる。例えば、図７に示すように、両面に回路配線１０３が配置された配線基板１００には、絶縁基板１０１上の半導体チップが実装される領域１０２に回路配線１０３が配置されるとともに、半導体チップに所定のピッチで設けられた突起電極（以下、バンプという。）に対応する位置に接続パッド１０４が配置されている。また、裏面には、表面の回路配線１０３の垂線上の位置に回路配線１０３が配置されている
この配線基板１００に半導体チップが実装された半導体装置は、研削により薄型化された半導体チップを両面配線基板上に実装したり、薄型化される前の半導体チップを両面配線基板に実装した後、半導体チップを薄型化したりすることにより製造される（例えば、特許文献１、２参照。）。具体的には、図８に示すように、回路配線１０３が両面に形成された配線基板１００上に熱硬化樹脂１０５を供給し、薄型の半導体チップ１０６を圧着ヘッドによりフェースダウンボンディングし、加圧、加熱により熱融着させている。又は、図９に示すように、薄型化される前の半導体チップ１０７を熱融着させた後、研削碇石１０８により半導体チップ１０７を研削している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９８１１５号公報
【特許文献２】特開２００１−２１０７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図８に示すように薄型の半導体チップ１０６を圧着ヘッドによりフェースダウンボンディングする際、又は図９に示すように配線基板１００に熱融着され接続された半導体チップ１０７を研削碇石１０８により薄型化する際、熱硬化樹脂１０５よりも硬い回路配線１０３が表裏に対向しているため、回路配線部分１１０の半導体チップ１０６に負荷が集中し、図１０に示すように半導体チップ１０６の破壊が生じることがあった。
【０００５】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、半導体チップへの負担を低減させ、半導体チップの破壊を防ぐことができる配線基板及びこれを用いた半導体装置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】
【０００６】
そこで、上述した目的を達成するために、本発明に係る配線基板は、半導体チップを実装するための配線が両面に配置された配線基板において、一方の面の１つの配線と他方の面の１つの配線とが平行である場合、その２つの配線は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る配線基板は、半導体チップの電極が接続される接続部を両面に有する配線基板において、上記接続部は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る半導体装置は、半導体チップが配線を両面に有する配線基板に実装されており、一方の面の１つの配線と他方の面の１つの配線とが平行である場合、その２つの配線は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る半導体装置は、半導体チップが当該半導体チップの電極が接続される接続部を両面に有する配線基板に実装されており、上記接続部は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る配線基板は、一方の面の１つの配線と他方の面の１つの配線とが平行である場合、その２つの配線は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることにより、薄型の半導体チップを圧着ヘッドによりフェースダウンボンディングする際、又は配線基板に熱融着され接続された半導体チップを研削碇石により薄型化する際、半導体チップへの負担を低減させ、半導体チップの破壊を防ぐことができる。また、半導体チップの電極が接続される両面に設けられた接続部が垂直方向から見て異なる位置に配置されていることにより、同様に、半導体チップの破壊を防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明に係る半導体装置は、半導体チップが配線を両面に有する配線基板に実装されており、一方の面の１つの配線と他方の面の１つの配線とが平行である場合、その２つの配線は垂直方向から見て異なる位置に配置されていることにより、衝撃に強く、信頼性の高い接続を得ることができる。また、半導体チップの電極が接続される両面に設けられた接続部が垂直方向から見て異なる位置に配置されていることにより、同様に、信頼性の高い接続を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態における配線基板１０の一部を示す平面図である。この配線基板１０は、ポリイミド樹脂などの基板で形成された絶縁基材１１の一方の面（Ａ面）に銅やアルミニウムなど導体箔を貼着し、エッチングにより半導体チップが実装される領域１２を含む部分に回路配線１３Ａを配置したものである。また、この配線基板１０は、半導体チップに所定のピッチで設けられた突起電極（以下、バンプという。）に対応する位置に接続パッド１４Ａを配置しており、所定の回路配線１３Ａと接続されている。また絶縁基材１１の他方の面（Ｂ面）にも、破線で示す回路配線１３Ｂ及び接続パッド１４Ｂが配置されている。さらに、Ａ面の１つの回路配線１３ＡとＢ面の１つの回路配線１３Ｂとが平行である場合、その２つの回路配線１３Ａ、１３Ｂが垂直方向から見て互いに異なる位置となるように配置されている。すなわち、Ａ面の回路配線１３Ａは、Ｂ面の回路配線１３Ｂに対応する位置とは異なる位置に配置され、表裏で回路配線１３Ａ、１３Ｂが対向しないように配置されている。したがって、図１に示すようにＡ面又はＢ面側から図示しても、Ａ面の回路配線１３ＡとＢ面の回路配線１３Ｂが重ならないように配置されている。
【００１４】
この両面の回路配線１３Ａ、１３Ｂは、同一垂線上に位置する面積が小さいことが望ましく、一方の面から見て両面の回路配線１３Ａ、１３Ｂを交差させないようにすることが望ましい。つまり、一方の面から見て両面の回路配線１３Ａ、１３Ｂを平行にするとともに、配線基板１０の垂直方向から見て一致させないようにすることが望ましい。
【００１５】
ここで、図１に示すような配線基板１０を用いた半導体装置の製造工程について、図２〜図５を参照して説明する。図２は配線基板１０の断面図、図３及び図４は薄型の半導体チップ１６を圧着ヘッドによりフェースダウンボンディングする際の半導体チップ１６及び配線基板１１の断面図、及び図５は半導体装置２０の断面図である。
【００１６】
先ず、図２に示すような配線基板１１のＡ面側に、異方導電性フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）等の熱硬化性樹脂１５を供給する。そして、図３に示すように、厚さが１５０μｍ以下である薄型の半導体チップ１６を圧着ヘッドにより加熱して圧力を加える。このとき、樹脂が溶融し、樹脂内に分散している導電性微粒子により半導体チップ１６のバンプと接続パッド１４Ａとの間が電気的に接続される。この導電性粒子は分散しているため、バンプ間の横方向の導通はなく、バンプと接続パッド１４Ａ間の縦方向は導通状態となる。これにより、Ａ面には、半導体チップ１６が実装される。
【００１７】
また、図４に示すように、配線基板１０のＢ面に、異方導電性フィルム等の熱硬化性樹脂１５を供給し、Ａ面と同様に半導体チップ１６を実装する。このとき、半導体チップ１６が実装される領域内のＡ面の回路配線１３Ａと、Ｂ面の回路配線１３Ｂとが対向しないように配置されていることにより、表裏で対向して設置されているよりも回路配線１３Ａ、１３Ｂ部分における応力が緩和され、半導体チップ１６にかかる負荷が低減されるため、半導体チップ１６の実装を安定して行うことができる。
【００１８】
図５は、半導体装置２０を示す断面図である。この半導体装置２０は、実装された半導体チップ１６の領域内において、Ａ面の回路配線１３Ａが、Ｂ面の回路配線１３Ｂに対応する位置とは異なる位置に配置されているため、強度が強く、高い接続信頼性を有するものとなっている。
【００１９】
なお、上述の半導体装置の製造工程では、厚さが１５０μｍ以下である薄型の半導体チップ１６を配線基板１０に実装することとしたが、厚さが１５０μｍより大きい半導体チップを配線基板１０に実装し、その後、研削碇石により１５０μｍ以下の厚さまで薄型化する場合も、回路配線１３Ａ、１３Ｂ部分における応力が緩和され、半導体チップ１６にかかる負荷が低減されるため、半導体チップ１６の破壊を防ぐことができる。また、この場合、半導体チップ１６を研削する際の研削速度を遅くする必要がないため、研削を複数回分けて研削しなくてもよい。
【００２０】
また、上述の実施の形態では、半導体チップ１６が実装される領域内のＡ面の回路配線１３Ａと、Ｂ面の回路配線１３Ｂとが対向しないように配置することにより、Ａ面及びＢ面の回路配線部分の応力を緩和することとして説明したが、半導体チップ１６のバンプが接続される接続パッドを表裏に対向させないように配置することにより、バンプ及び接続パッド１４部分の応力も緩和することができる。例えば、図６に示すように、接続パッド１４が絶縁基板１１の両面で対向しないように配置された配線基板を用いて半導体チップ１６を実装することにより、半導体チップ１６のバンプ３１及び接続パッド１４部分の応力が緩和され、半導体チップ１６にかかる負荷が低減されるため、安定した実装を行うことができる。また、これにより、半導体チップ１６が実装された半導体装置３０は、強度が強く、高い接続信頼性を有するものとなる。
【００２１】
このように、本発明に係る配線基板によれば、Ａ面の１つの回路配線１３ＡとＢ面の１つの回路配線１３Ｂとが平行である場合、その２つの回路配線１３Ａ、１３Ｂは垂直方向から見て互いに異なる位置に配置されていることにより、厚さが１５０μｍ以下である薄型の半導体チップを圧着ヘッドによりフェースダウンボンディングする際、又は配線基板に熱融着され接続された半導体チップを研削碇石により厚さを１５０μｍ以下に薄型化する際、半導体チップへの負担を低減させ、半導体チップの破壊を防ぐことができる。また、半導体チップ１６のバンプが接続される両面に設けられた接続パッド１４が垂直方向から見て異なる位置に配置されていることにより、同様に、半導体チップの破壊を防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明に係る半導体装置によれば、厚さが１５０μｍ以下の半導体チップ１６のバンプ３１が接続パッド１４に接続されるとともに、Ａ面の１つの回路配線１３ＡとＢ面の１つの回路配線１３Ｂとが平行である場合、その２つの回路配線１３Ａ、１３Ｂは垂直方向から見て互いに異なる位置に配置されていることにより、衝撃に強く、信頼性の高い接続を得ることができる。また、半導体チップ１６のバンプ３１が接続される両面に設けられた接続パッド１４が垂直方向から見て異なる位置に配置されていることにより、同様に、信頼性の高い接続を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態における配線基板の一部を示す平面図である。
【図２】本実施の形態における半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図３】本実施の形態における半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図４】本実施の形態における半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図５】本実施形態における半導体装置を示す断面図である。
【図６】本実施形態における半導体装置を示す断面図である。
【図７】従来における配線基板の一部を示す平面図である。
【図８】従来における半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図９】従来における半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図１０】従来における半導体装置製造工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０    配線基板、  １１    絶縁基板、  １２    半導体チップが実装される領域、  １３    配線、  １４    接続パッド、  １５    熱硬化性樹脂、  １６    半導体チップ、  ２０    半導体装置、  ３０    半導体装置
【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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【図１０】
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