(57)【要約】【課題】  外部接続用パッド間距離を拡張し、また、配線の幅や配線の間隔を拡張することのできる半導体装置を提供する。【解決手段】  半導体装置１６において、複数の電極パッド１が形成された半導体チップ１０の主面上、および、半導体チップ１０の側面および半導体チップ１０の主面と対向する面を覆う封止樹脂３における半導体チップの主面と共に同一面を成す面上に、電極パッド１と電気的に接続する外部接続用パッド７を有する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極パッドが主面に形成された半導体チップと、
上記半導体チップの主面を上面とするときの上記半導体チップの側面および上記半導体チップの主面と対向する面を覆い、かつ、上記半導体チップの主面と共に同一面を成すように形成された絶縁部とを有する半導体装置において、
上記半導体チップの主面上および上記絶縁部における上記半導体チップの主面と共に同一面を成す面上に、上記電極パッドと電気的に接続する外部接続用パッドを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
複数の電極パッドが主面に形成された半導体チップと、
上記半導体チップの主面を上面とするときの上記半導体チップの側面を覆い、かつ、上記半導体チップの主面と共に同一面を成すように形成された絶縁部と、
上記半導体チップの主面上および上記絶縁部における上記半導体チップの主面と共に同一面を成す面上に、上記電極パッドと電気的に接続する外部接続用パッドとを有し、
上記半導体チップの主面と対向する面が露出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
上記外部接続用パッドを露出するように被覆された保護用樹脂を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
上記外部接続用パッドに外部接続用端子を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
主面に電極パッドを有する複数の半導体チップを、互いに隔て、かつ、各半導体チップの主面が半導体チップ搭載材料の接着面に対面するように、該半導体チップ搭載材料へ搭載する搭載工程と、
上記半導体チップ搭載材料に搭載された上記各半導体チップの間、および半導体チップの主面と対向する面を絶縁性材料で充填する充填工程と、
上記半導体チップ搭載材料を除去する除去工程と、
上記チップ搭載材料が除去された面における、上記半導体チップ上および絶縁性材料上に、上記電極と電気的に接続する外部接続用パッドを含む配線を形成する配線形成工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
上記外部接続用パッドに外部接続用端子を搭載する搭載工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
上記各半導体チップの間の上記絶縁性材料を切断し、半導体装置毎に分割する切断工程を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
上記半導体チップの主面と対向する上記絶縁性材料を研磨して、上記半導体チップの主面と対向する面を露出させる研磨工程を含むことを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
上記半導体チップ搭載材料はシート状であり、上記除去工程では、当該シートを剥離することを特徴とする請求項５〜８の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
上記半導体チップ搭載材料は半導体ウエハーと略同型のものが用いられることを特徴とする請求項５〜９の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に搭載・内蔵される半導体装置およびその半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器の分野では、小型化・高機能化・薄型化の流れから機器の内部で搭載される電子部品をより高密度に実装する傾向が進行している。半導体ＩＣ用のパッケージにおいても同様に、より小型・薄型の形態が求められている。そのため、チップのサイズと同一、あるいは、ほぼ同じサイズのパッケージ（ＣＳＰ（Chip Size Package））なる小型のパッケージが現れ、機器の小型化に対応している。
【０００３】
ＣＳＰの多くは、従来から利用されている表面実装型パッケージであるＱＦＰ（Quad Flat Package）やＳＯＰ（Small Outline Package）と概ね同様の方法で形成されている。すなわちＱＦＰやＳＯＰに用いられるＣｕやＦｅ−Ｎｉ合金から成る金属フレームの替わりに、エポキシ等の硬質材、あるいは柔軟性のあるテープ材をベースとしたプリント回路基板が用いられる。そして、導体チップをプリント回路基板に形成されたダイパッド上にダイボンドペーストやダイボンドフィルムなどを用いてダイボンドする。そして、金ワイヤーなどを代表とする金属ワイヤーにより、半導体チップの電極パッドとプリント回路基板に形成された金属配線端にあるボンディングパッドとを接続し、プリント回路基板の外部接続用端子に至るまで電気的導通が得られるように連続的に繋ぐ。更に、トランスファーモールドやポッティング、あるいは印刷などで半導体チップ及びその周辺を絶縁性のある樹脂で封止する。最後に、グラインディングやレーザーなどにより個々のパッケージに個片化することで、ＣＳＰは作られる。この手法で完成したＣＳＰの構造は、例えば、特許文献１に示されている。
【０００４】
また最近では、素子が完成したウエハーをそのままのウエハー状態でパッケージングする、ウエハーレベルＣＳＰと呼ばれるパッケージも実用化されている。これも、チップサイズパッケージの一つとして利用されている。ウエハーレベルＣＳＰの多くは、素子が完成したウエハーにウエハープロセスで使用されるスパッター、フォトリソグラフィー、メッキ、エッチング技術を用いて、ウエハー上の半導体チップの電極パッドから外部接続用端子までの再配線及び再配線の保護用に絶縁物を形成する。その後、個々のＣＳＰに個片化することで形成される。
【０００５】
ウエハーレベルＣＳＰは、ウエハー状態でＣＳＰというパッケージに処理される。そのため、ウエハーレベルＣＳＰは、前記ＣＳＰに比べて半導体チップの乗数の多いウエハーをＣＳＰというパッケージに処理するという上では、低コスト化が図れるというメリットを持っている。また、チップサイズに個片化するので、チップサイズと同一の究極の小型パッケージである。このようなウエハーレベルＣＳＰについては、非特許文献１中でも紹介されている。
【０００６】
上記ウエハーレベルＣＳＰの一種について、その従来例の基本的な構造を図１２および図１３に示す。なお、図１３は、図１２のＳ３面における断面図である。図１３に示すように、再配線２４に相当する配線部分の形成を行う。まず半導体チップ２０（この時点ではウエハー状態）上に、フォトリソグラフィーにより、半導体チップ２０上に形成された電極パッド２１が開口するよう、高分子パッシベーション２２を形成する。その上に電解メッキで配線２４の形成を行う。一般的に配線下地のメタル形成は、スパッタ装置によりウエハーの全面に行う。その上にフォトレジストを被せ、アライナによる露光、現像機による所定のフォトレジスト除去の工程処理を行い、配線を形成したい所定のフォトレジストの領域を除去する。更にフォトレジストを除去した部分に電解メッキ等により配線２４となる材料を形成する。配線２４の形成後、フォトレジストをすべて除去し、薬品等で配線２４間に存在する金属膜をエッチングする。これら工程を経て、各配線２４は電気的に独立したパターンとなる。更に感光性の高分子材２５を全面に塗布し、フォトリソグラフィーにより、ダイシング部分（後にカッティングを行う部分）、および外部接続用端子形成部分が露出するよう形成する。更にこの露出部分にハンダボールを搭載するかハンダペーストを印刷し、リフローによって外部接続用端子２６が形成される。
【０００７】
また、あらかじめ配線を形成した基板をウエハーにラミネートした構造もある。配線を形成した基板は、一例として、配線となる金属の箔を絶縁体の基板にラミネートしたり、あるいは金属箔に絶縁体を塗布することにより、絶縁体と金属導電体部の層を形成し、金属導電体部の一部を化学的にエッチングすることで得られる。
【０００８】
また、鋼板をエッチングしたマスクやメッシュを施したスクリーンマスク等を使用して導電ペーストを単純に印刷し、配線を形成する方法も考えられている。
【０００９】
また、電極形成面以外の部分を樹脂で覆い、ＩＣチップの電極から導体パターンをＩＣチップの電極面と略同一平面の樹脂部に設け、導体パターンの周辺部を残し被覆樹脂で密封し、周辺部にバンプを形成したＩＣパッケージが、例えば、特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特許第３１７６５４２号（２００１年４月６日登録）
【特許文献２】特許第２８９７４０９号（１９９９年３月１２日登録）
【非特許文献１】日経マイクロデバイス１９９８年８月１日号  ４２〜５９ページ  日経ＢＰ社出版  １９９８年８月１日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、上記した従来の小型パッケージ（ＣＳＰ）においては、半導体チップ・封止材料等以外にフレームとしてプリント回路基板が必要となる。プリント回路基板は、ＣＳＰを構成する上で必要な材料コストの多くを占めることになる。
【００１１】
一方、上記した従来のウエハーレベルＣＳＰは、ウエハー上に半導体ＩＣの乗数が多くチップサイズの小さい場合は、従来のＣＳＰに比べ製造コスト的にはメリットが見られる。しかしながら、ウエハー状態で加工する以上、ある半導体ＩＣの外側は他の半導体ＩＣの領域であるため、各半導体ＩＣは各々自己の外部接続用パッドあるいは端子を、必ず自らの半導体ＩＣの領域に配置せざるを得ない。よって、外部接続用パッドのセンター間距離（ピッチ）は外部接続用パッドの数が多いほど短くせざるを得ない。外部接続用パッドの距離が狭くなると、該パッド間を走る配線の幅や配線の間隔を狭くしたり、あるいはウエハーレベルＣＳＰが実装されるプリント回路基板上の配線の幅や配線の間隔も狭くすることになる。このことは、加工上の精度向上が要求されてコストが上がる要因となる。
【００１２】
また、ウエハーレベルＣＳＰは半導体ＩＣと全く同一のサイズであり、多種多様の半導体ＩＣは互いにサイズが異なっていることが通常である。そのため、従来のパッケージと同様にパッケージの外形を規定のサイズにすることが困難である。つまり、ウエハーレベルＣＳＰでパッケージを製造するためには、機能の異なる半導体チップ毎に、専用の搬送用トレイ・テスト用ソケット・包装用材料などが基本的に必要となる。
【００１３】
また、特許文献２に記載されたＩＣパッケージは、パッケージの多ピン対応を目的としており、周辺部にバンプを形成しているが、より多ピン化されるとバンプ同士が隣接してしまう。
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、外部接続用パッド間距離を拡張し、また、配線の幅や配線の間隔を拡張することのできる半導体装置およ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】
【００１５】
本発明に係る半導体装置は、上記課題を解決するために、複数の電極パッドが主面に形成された半導体チップと、上記半導体チップの主面を上面とするときの上記半導体チップの側面および上記半導体チップの主面と対向する面を覆い、かつ、上記半導体チップの主面と共に同一面を成すように形成された絶縁部とを有する半導体装置において、上記半導体チップの主面上および上記絶縁部における上記半導体チップの主面と共に同一面を成す面上に、上記電極パッドと電気的に接続する外部接続用パッドを有することを特徴としている。
【００１６】
上記構成によると、絶縁部上、および、半導体チップ上の両方の領域に実装基板との接続を行う外部接続用パッドを配置させることができる。よって、より広い領域に外部接続用パッドを配置することができる。
【００１７】
上記構成は、従来のウエハーレベルＣＳＰで見られるような半導体チップ上にのみ外部接続用パッドが形成されている、所謂ファンイン構造ではない。また、絶縁部上にのみ外部接続用パッド（あるいは外部接続用端子）が形成されている構成でもない。そのため、外部接続用パッド同士の間隔を広げることができ、配線の幅や配線の間隔を拡張することができる。よって、より多ピンにも対応でき、ショートしにくい、高品質の半導体装置とすることができる。
【００１８】
このように、上記構成によると、半導体チップの外周にある絶縁部および半導体チップ主面の上に外部接続用パッドを設けることが可能なため、従来のウエハーレベルＣＳＰで実現できないファンアウト構造のパッケージとすることができる。
【００１９】
また、絶縁部は、半導体チップの主面と共に同一面を成すように形成されているので、配線・外部接続用パッドなどを一括して形成することができる。そのため、製造する上でのコストの低減が可能である。
【００２０】
また、半導体チップの側面を囲う絶縁部で、パッケージ外形を所定のサイズにすることができる。つまり、半導体チップのサイズに依存せずに一定サイズのパッケージを実現することができる。そのため、搬送用トレイ・テスト用ソケット・包装用材料などの共通化を図りやすく、コストを削減することができる。
【００２１】
また、上記構成によると、プリント回路基板を使用しないので、プリント回路基板を用いるＣＳＰと比較して、作製する上での材料費用削減から製造コストの低減を図ることができる。
【００２２】
本発明に係る半導体装置は、上記課題を解決するために、複数の電極パッドが主面に形成された半導体チップと、上記半導体チップの主面を上面とするときの上記半導体チップの側面を覆い、かつ、上記半導体チップの主面と共に同一面を成すように形成された絶縁部と、上記半導体チップの主面上および上記絶縁部における上記半導体チップの主面と共に同一面を成す面上に、上記電極パッドと電気的に接続する外部接続用パッドとを有し、上記半導体チップの主面と対向する面が露出していることを特徴とを特徴としている。
【００２３】
上記構成によると、上記した半導体チップの主面と対向する面が絶縁部により覆われた半導体装置と同様、絶縁部上、および、半導体チップ上の両方の領域に実装基板との接続を行う外部接続用パッドを配置させることができる。より広い領域に外部接続用パッドを配置することができるので、外部接続用パッド間の距離を拡張することができる。外部接続用パッド同士の間隔を広げることができ、配線の幅や配線の間隔を拡張することができる。よって、より多ピンにも対応でき、ショートしにくい、高品質の半導体装置とすることができる。このように、半導体チップの外周にある絶縁部および半導体チップ主面の上に外部接続用パッドを設けることが可能なため、従来のウエハーレベルＣＳＰで実現できないファンアウト構造のパッケージとすることができる。
【００２４】
さらに、本発明に係る半導体装置は、半導体チップの主面と対向する面が露出しているので、主面に垂直方向には厚くならない。そのため、基板実装される機器に収納された状態で、厚さ方向に占有容積を増やすことはない。また、半導体チップの主面と対向する面が露出しているので、ヒートスプレッダーやヒートシンク等の放熱材を接触あるいは接着させることで、より消費電力の大きい半導体チップに適用が可能となる。
【００２５】
本発明に係る半導体装置では、上記構成に加え、上記外部接続用パッドを露出するように被覆された保護用樹脂を有してもよい。
【００２６】
上記構成によると、半導体装置の主面における外部接続用パッド以外の配線を保護することができる。
【００２７】
本発明に係る半導体装置では、上記構成に加え、上記外部接続用パッドに外部接続用端子を設けてもよい。
【００２８】
上記構成によると、外部接続用パッド同士は間隔が広げて形成されているため、外部接続用端子も、間隔も広げて搭載することができる。そのため、多ピン対応の半導体装置を提供することができる。
【００２９】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、主面に電極パッドを有する複数の半導体チップを、互いに隔て、かつ、各半導体チップの主面が半導体チップ搭載材料の接着面に対面するように、該半導体チップ搭載材料へ搭載する搭載工程と、上記半導体チップ搭載材料に搭載された上記各半導体チップの間、および半導体チップの主面と対向する面を絶縁性材料で充填する充填工程と、上記半導体チップ搭載材料を除去する除去工程と、上記チップ搭載材料が除去された面における、上記半導体チップ上および絶縁性材料上に、上記電極と電気的に接続する外部接続用パッドを含む配線を形成する配線形成工程とを含むことを特徴としている。
【００３０】
上記方法によると、絶縁部上、および、半導体チップ上の両方の領域に実装基板との接続を行う外部接続用パッドを配置させた半導体装置を製造ことができる。より広い領域に外部接続用パッドを配置することができる。そのため、外部接続用パッド同士の間隔を広げることができ、配線の幅や配線の間隔を拡張することができる。よって、より多ピンにも対応でき、ショートしにくい、高品質の半導体装置を製造することができる。このように、半導体チップの外周にある絶縁部および半導体チップ主面の上に外部接続用パッドを設けることが可能なため、従来のウエハーレベルＣＳＰで実現できないファンアウト構造のパッケージを製造することができる。外部接続用パッド同士の間隔を広げることができ、配線の幅や配線の間隔を拡張することができる半導体装置を一度に多数製造することができる。
【００３１】
更に、電気的に良品の半導体チップのみを選択して半導体チップ搭載材料に搭載して製造することができる。そのため、従来のウエハーレベルＣＳＰのようにウエハー毎の不良率の違いにより製造コストが変化することがなく、良品の半導体装置のみを常に一定のコストで製造することができる。
【００３２】
また、絶縁性材料と半導体チップの主面とは、同一面を成すように形成されるので、封止樹脂・配線・外部電極などを一括して形成することができる。そのため製造する上でのコストの低減が可能である。
【００３３】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加え、上記外部接続用パッドに外部接続用端子を搭載する搭載工程を含んでもよい。
【００３４】
上記方法によると、外部接続用パッド同士は間隔が広げて形成されているため、外部接続用端子も、間隔も広げて搭載することができる。そのため、多ピン対応の半導体装置を提供することができる。
【００３５】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加え、上記各半導体チップの間の上記絶縁性材料を切断し、半導体装置毎に分割する切断工程を含んでもよい。
【００３６】
上記方法によると、切断工程で、各半導体装置が所定サイズとなるように絶縁性材料を切断することで、パッケージ外形を所定のサイズにすることができる。つまり、半導体チップのサイズに依存せずに一定サイズのパッケージを実現することができる。そのため、搬送用トレイ・テスト用ソケット・包装用材料などの共通化を図りやすく、コストを削減することができる。
【００３７】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加え、上記半導体チップの主面と対向する上記絶縁性材料を研磨して、上記半導体チップの主面と対向する面を露出させる研磨工程を含んでもよい。
【００３８】
上記方法によると、研磨により半導体装置の厚さは薄くなる。そのため、基板実装され機器に収納された状態で占有容積を低減することができる。また、半導体チップの主面と対向する面が露出するので、ヒートスプレッダーやヒートシンク等の放熱材を接触あるいは接着させることで、より消費電力の大きい半導体チップに適用することが可能となる。
【００３９】
本発明の半導体装置の製造方法では、上記方法に加え、上記半導体チップ搭載材料はシート状であり、上記除去工程では、当該シートを剥離してもよい。
【００４０】
上記方法によると、除去工程においてシート材を剥離することで、半導体チップ搭載材料を除去する。そのため、容易に半導体チップ搭載材料を除去することができる。
【００４１】
本発明の半導体装置の製造方法では、上記方法に加え、上記半導体チップ搭載材料は、半導体ウエハーと略同型のものが用いられてもよい。
【００４２】
上記方法によると、半導体チップ搭載材料を半導体ウエハーと同等の形状にしておくことにより、従来のウエハーレベルＣＳＰを製造する様々な装置を適用することができる。そのため、様々な製造装置のコストを必要以上にかけることなく、半導体チップを製造することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明に係る半導体装置は、上記半導体チップの主面上および上記絶縁部における上記半導体チップの主面と共に同一面を成す面上に、上記電極パッドと電気的に接続する外部接続用パッドを有している。
【００４４】
上記構成によると、絶縁部上、および、半導体チップ上の両方の領域に実装基板との接続を行う外部接続用パッドを配置させることができる。よって、より広い領域に外部接続用パッドを配置することができる。
【００４５】
上記構成は、従来のウエハーレベルＣＳＰで見られるような半導体チップ上にのみ外部接続用パッドが形成されている、所謂ファンイン構造ではない。また、絶縁部上にのみ外部接続用パッド（あるいは外部接続用端子）が形成されている構成でもない。そのため、外部接続用パッド同士の間隔を広げることができ、配線の幅や配線の間隔を拡張することができる。よって、より多ピンにも対応でき、ショートしにくい、高品質の半導体装置とすることができる。
【００４６】
このように、上記構成によると、半導体チップの外周にある絶縁部および半導体チップ主面の上に外部接続用パッドを設けることが可能なため、従来のウエハーレベルＣＳＰで実現できないファンアウト構造のパッケージを製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】
（半導体装置の構成）
初めに、本実施形態の半導体装置の構成について説明する。図１（ｂ）が本実施形態の半導体装置１６の斜視図であり、図１（ｂ）のＳ１面における断面図が図１（ａ）である。
【００４９】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態の半導体装置１６は、半導体チップ１０、封止樹脂（絶縁部）３、金属配線（配線）４、外部接続用パッド７、保護用樹脂５を有している。
【００５０】
半導体チップ１０は、電極パッド１を有し、電極パッド１の上部を開口するように絶縁膜２で覆われている。つまり、絶縁膜２は、電極パッド１の上部には塗布されておらず、開口部を有した状態となっている。半導体チップ１０としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等からなる集積回路（ＬＳＩ:Large Scaled Integrated circuit）等が挙げられる。
【００５１】
電極パッド１は、半導体チップ１０に組み込まれており、半導体装置１６の入出力端子を含む電気的端子である。電極パッド１は、導電性があるものであれば特に限定されないが、ＡｌやＣｕ等が好適に用いられる。
【００５２】
絶縁膜２は、半導体チップ１０を外部から絶縁するものであり、半導体チップ１０の電極パッド１が設けられた面の保護膜である。絶縁膜２は、酸化膜や窒化膜の無機膜から形成されており、更に、無機膜の上にポリイミド等の有機膜が形成されていてもよい。
【００５３】
封止樹脂３は、絶縁性を有する樹脂であり、半導体チップ１０の電極パッド１形成面に対して裏面及び側面部分に形成されている。封止樹脂３は、例えば、エポキシ、ポリイミド、シリコーンなどの絶縁性をもつ樹脂を用いればよい。また、熱及び紫外線などで硬化することできる樹脂が用いればよい。
【００５４】
金属配線４は、絶縁膜２の表面と、絶縁膜２に覆われていない電極パッド１上（絶縁膜２における開口部）と、封止樹脂３上に形成される。金属配線４は、電極パッド１と外部接続用パッド７との間に電流を流すためのカレントフィルムとなるものである。なお外部接続用パッド７は金属配線の一部であって同一プロセスで形成される。
【００５５】
保護用樹脂５は、半導体装置１６の主面における外部接続用パッド７以外の金属配線４を保護するためのものであり、絶縁性を有する樹脂、例えば、ポリイミド，ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ），ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）等が好適に用いられる。保護用樹脂５は、半導体チップ１０の電極パッド１のある主面、及びその同一面上の封止樹脂３を、外部接続用パッド７が少なくとも露出するように覆っている。
【００５６】
上記のように、半導体装置１６は、半導体チップ１０の主面上および封止樹脂３における半導体チップ１０の主面と共に同一面を成す面上に、電極パッド１と電気的に接続する外部接続用パッド７を有している。
【００５７】
上記構成によると、封止樹脂３上、および、半導体チップ１０上の両方の領域に実装基板との接続を行う外部接続用パッド７を配置させることができる。よって、より広い領域に外部接続用パッドを配置することができる。半導体装置１６は、従来のウエハーレベルＣＳＰで見られるような半導体チップ上にのみ外部接続用パッドが形成されている、所謂ファンイン構造ではない。また、封止樹脂３上にのみ外部接続用パッド（あるいは外部接続用端子）が形成されている構成でもない。そのため、外部接続用パッド同士の間隔を広げることができ、配線の幅や配線の間隔を拡張することができる。よって、より多ピンにも対応でき、ショートしにくい、高品質の半導体装置とすることができる。
【００５８】
このように、半導体チップ１０の外周にある封止樹脂３上、および半導体チップ１０主面の上に外部接続用パッド７を設けることが可能なため、半導体装置１６は、従来のウエハーレベルＣＳＰで実現できないファンアウト構造のパッケージとすることができる。
【００５９】
また、封止樹脂３上は、半導体チップ１０の主面共に同一面を成すように形成されているので、金属配線４および外部接続用パッド７を一括して形成することができる。そのため、製造する上でのコストの低減が可能である。
【００６０】
また、半導体チップ１０の側面を囲う封止樹脂３上で、パッケージ外形を所定のサイズにすることができる。つまり、半導体チップ１０のサイズに依存せずに一定サイズのパッケージを実現することができる。そのため、搬送用トレイ・テスト用ソケット・包装用材料などの共通化を図りやすく、コストを削減することができる。
【００６１】
また、半導体装置１６は、プリント回路基板を使用しないので、プリント回路基板を用いるＣＳＰと比較して、作製する上での材料費用削減から製造コストの低減を図ることができる。
【００６２】
（半導体装置の製造方法）
次に、本実施の形態の半導体装置１６の製造方法について図２〜図６を参照に説明する。図２および図３（ａ）に示すように、半導体素子形成が完了した半導体ウエハーから、良品と判断された半導体チップ１０を取り出し、接着性材料（半導体チップ搭載材料）１５上に、電極パッド１と絶縁膜２とが形成された半導体チップ１０素子面が、接着性材料１５と向き合うように搭載する（搭載工程）。なお、図３（ａ）は、図２の断面図である。ここで、接着性材料１５は、少なくとも半導体チップ１０搭載面に接着性を有するものであればよく、熱処理あるいは紫外線照射により接着性が低下するものを用いることが望ましい。例えば、ポリエステルをベースとした熱はく離粘着剤（耐熱を必要とし、熱で接着力を低下させる場合）やアクリル系ＵＶ接着剤（紫外線照射で接着力を低下させる場合）を用いて形成することができるが、これらに限定されることはない。また、図２で示すように、予め接着性材料１５を半導体ウエハーと同等の形状にしておくことにより、従来のウエハーを加工する様々な装置を適用することができる。予め接着性材料１５を半導体ウエハーと同等の形状にしておくと、以下で説明する半導体チップ１０が内蔵された封止樹脂３を半導体ウエハーと同等の形状にすることができる。そのため、例えば、従来のウエハーを加工する装置としてダイサーを使用して、半導体チップ１０が内蔵された封止樹脂３を各半導体チップ単位にカッティングすることができる。しかし、接着性材料１５は、上記した形状に限定および制約されるわけではない。
【００６３】
このとき、半導体チップ１０は、接着性材料１５上に等間隔で、例えば、３×３ｍｍの半導体チップ１０を５ｍｍ間隔で、つまり２ｍｍの隙間を空けて、搭載しておく。なお、上記寸法で外部接続用パッド７を５×５のマトリックスで配列する場合（図２参照）、従来であれば外部接続用パッド７のセンター間距離（ピッチ）は０.５ｍｍになる。これに対し、本発明では、半導体チップの側面が封止樹脂３で覆われているため、外部接続用パッド７のピッチは０.８〜１.０ｍｍに拡張することが可能となる。
【００６４】
次に、図３（ｂ）に示すように、接着性材料１５上に半導体チップ１０が埋まるように絶縁性の封止樹脂（絶縁性材料）３で覆う（充填工程）。使用する封止材料はエポキシ、ポリイミド、シリコーンなどの絶縁性をもつ熱及び紫外線などで硬化が行うことができる樹脂を用いる。覆う手法としては、トランスファーモールド、印刷、ドロッピングなどを用いて行うことができる。なお、図３（ｂ）における破線１２は、最終的に半導体装置単位に分割する際の、切断線を示している。
【００６５】
次に、図３（ｃ）に示すように、熱処理あるいは紫外線照射処理により、接着力の低下した接着性材料１５から、半導体チップ１０が内蔵された封止樹脂３を外す（除去工程）。すると、電極パッド１が形成された半導体チップ１０の素子面が露出される。接着性材料１５がシート状であると、シート材を剥離することで、接着性材料１５を除去することができるため、容易に半導体チップ１０が内蔵された封止樹脂３を外すことができる。
【００６６】
ここでは、半導体チップ１０が内蔵された封止樹脂３には半導体チップ１０が等間隔で形成されており、この封止樹脂３は、半導体ウエハーと同形状をしている。各半導体チップ１０は、封止樹脂３で連なった状態となっている。接着性材料１５を外した後の、半導体チップ１０を内蔵した封止樹脂３について、その、半導体チップ１０が形成された面における平面図を図４（ａ）に示す。図４（ａ）では、ある１個の半導体チップ１０およびその周辺部分がわかるように、表されている。また、そのＡＡ’矢視断面図を図４（ｂ）に示す。なお、図４（ａ）および（ｂ）における、破線１２は、最終的に半導体装置単位に分割する際の、切断線を示している。図５（ａ）および（ｂ）、図６（ａ）および（ｂ）についても同様である。
【００６７】
次に、半導体チップ１０が等間隔で形成されている封止樹脂３の、半導体チップ１０の素子面が露出している面の全面に、金属薄膜を形成する（図示せず）。この金属薄膜の形成は、例えばＡｕ/Ｔｉ、Ａｕ/ＴｉＷ、または、Ａｕ/Ｃｕ/Ｃｒ等を用いて、例えばスパッタリングにより行えばよい。ここで、Ａｕ/Ｔｉとは、チタンと金の合金を意味するものである。Ａｕ/ＴｉＷ、Ａｕ/Ｃｕ/Ｃｒも同様に合金である。金属薄膜の膜厚は、例えば、０．１〜０．３μｍが好ましい。
【００６８】
続いて、金属薄膜上に感光性レジストを塗布し、露光・現像することでメッキ金属が必要な部分（再配線部となる）、つまり半導体チップ１０の電極パッド１上から外部接続用パッド７が形成される部分までの感光性レジストを開口する（図示せず）。
【００６９】
次に電解メッキにより感光性レジストの開口した部分へ、例えばＣｕ等の配線用メッキ金属を形成する（図示せず）。その後、感光性レジストを除去し、配線用メッキ金属下以外にあるスパッタリングにより形成した金属薄膜をエッチングにより除去する（配線形成工程）。このようにすることで、金属配線４と外部接続用パッド７とが同時に形成することができる。この時点における、半導体チップ１０を内蔵した封止樹脂３について、その、半導体チップ１０が形成された面における平面図を図５に示す。また、そのＢＢ’矢視断面図を図５（ｂ）に示す。
【００７０】
次に、図６（ａ）およびそのＣＣ’矢視断面図である図６（ｂ）に示すように、半導体チップ１０が等間隔で形成されている封止樹脂３の、金属配線４を形成した面に、絶縁性を持つ保護用樹脂５を、少なくとも外部接続用パッド７が露出するように形成する。この形成は、例えば、スクリーン印刷、スピンコート、またはドリッピングなどにより、液状樹脂の液体性状に合わせて行う。例として、スクリーン印刷技法を用いての形成を具体的に説明する。スクリーンマスクを用いて、ブロック共重合ポリイミド等のポリイミドインクを、金属配線４を形成した面にスクリーン印刷技法で印刷し、熱処理によりポリイミドインクを硬化させて保護用樹脂５を形成する。この保護用樹脂５の膜厚は、例えば、１０〜５０μｍが好ましい。保護用樹脂５を形成する際には、外部接続用パッド７領域となる部分に、例えば円形の開口部を設けるようにする。なお、ダイシングによって最終的に個々の半導体装置１６に切断される位置である破線１２上においても、ダイシングの行いやすさを考慮すると、保護用樹脂５を形成しないようにすることが好ましい。また、例えば、保護用樹脂５に、固体樹脂を用いる場合は、トランスファーモールドを用いることで形成可能である。また、保護用樹脂５に、感光性高分子を用いて、フォトリソグラフィーで形成してもよい。
【００７１】
更に、半導体ウエハーと同形状の、半導体チップ１０が等間隔で形成されている封止樹脂３を、ダイシングホイールやレーザーなどを用いてで各半導体チップ単位にカッティングする（切断工程）。このことにより、図１または図２で示した半導体装置１６を形成することができる。この切断工程で、各半導体装置１６が所定サイズとなるようにを封止樹脂３切断することで、パッケージ外形を所定のサイズにすることができる。つまり、半導体チップ１０のサイズに依存せずに一定サイズのパッケージを実現することができる。そのため、搬送用トレイ・テスト用ソケット・包装用材料などの共通化を図りやすく、コストを削減することができる。
【００７２】
上記した製造方法によると、封止樹脂３上、および、半導体チップ１０上の両方の領域に実装基板との接続を行う外部接続用パッド７を配置させた半導体装置１６を製造ことができる。より広い領域に外部接続用パッド７を配置することができる。そのため、外部接続用パッド７同士の間隔を広げることができ、金属配線４の幅や金属配線４の間隔を拡張することができる。よって、より多ピンにも対応でき、ショートしにくい、高品質の半導体装置１６を製造することができる。このように、半導体チップ１０の外周にある封止樹脂３および半導体チップ１０主面の上に外部接続用パッド７を設けることが可能なため、従来のウエハーレベルＣＳＰで実現できないファンアウト構造のパッケージを一度に大量に製造することができる。
【００７３】
更に、電気的に良品の半導体チップ１０のみを選択して接着性材料１５に搭載して製造することができる。そのため、従来のウエハーレベルＣＳＰのようにウエハー毎の不良率の違いにより製造コストが変化することがなく、良品の半導体装置１６のみを常に一定のコストで製造することができる。
【００７４】
また、封止樹脂３と半導体チップの主面とは、同一面を成すように形成されるので、金属配線４・外部接続用パッド７、保護用樹脂５などを一括して形成することができる。そのため製造する上でのコストの低減が可能である。
【００７５】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について、図７（ａ）および（ｂ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態の半導体装置１７の斜視図が図７（ｂ）であり、図７（ｂ）のＳ２面における断面図が図７（ａ）である。
【００７６】
図７（ａ）に示すように、半導体装置１７は、上記実施の携帯で図１（ａ）および（ｂ）を用いて説明した半導体装置１６の構成に加え、外部接続用パッド７に接続する外部接続用端子６を有する構成である。外部接続用端子６としては、例えば、球形のハンダボールが用いられる。外部接続用端子６は、例えば、搭載し外部接続用パッド７にフラックスを付着させ、その上に球形のハンダボールを載せて、その後リフロー処理することで取り付けられる。
【００７７】
なお、外部接続用端子６の形成は、各半導体チップ１０が上記封止樹脂３で連なった状態（封止樹脂３に半導体チップ１０が等間隔で形成されている状態）で行ってもよいし、カッティングされ各半導体チップが個片化された状態でも行ってもよい。また、外部接続用端子６はハンダペーストをスクリーン印刷し、リフロー処理して形成することも可能である。この場合は、各半導体チップ１０が上記封止樹脂３で連なった状態で行う方が、効率良く行うことができる。
【００７８】
本実施の形態の半導体装置１７は、上記実施の形態１の半導体装置１６と同様に外部接続用パッド同士の間隔を広げることができ、配線の幅や配線の間隔を拡張することができる。また、外部接続用端子６同士の間隔も広げて搭載することができる。
【００７９】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の他の形態について、図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８０】
図８は、本実施の形態の半導体装置１８の断面を表している。図８に示されるように、半導体装置１８は、図１（ａ）で示される半導体装置１６に対し、半導体チップ１０の主面と対向する面が露出した構造となっている。この半導体装置１８の製造方法は、図６を用いて説明した保護用樹脂の形成後、バックグラインド（裏面研磨）装置で、半導体チップ１０の主面と対向する面の封止樹脂３を研磨することにより完成する（研磨工程）。なお、外部接続用端子６が形成された状態で研磨することも可能である。この研磨工程により半導体装置の厚さは薄くなり、基板実装される機器に収納された状態において、占有容積を低減することができる。また、半導体装置１８は、半導体チップ１０の主面と対向する面が露出しているので、ヒートスプレッダーやヒートシンク等の放熱材を接触あるいは接着させることで、より消費電力の大きい半導体チップに適用することが可能となる。
【００８１】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の他の形態について、図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１〜３にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８２】
図９は、本実施の形態の半導体装置１９の断面を表している。図９に示されるように、半導体装置１９は、図７（ａ）で示される半導体装置１６に対し、半導体チップ１０の主面と対向する面が露出した構造となっている。この半導体装置１９の製造方法も、実施の形態３と同様に、バックグラインド（裏面研磨）装置で、半導体チップ１０の主面と対向する面の封止樹脂３を研磨することにより完成する（研磨工程）。なお、外部接続用端子６が形成された状態で研磨しても、研磨した後の外部接続用端子を形成することも可能である。この研磨工程により半導体装置の厚さは薄くなり、基板実装される機器に収納された状態において、占有容積を低減することができる。また、半導体装置１９も、半導体チップ１０の主面と対向する面が露出しているので、ヒートスプレッダーやヒートシンク等の放熱材を接触あるいは接着させることで、より消費電力の大きい半導体チップに適用することが可能となる。
【００８３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８４】
なお、本発明に係る半導体装置は、主面に複数の電極パッドが形成された半導体チップと、前記半導体チップの側面および前記半導体チップの主面と対向する面を囲い且つ半導体チップの主面と同一面を形成する絶縁部と、該同一面上で前記半導体チップの電極パッド部と前記絶縁部上に形成された外部接続用パッド部とを電気的に接続する導電体部と、
前記絶縁部上に形成された前記外部接続用パッド部を露出するように被服する絶縁層を有し、前記半導体チップの主面直上と前記同一面を形成する前記絶縁部の直上の両方に前記外部接続用パッドが存在する構成としてもよい。
【００８５】
また、本発明に係る半導体装置は、主面に複数の電極パッドが形成された半導体チップと、前記半導体チップの側面のみを囲い且つ半導体チップの主面と同一面を形成する絶縁部と、該同一面上で前記半導体チップの電極パッド部と前記絶縁部上に形成された外部接続用パッド部とを電気的に接続する導電体部と、前記絶縁部上に形成された前記外部接続用パッド部を露出するように被服する絶縁層を有し、前記半導体チップの主面直上と前記同一面を形成する前記絶縁部の直上の両方に前記外部接続用パッドが存在し、前記半導体チップの主面と対向する面側が露出している構成としてもよい。
【００８６】
また、本発明に係る半導体装置は、上記構成に加え、前記絶縁部上に形成された外部接続用パッド部と前記電気的に接続する導電体部は、同一プロセスで同時に形成された同体であってもよい。
【００８７】
また、本発明に係る半導体装置は、上記構成に加え、前記絶縁部上に形成された前記外部接続用パッド部に外部接続用の突起端子を設けてもよい。
【００８８】
また、本発明に係る半導体装置は、上記構成に加え、前記突起端子はハンダを有するボールの搭載もしくはペースト状のハンダの印刷の後にリフローによって形成されてもよい。
【００８９】
また、本発明に係る半導体装置は、上記構成に加え、前記半導体チップの側面および前記半導体チップの主面と対向する面を囲う絶縁部は、絶縁性の封止材料を印刷もしくはトランスファーモールドもしくはディスペンスもしくはスピンコートで形成されてもよい。
【００９０】
また、本発明に係る半導体装置は、上記構成に加え、前記導電体部は蒸着法、メッキ法、フォトリソ法、エッチング法の何れかで形成されてもよい。
【００９１】
また、本発明に係る半導体装置は、上記構成に加え、前記絶縁部上に形成された前記外部接続用パッド部を露出するように被服する絶縁層は、先ず印刷あるいはスピンコートによって形成され、前記絶縁部上に形成された前記外部接続用パッド部の露出部分は、フォトリソ法、またはエッチング法によって形成されてもよい。
【００９２】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、主面側に素子形成の完了した半導体ウエハーを個々の半導体チップに分割する工程、半導体チップ同士が間を隔てた状態で且つ半導体チップの主面側が接触するように表面が接着材を成したシート材へ搭載する工程、前記シート材を壁として各半導体チップの間の空間および半導体チップの主面と対向する面へ絶縁性を有する封止材料で充填する工程、前記シート材を剥離除去する工程、前記シート材が剥離除去された面に対し全面に金属薄膜を蒸着する工程、前記金属薄膜上にフォトリソ法およびメッキ法で金属の配線をパターニングする工程、前記配線間の前記金属薄膜を化学的にエッチングする工程、前記配線の一部が露出するように絶縁材を印刷もしくはフォトリソ法でパターニングする工程、を順に行う製造方法であってもよい。
【００９３】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記方法に加え、前記半導体チップの主面と対向する前記絶縁材を研磨して、前記半導体チップの主面と対向する面を露出させてもよい。
【００９４】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記方法に加え、前記配線の一部が露出した部分にハンダを含有する端子を取り付ける工程と、半導体チップ毎に切り離す工程とを順不同で行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
電子機器等に搭載・内蔵される半導体装置に利用可能であり、民生用エレクトロニクス製品から、産業用エレクトロニクス製品、電子部品等に幅広く適用することができる。例えば、携帯用通信端末、パーソナルコンピュータ、家電製品、医療機器、ゲーム機器等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の一形態の半導体装置の、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【図２】上記半導体装置の製造において半導体チップをシート材に貼り付けたことを示す斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、上記半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】上記半導体装置の製造工程においてシート材を剥がした状態の半導体チップ主面からの平面図である。
【図５】上記半導体装置の製造工程において金属配線および外部接続用パッドを形成した状態の半導体チップ主面からの平面図である。
【図６】上記半導体装置の製造工程において外部接続用パッド上部を開口して保護用樹脂を形成した状態の半導体チップ主面からの平面図である。
【図７】本発明の他の形態の半導体装置の、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【図８】図１および図７とは別の本発明の一形態の半導体装置の断面図である。
【図９】図１、図７、および図８とは別の本発明の一形態の半導体装置の断面図である。
【図１０】従来の半導体装置の、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  電極パッド
２  絶縁膜
３  封止樹脂（絶縁部）
４  金属配線（配線）
５  保護用樹脂
６  外部接続用端子
７  外部接続用パッド
１０  半導体チップ
１２  カッティング位置
１５  接着性材料
１６，１７，１８，１９  半導体装置
【図１】
2006203079.tif 000003
【図２】
2006203079.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006203079.tif 000006
【図５】
2006203079.tif 000007
【図６】
2006203079.tif 000008
【図７】
2006203079.tif 000009
【図８】
2006203079.tif 000010
【図９】
2006203079.tif 000011
【図１０】
2006203079.tif 000012