(57)【要約】【課題】薄化された半導体素子を備えた電子部品において、外縁部近傍に発生する半導体素子の破損を防止して、信頼性を確保することができる電子部品および電子部品実装構造を提供することを目的とする。【解決手段】厚みが１５０μｍ以下の半導体素子２の回路形成面に設けられた複数の外部接続用端子にバンプ３を形成した電子部品１において、回路形成面の反対面の縁部を含んだ範囲に、半導体素子２の素材であるシリコンよりも線膨張係数の高い樹脂で補強部５を形成する。これにより、バンプ３を回路基板４の電極４ａに接続した状態において半導体素子２と回路基板４の線膨張係数の相違によって半導体素子２の縁部に生じる回路基板４側への曲げ変形を補強部５によって抑制し、最外周のバンプ３の外側近傍の半導体素子２の表面応力を低減して外縁部近傍に発生する半導体素子２の破損を防止することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが１５０μｍ以下の半導体素子の回路形成面に設けられた複数の外部接続用端子にバンプを形成した電子部品であって、前記半導体素子の回路形成面の反対面に形成され半導体素子を前記バンプを介して回路基板に接続した状態においてこの半導体素子の最外周のバンプよりも外側に生じる回路基板方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部を備えたことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する素材で形成され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】
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する樹脂で形成され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４】
前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の角部に形成され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５】
前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の対角線に沿った十字形状に形成され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６】
前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の縁部に形成され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７】
前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の縁部に沿う口型枠形状に形成され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８】
厚みが１５０μｍ以下の半導体素子の回路形成面に設けられた複数の外部接続用端子にバンプを形成した電子部品であって、前記半導体素子の回路形成面の反対面に形成され半導体素子を前記バンプを介して回路基板に接続した状態において半導体素子の最外周のバンプよりも外側に生じる回路基板方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部を備え、この曲げ変形抑制部にさらにこの曲げ変形抑制部よりも高い剛性を有しこの電子部品を保護する板状の保護部材を接着したことを特徴とする電子部品。
【請求項９】
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する素材で形成されていることを特徴とする請求項８記載の電子部品。
【請求項１０】
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する樹脂で形成されていることを特徴とする請求項８記載の電子部品。
【請求項１１】
前記保護部材が、半導体素子と同じ材質で形成されていることを特徴とする請求項８記載の電子部品。
【請求項１２】
厚みが１５０μｍ以下の半導体素子の回路形成面に設けられた複数の外部接続用端子にバンプを形成した電子部品を前記バンプを介して回路基板に接続して成る電子部品実装構造であって、前記半導体素子と回路基板の線膨張係数の相違によって生じる半導体素子の最外周のバンプよりも外側に生じる回路基板方向への曲がりを抑制する曲げ変形抑制部を半導体素子の裏面に形成したことを特徴とする電子部品実装構造。
【請求項１３】
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する素材で形成されていることを特徴とする請求項１２記載の電子部品実装構造。
【請求項１４】
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１２記載の電子部品実装構造。
【請求項１５】
前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の角部に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の電子部品実装構造。
【請求項１６】
前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の対角線に沿った十字形状に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の電子部品実装構造。
【請求項１７】
前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の縁部に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の電子部品実装構造。
【請求項１８】
前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の縁部に沿う口型枠形状に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の電子部品実装構造。
【請求項１９】
厚みが１５０μｍ以下の半導体素子の回路形成面に設けられた複数の外部接続用端子にバンプを形成した電子部品を前記バンプを介して回路基板に接続して成る電子部品実装構造であって、前記半導体素子と回路基板の線膨張係数の相違によって生じる半導体素子の縁部の回路基板側へ曲がりを抑制する曲げ変形抑制部を半導体素子の裏面に形成し、さらに曲げ変形抑制部にこの曲げ変形抑制部よりも高い剛性を有しこの電子部品を保護する板状の保護部を形成したことを特徴とする電子部品実装構造。
【請求項２０】
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する素材で形成されていることを特徴とする請求項１９記載の電子部品実装構造。
【請求項２１】
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１９記載の電子部品実装構造。
【請求項２２】
前記保護部は、半導体素子と同じ材質で形成されていることを特徴とする請求項１９記載の電子部品実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の回路形成面にバンプを形成した電子部品およびこの電子部品を回路基板に実装して成る電子部品および電子部品実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子をパッケージングして製造される電子部品を回路基板に実装する電子部品実装構造として、電子部品に形成された半田バンプなどの突出電極を回路基板に接合した構造が知られている。このような実装構造において、実装後の接合信頼性を実現する上で求められるヒートサイクル時の熱応力レベルの低減、すなわち実装後の環境温度変化によって半導体素子とワークとの熱膨張率の差に起因して半導体素子と半田バンプとの接合部に発生する熱応力を低く抑えることを目的として、半導体素子を１５０μｍ以下に極力薄くする試みが進行している。
【０００３】
このような薄化された半導体素子より成る電子部品実装構造について、図面を参照して説明する。図９（ａ）は、従来の電子部品実装構造の断面図、図９（ｂ）は、従来の電子部品実装構造における基板と半導体素子の熱変形状態を示す図である。図９（ａ）において、回路基板４には電子部品１が実装されており、回路基板４の上面に形成された電極４ａには、半導体素子２の回路形成面に半田を形成材料として設けられたバンプ３が接合されている。半導体素子２は、前述のように半導体素子とバンプとの接合部に発生する熱応力を低く抑えることを目的として薄化処理されている。
【０００４】
図９（ｂ）は、このような薄化処理された半導体素子２を有する電子部品１を回路基板４に実装して成る電子部品実装構造において、電子部品搭載後のリフロー過程で基板４に熱収縮応力が生じた状態を示している。半導体素子２は薄化されて撓みやすいため、回路基板４の収縮変位に応じて半導体素子２が追従して変形する。そして薄化の程度を進めて１５０μｍ以下の厚みの半導体素子２を用いた実装構造では、半導体素子２の撓み変形は各バンプ３間で半導体素子２が凹状となる撓み形状を示すようになり（矢印ａ参照）、薄化が進行するほど良好な追従性が実現されていることが判る。そしてこれにより、半導体素子２とバンプ３との接合部に発生する熱応力のレベルを有効に低減されることが実証されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記薄化された半導体素子２より成る電子部品実装構造においては、以下のような不具合が実証的にまた数値解析によって確認されている。図９（ｂ）に示すように、半導体素子２は最外周のバンプ３の外側で撓みが急激に増大し（矢印ｂ参照）、最外周のバンプ３外側近傍の半導体素子２の下面にクラックが発生し、半導体素子２がこのクラックから破断するという現象が生じる。すなわち、半導体素子の薄化を進めると、半田バンプに生じる熱応力は低下するものの、半導体素子の外縁部近傍の局部的な破損が発生するという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、薄化された半導体素子を備えた電子部品において、外縁部近傍に発生する半導体素子の破損を防止して、信頼性を確保することができる電子部品および電子部品実装構造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】
請求項１記載の電子部品は、厚みが１５０μｍ以下の半導体素子の回路形成面に設けら
れた複数の外部接続用端子にバンプを形成した電子部品であって、前記半導体素子の回路形成面の反対面に形成され半導体素子を前記バンプを介して回路基板に接続した状態においてこの半導体素子の最外周のバンプよりも外側に生じる回路基板方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部を備えた。
【０００８】
請求項２記載の電子部品は、請求項１記載の電子部品であって、前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する素材で形成されている。
【０００９】
請求項３記載の電子部品は、請求項１記載の電子部品であって、前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する樹脂で形成されている。
【００１０】
請求項４記載の電子部品は、請求項１記載の電子部品であって、前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の角部に形成されている。
【００１１】
請求項５記載の電子部品は、請求項１記載の電子部品であって、前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の対角線に沿った十字形状に形成されている。
【００１２】
請求項６記載の電子部品は、請求項１記載の電子部品であって、前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の縁部に形成されている。
【００１３】
請求項７記載の電子部品は、請求項１記載の電子部品であって、前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の縁部に沿う口型枠形状に形成されている。
【００１４】
請求項８記載の電子部品は、厚みが１５０μｍ以下の半導体素子の回路形成面に設けられた複数の外部接続用端子にバンプを形成した電子部品であって、前記半導体素子の回路形成面の反対面に形成され半導体素子を前記バンプを介して回路基板に接続した状態において半導体素子の最外周のバンプよりも外側に生じる回路基板方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部を備え、この曲げ変形抑制部にさらにこの曲げ変形抑制部よりも高い剛性を有しこの電子部品を保護する板状の保護部材を接着した。
【００１５】
請求項９記載の電子部品は、請求項８記載の電子部品であって、前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する素材で形成されている。
【００１６】
請求項１０記載の電子部品は、請求項８記載の電子部品であって、前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する樹脂で形成されている。
【００１７】
請求項１１記載の電子部品は、請求項８記載の電子部品であって、前記保護部材が半導体素子と同じ材質で形成されている。
【００１８】
請求項１２記載の電子部品実装構造は、厚みが１５０μｍ以下の半導体素子の回路形成面に設けられた複数の外部接続用端子にバンプを形成した電子部品を前記バンプを介して回路基板に接続して成る電子部品実装構造であって、前記半導体素子と回路基板の線膨張係数の相違によって生じる半導体素子の最外周のバンプよりも外側に生じる回路基板方向への曲がりを抑制する曲げ変形抑制部を半導体素子の裏面に形成した。
【００１９】
請求項１３記載の電子部品実装構造は、請求項１２記載の電子部品実装構造であって、前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する素材で形成されている。
【００２０】
請求項１４記載の電子部品実装構造は、請求項１２記載の電子部品実装構造であって、
前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する樹脂で形成されている。
【００２１】
請求項１５記載の電子部品実装構造は、請求項１２記載の電子部品実装構造であって、前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の角部に形成されている。
【００２２】
請求項１６記載の電子部品実装構造は、請求項１２記載の電子部品実装構造であって、前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の対角線に沿った十字形状に形成されている。
【００２３】
請求項１７記載の電子部品実装構造は、請求項１２記載の電子部品実装構造であって、前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の縁部に形成されている。
【００２４】
請求項１８記載の電子部品実装構造は、請求項１２記載の電子部品実装構造であって、前記曲げ変形抑制部は、少なくとも前記半導体素子の縁部に沿う口型枠形状に形成されている。
【００２５】
請求項１９記載の電子部品実装構造は、厚みが１５０μｍ以下の半導体素子の回路形成面に設けられた複数の外部接続用端子にバンプを形成した電子部品を前記バンプを介して回路基板に接続して成る電子部品実装構造であって、前記半導体素子と回路基板の線膨張係数の相違によって生じる半導体素子の縁部の回路基板側へ曲がりを抑制する曲げ変形抑制部を半導体素子の裏面に形成し、さらに曲げ変形抑制部にこの曲げ変形抑制部よりも高い剛性を有しこの電子部品を保護する板状の保護部を形成した。
【００２６】
請求項２０記載の電子部品実装構造は、請求項１９記載の電子部品実装構造であって、前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する素材で形成されている。
【００２７】
請求項２１記載の電子部品実装構造は、請求項１９記載の電子部品実装構造であって、前記曲げ変形抑制部は、前記半導体素子の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する樹脂で形成されている。
【００２８】
請求項２２記載の電子部品実装構造は、請求項１９記載の電子部品実装構造であって、前記保護部は、半導体素子と同じ材質で形成されている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、薄化された半導体素子にバンプを形成した電子部品において、半導体素子をバンプを介して回路基板に接続した状態において半導体素子の縁部に生じる回路基板方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部を半導体素子の回路形成面の反対面に形成することにより、外縁部近傍に発生する半導体素子の破損を防止して、信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の一実施の形態の電子部品の平面図、図１（ｂ）は本発明の一実施の形態の電子部品の側面図、図１（ｃ）は本発明の一実施の形態の電子部品の下面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の斜視図、図３（ａ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の側断面図、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の部分断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の変形状態の説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装構造における半導体素子の変形状態を示すグラフ、図６は本発明の一実施の形
態の電子部品実装構造における半導体素子の表面応力を示すグラフ、図７（ａ）は本発明の一実施の形態の電子部品の平面図、図７（ｂ）は本発明の一実施の形態の電子部品の側断面図、図８（ａ）は本発明の一実施の形態の電子部品の側面図、図８（ｂ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の斜視図である。
【００３１】
まず図１を参照して、電子部品１の構成について説明する。図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、電子部品１はシリコンを薄片状に加工した半導体素子２を主体としており、半導体素子２の回路形成面（図１（ｂ）において下面側）に設けられた複数の外部接続用端子に、半田を材料とするバンプ３を形成した構成となっている。バンプ３は、半導体素子２の中心部を除き、外縁に沿って複数列に規則配列されている。
【００３２】
ここで半導体素子２は機械研磨やエッチングなどの方法によって薄化処理が行われた後の状態である。一般に、半導体素子をバンプを介して基板に実装した状態では、半導体素子の厚み寸法が小さいほど実装後の接合信頼性が優れている。このため、本実施の形態では、上述のように半導体素子２を薄化処理して厚みｔが１５０μｍ以下となるようにしており、ここでは厚みｔを５０μｍに設定した例を示す。
【００３３】
薄化処理は、半導体素子２の回路形成面の反対面を砥石等を用いた機械研磨によって粗加工を行い、ドライエッチングや薬液によるウェットエッチングで仕上げ加工を行う。機械研磨を行うと裏面に多数のマイクロクラックを有するダメージ層が形成される。このダメージ層は、半導体素子の抗折強度を低下させる要因となるものであるが、仕上げ加工によりこのダメージ層を除去して半導体素子２の抗折強度を高めることができる。このようにして薄く加工された半導体素子２からダメージ層を除去することによって、後述するように半導体素子２の破損を生じることなく半導体素子２に面外の撓み変形を生じさせることが可能となっている。なお、半導体素子としては、回路形成面に形成された再配線層上の外部接続用端子にバンプを有するものでも良い。
【００３４】
半導体素子２の回路形成面の反対側には、１つの対角点（角部）から対をなす対角点（角部）に至る対角線に沿って、十字状に補強部５が設けられている。補強部５は、エポキシ樹脂など半導体素子２の素材であるシリコンよりも高い線膨張係数を有する素材で形成されている。このような補強部５が半導体素子２の角部を含む範囲で形成されていることにより、後述するようにバンプ３を介して半導体素子２を回路基板４に接続した状態において、補強部５は、半導体素子２と回路基板４の熱膨張係数の相違によって半導体素子２の縁部に生じる回路基板４方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部として機能する。
【００３５】
次に上述の電子部品１を回路基板４に実装して成る電子部品実装構造について説明する。図２に示すように、電子部品１は、回路基板４の上面に形成された電極４ａにバンプ３を半田接合して接続することにより回路基板４に実装される。図３（ａ）は、この電子部品実装構造の対角線方向の断面（図２に示すＡ−Ａ断面）を示している。電子部品１を回路基板４に実装する過程において、バンプ３を電極４ａに半田接合した後の冷却時には、図３（ｂ）に示すように回路基板４には外縁部から中心部に向かって回路基板４を収縮変位させるような熱収縮応力が発生する。
【００３６】
図４は、このように回路基板４に熱収縮応力が作用した場合の回路基板４および電子部品１の変形挙動を示している。まず図４（ａ）は、電子部品１を回路基板４に実装した実装構造において、回路基板４に熱収縮変形が生じた場合におけるバンプ３間の半導体素子２および補強部５の変形挙動を示している。回路基板４の収縮変形による外力がバンプ３を介して半導体素子２に伝達されると、各バンプ３間で半導体素子２に発生する圧縮荷重は、半導体素子２が上述のように薄くて撓みやすいことから、半導体素子２の面外の撓み変形を生じさせる。
【００３７】
すなわち図４（ａ）に示すように、薄い半導体素子２はバンプ３の位置で上下方向の変位が拘束された状態で圧縮荷重Ｆを受ける結果、バンプ３間で上下方向の撓み変形による変位ｄを生じる。そして回路基板４の収縮変形による水平方向の変位はこの撓み変形によってそのほとんどが吸収されることから、バンプ３が半導体素子２の圧縮反力によって拘束されることによってバンプ３やバンプ３と回路基板４の電極４ａとの接合部に作用する応力は、大幅に緩和される。
【００３８】
換言すれば、回路基板４に収縮変形が生じた場合には、半導体素子２に形成されたバンプ３は回路基板４の収縮とともに半導体素子２の面方向（水平方向）に変位することが許容されており、これによりバンプ３と回路基板４との接合部に回路基板４の収縮によって作用する応力は大幅に緩和される。発明者らの実験によれば、半導体素子２の厚みｔが１５０μｍを下回るようになると、上述したような実装状態における、回路基板４の収縮変形に対する半導体素子２の追従性が明瞭に認められるようになる。
【００３９】
図４（ｂ）は，半導体素子２の最外周に位置するバンプ３（図３（ｂ）において矢印で示すバンプ３参照）から外側に位置する半導体素子２および補強部５の変形状態を示している。本実施の形態に示すような薄化された半導体素子２をバンプ３を介して回路基板４に接合した構造では、半導体素子２の単体にバンプ３を形成した電子部品を基板４に実装した場合、最外周のバンプ３から外側の範囲は回路基板４側に大きく撓む傾向にある（破線で示す半導体素子２参照）。そして最外周のバンプ３の外側近傍の半導体素子２の下面には高いレベルの表面応力が生じ、半導体素子２を破損させる原因となる場合がある。
【００４０】
これに対し、本実施の形態に示すように、回路形成面の反対面に補強部５が設けられた電子部品１を回路基板４に実装した場合には、最外周のバンプ３から外側の範囲における半導体素子２の下方への撓みは大幅に低減される。すなわち、補強部５は半導体素子２の素材であるシリコンよりも線膨張係数が高いエポキシ樹脂で形成されていることから、熱収縮時においては半導体素子２を上反り変形させるように作用する。そしてこの作用により、半導体素子２の下方への撓み変形が抑制され、したがって補強部５は、半導体素子２をバンプ３を介して回路基板４に接続した状態において、半導体素子２の縁部に生じる回路基板方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部となっている。
【００４１】
このような電子部品実装構造における半導体素子の撓み変形とこの撓み変形によって半導体素子の下面に発生する表面応力との関係について、図５、図６を参照して説明する。図５は、図３（ｂ）に示すように回路基板４に圧縮応力が作用した状態における半導体素子２の下方（回路基板４側）への撓み量Ｄを、各材質の非線形特性を考慮に入れた数値解析演算によって求め、半導体素子２の中心点から対角点の端面位置へ向かう各位置毎にグラフ化したものである。ここでは、横軸に半導体素子中心位置から対角点の端面位置に至る距離を、縦軸に半導体素子２の下方（回路基板４側）への撓み量Ｄを対応させている。
【００４２】
また図６は、同様に回路基板４に圧縮応力が作用した状態における半導体素子２の下面（回路形成面側）の表面の最大主応力σを、同様の数値解析演算によって求め、半導体素子２の中心点から対角点の端面位置へ向かう各位置毎にグラフ化したものであり、縦軸が最大主応力の応力値を示している。
【００４３】
ここでは、前述の電子部品１（５０μｍに薄化されたシリコン材質の半導体素子２の裏面に樹脂の補強部５を形成した構成の電子部品）を対象とした演算結果に加えて、比較対照のために３種類の電子部品を同様の回路基板４に実装した実装構造についての演算結果を示している。比較対照される電子部品は、それぞれ３種類の厚みｔ（７００μｍ、２８０μｍ、５０μｍ）の半導体素子単体より成る電子部品Ａ，Ｂ，Ｃである。これらの電子
部品Ａ，Ｂ，Ｃについては、電子部品１と異なり、半導体素子の回路形成面の反対側に補強部が形成されていない。
【００４４】
図５のグラフにおいては、ＤＡ，ＤＢ，ＤＣが、半導体素子の厚みｔがそれぞれ７００μｍ、２８０μｍ、５０μｍの電子部品Ａ，Ｂ，Ｃについての撓み量を示しており、また図６においては、σＡ、σＢ、σＣが、電子部品Ａ，Ｂ，Ｃについての最大主応力を示している。そして図５、図６のグラフ中の縦方向破線は、半導体素子２の対角線方向におけるバンプ３の端部位置（破線で示すバンプ３参照）を示している。
【００４５】
まず図５を参照して、半導体素子の撓み量と、半導体素子の厚み、補強部の有無との相関について説明する。図５のグラフから判るように、回路基板４に圧縮応力が作用することにより、半導体素子２は外縁部が中心近傍よりも全体的に下方へ変形する傾向の撓み変形を生じる。そして下方への撓み量は、中心位置から対角点に向かって増大する。また、ＤＡ，ＤＢ，ＤＣを比較して判るように、半導体素子の厚みｔが小さくなるのに伴って撓み量が増大する傾向を示す。
【００４６】
ここで、撓み量Ｄ，ＤＣのグラフから判るように、半導体素子の厚みが５０μｍである場合には、バンプ３間において半導体素子は圧縮応力によって面外撓み変形を生じ凹状に変形している。そして補強部５が形成されていない電子部品Ｃでは、最外周のバンプ３から外側の部分に下方への撓み量が急激に増大する変形状態変化が現れている。これに対し補強部５が形成された電子部品１では、最外周のバンプ３の外側においても下方への撓み量の急激な増大は現れず、電子部品Ｃのような変形状態変化は現れていない。
【００４７】
次に、このような変形状態に対応して半導体素子の回路形成面に生じる最大主応力について、図６を参照して説明する。図６のグラフから判るように、回路基板４に圧縮応力が作用した状態における最大主応力は、半導体素子の厚みによって、またバンプ位置との関係で複雑に変化する。まず半導体素子の厚みｔが最も大きい電子部品Ａでは、回路基板４の圧縮応力によって生じる最大主応力σＡは中心位置から外縁部に向かって略斬減する傾向を示している。また厚みｔが次に大きい電子部品Ｂでは、半導体素子の中心位置近傍においては、電子部品Ａの最大主応力σＡとほぼ同様レベルのσＢを示しているものの、半導体素子の外縁部ではバンプ３の位置との相関によってσＢが変動していることが判る。
【００４８】
ここで、半導体素子２の厚みを極薄にした電子部品１および電子部品Ｃでは、上述の電子部品Ａ，Ｂの場合と比較して応力状態が大きく異なっている。まず半導体素子２の中心位置近傍では応力レベルはゼロに近いきわめて低いレベルとなっているが、半導体素子２の外縁部ではバンプ３の存在によって応力値は大きく変動している。そして補強部５が形成されていない電子部品Ｃでは、最大主応力σＣは最外周部のバンプ３の外側近傍で極めて大きな値を示す。このことは、補強部のない電子部品を実装した実装構造において最外周のバンプ近傍で半導体素子が破損しやすいことと符合している。
【００４９】
これに対し、同様に極薄の半導体素子２を有する電子部品１では、最大主応力σは、半導体素子２の外縁部においてバンプ３の存在によって応力値がばらつくものの、半導体素子２の破損を招くような高レベルの応力値は現れていない。すなわち、半導体素子２の回路形成面の反対側に補強部５を形成することにより、図５に示すように、最外周のバンプ３の外側において下方への撓み量の急激な増大を防止し、これにより、最外周のバンプ３近傍に生じる最大主応力σを低いレベルに押さえることが可能となっている。
【００５０】
したがって、ここでは補強部５は、バンプ３を介して半導体素子２を回路基板４に接続した状態において、半導体素子２と回路基板４の線膨張係数の相違に起因して半導体素子２の縁部に生じる回路基板４方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部となっている。
【００５１】
このように、半導体素子２を極薄として回路基板４の収縮による変位を面外の撓み変形によって吸収させる構成の電子部品において、半導体素子２に補強部５を設けて半導体素子２の縁部に生じる曲げ変形を抑制することにより、半導体素子に局部的に生じる破損を有効に防止することができる。これにより、実装後にアンダーフィル樹脂を充填するなどの補強処理を必要とすることなく、簡易な形態のパッケージ構造で実装後の信頼性を確保することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、補強部５を半導体素子２の対角線に沿った十字形状に形成した例を示したが、図７に示すように、半導体素子２の縁部に沿う口型枠形状の補強部５Ａを形成するようにしてもよい。このような形状の補強部５Ａによっても、半導体素子２の縁部の曲げ変形を有効に抑制することができる。もちろん、半導体素子２の回路形成面の反対面の全面を覆って補強部を形成するようにしてもよい。
【００５３】
また補強部５に、この補強部５よりも高い剛性を有する板状のバンパ部材１２を接着し、このバンパ部材１２を含めて電子部品１１を構成するようにしてもよい。これにより、電子部品１１の回路基板４への搭載時などのハンドリングにおいて、バンパ部材１２を安定して保持することができるとともに、電子部品１１が回路基板４に実装された後には、電子部品１１の半導体素子２を異物との衝突などによる外力から保護することができる。したがって、バンパ部材１２は、この電子部品１１の保持を容易にし外力から保護する板状の保護部材として機能するとともに、電子部品１１を回路基板４に実装した電子部品実装構造においては、電子部品１１を保護する保護部を構成する。
【００５４】
ここで、バンパ部材１２の材質として半導体素子２と同じシリコン材質を用いるようにすれば、半導体素子２とともに補強部５を同材質の部材によって両側から挟み込む構成となる。これにより、電子部品１１を回路基板４に実装した後のヒートサイクルにおいて、補強部５が半導体素子２の曲げを抑制する効果をより向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、薄化された半導体素子にバンプを形成した電子部品において、バンプを介して半導体素子を回路基板に接続した状態において半導体素子の縁部に生じる回路基板方向への曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部を半導体素子の回路形成面の反対面に形成したので、外縁部近傍に発生する半導体素子の破損を防止して、信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品の平面図（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品の側面図（ｃ）本発明の一実施の形態の電子部品の下面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の斜視図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の側断面図（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の変形状態の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装構造における半導体素子の変形状態を示すグラフ
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装構造における半導体素子の表面応力を示すグラフ
【図７】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品の平面図（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品の側断面図
【図８】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品の側面図（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の斜視図
【図９】（ａ）従来の電子部品実装構造の断面図（ｂ）従来の電子部品実装構造における基板と半導体素子の熱変形状態を示す図
【符号の説明】
【００５７】
１，１１  電子部品
２  半導体素子
３  バンプ
４  回路基板
４ａ  電極
５  補強部
１２  バンパ部材
【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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