(57)【要約】【課題】基板の反りを抑制して半導体装置の信頼性の向上を図る。【解決手段】樹脂材１２１と樹脂材１２２とを含む層１２０を備えた基板１００と、基板１００の主表面１０１の上方に搭載された半導体素子７００と、基板１００の主表面１０１の上方に、半導体素子７００を覆って形成された封止樹脂層１１００と、を有し、樹脂材１２２と封止樹脂層１１００との熱膨張係数の差は、樹脂材１２１と封止樹脂層１１００との熱膨張係数の差よりも小さく、半導体素子７００の外縁７０３は、樹脂材１２２の上方に位置している。【選択図】図２
2011066295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂材と第２の樹脂材とを含む層を備えた基板と、
前記基板の主表面の上方に搭載された半導体素子と、
前記基板の前記主表面の上方に、前記半導体素子を覆って形成された封止樹脂層と、を有し、
前記第２の樹脂材と前記封止樹脂層との熱膨張係数の差は、前記第１の樹脂材と前記封止樹脂層との熱膨張係数の差よりも小さく、
前記半導体素子の外縁は、前記第２の樹脂材の上方に位置していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の樹脂材は、フィラーを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２の樹脂材には、前記封止樹脂層と同じ材料が用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
第１の樹脂材と間隙部とを含む層を備える基板の主表面の上方に、外縁が前記間隙部の上方に位置するように半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子が搭載された前記基板に、樹脂を供給して、前記半導体素子を覆う封止樹脂層と、前記間隙部に充填された第２の樹脂材とを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記基板に搭載された前記半導体素子は、前記第１の樹脂材の上方に位置していることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記基板の前記主表面の上方には、前記半導体素子とワイヤーにより接続される電極パッドが形成され、
前記電極パッドは、前記第１の樹脂材の上方に位置していることを特徴とする請求項４又は５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、封止樹脂層を有する半導体装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板と、基板の主表面上に搭載された半導体素子と、基板の主表面上に半導体素子を覆って形成された封止樹脂層と、基板における主表面とは反対側の面上に形成された外部接続端子とを有する半導体装置が知られている。このような半導体装置としては、例えば、ＢＧＡ(Ball Grid Array)パッケージや、ＣＳＰ(Chip Size Package)が挙げられる。
【０００３】
このような半導体装置では、基板と封止樹脂層との熱膨張係数の違いにより、基板に反りが発生してしまう可能性があった。基板に反りが発生すると、例えば、基板と封止樹脂層とが剥がれてしまう可能性があった。例えば、配線基板に封止樹脂の一部を埋設して、配線基板と封止樹脂との密着性を向上させる技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。また、基板の外周部を封止樹脂で被覆して、パッケージ剥離を抑制する技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９３４６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１２４１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に記載の方法では、基板の反り自体が十分に抑制されるものではないため、例えば、基板の反りにより半導体素子に応力が発生して、半導体素子にクラックが生じてしまう可能性があった。
【０００６】
このような点に鑑み、基板の反りを抑制して信頼性を向上させた半導体装置、及び、半導体装置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】
本発明の一観点の半導体装置によれば、第１の樹脂材と第２の樹脂材とを含む層を備えた基板と、基板の主表面の上方に搭載された半導体素子と、基板の主表面の上方に、半導体素子を覆って形成された封止樹脂層と、を有し、第２の樹脂材と封止樹脂層との熱膨張係数の差は、第１の樹脂材と封止樹脂層との熱膨張係数の差よりも小さく、半導体素子の外縁は、第２の樹脂材の上方に位置している。
【発明の効果】
【０００８】
開示の半導体装置、及び、半導体装置の製造方法では、基板の反りを抑制して半導体装置の信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置の一例の上面図。
【図２】図１の点線Ａ−Ａに対応する断面図。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の変形例１の上面図。
【図４】図３の点線Ａ−Ａに対応する断面図。
【図５】第１の実施形態に係る半導体装置の変形例２の上面図。
【図６】図５の点線Ａ−Ａに対応する断面図。
【図７】第１の実施形態に係る半導体装置の変形例３の上面図。
【図８】図７の点線Ａ−Ａに対応する断面図。
【図９】第１の実施形態に係る半導体装置の変形例４の上面図。
【図１０】図９の点線Ａ−Ａに対応する断面図。
【図１１】第１の実施形態に係る半導体装置の変形例５の上面図。
【図１２】図１１の点線Ａ−Ａに対応する断面図。
【図１３】第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられる基板の一例の上面図。
【図１４】図１３の点線Ａ−Ａに対応する断面図。
【図１５】第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の基板製造工程の一例。
【図１６】第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の基板製造工程の一例。
【図１７】第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の半導体素子搭載工程の一例の上面図。
【図１８】図１７の点線Ａ−Ａに対応する断面図。
【図１９】第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法のモールディング工程の一例。
【図２０】第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法のモールディング工程の一例。
【図２１】第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の個片化工程の一例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る半導体装置の一例の上面図を図１に示す。図１の点線Ａ−Ａに対応する断面図を図２に示す。なお、図１は、封止樹脂層が除去された状態の半導体装置を示す図である。
【００１１】
半導体装置１０は、樹脂材１２１及び樹脂材１２２を含む層１２０と、表面１０１と、表面１０１とは反対側の表面１０２とを備えた基板１００を有する。基板１００は、半導体素子搭載領域Ｓ１と、それを包囲する領域Ｓ２とを備える。基板１００の平面形状は、例えば、正方形であり、基板１００の１辺の長さは、例えば、１８ｍｍである。
【００１２】
例えば、基板１００は、層１１０、層１２０、及び層１３０とが順次積層された積層構造を有する。層１１０、１３０の厚さは、例えば、０．０６ｍｍであり、層１２０の厚さは、例えば、０．２ｍｍである。層１１０には、樹脂材１１１が形成されている。層１３０には、樹脂材１３１が形成されている。ここで、層１３０の表面が基板１００の表面１０１に相当し、層１１０の表面が基板１００の表面１０２に相当する。
【００１３】
樹脂材１２１は、基板１００のコア材であり、材料には、例えば、ガラスエポキシ樹脂が用いられる。樹脂材１２１の平面形状は、例えば、正方形であり、樹脂材１２１の１辺の長さは、例えば、６ｍｍである。基板１００の外縁１０３から樹脂材１２１の外縁１２１ａまでの長さＬ１は、例えば、６ｍｍである。樹脂材１２１は、半導体素子搭載領域Ｓ１内に収まるように、即ち、外縁１２１ａの全てが半導体素子搭載領域Ｓ１内に位置するように配置されている。
【００１４】
樹脂材１１１、１３１の材料は、例えば、ガラスエポキシ樹脂である。ここでは、樹脂材１１１、１３１に、プリプレグを用いている。また、樹脂材１１１、１２１、１３１には、それぞれ、配線パターン１４０及び配線ビア１５０が形成されている。配線パターン１４０及び配線ビア１５０の材料は、例えば、銅（Ｃｕ）である。なお、樹脂材１２２には、配線パターン１４０及び配線ビア１５０は形成されていない。
【００１５】
樹脂材１２２は、樹脂材１２１を包囲するように、半導体素子搭載領域Ｓ１及び領域Ｓ２に配置されている。ここで、半導体素子搭載領域Ｓ１及び領域Ｓ２の境界には、樹脂材１２２が位置している。樹脂材１２２の材料は、例えば、ガラスエポキシ樹脂である。
【００１６】
さらに、樹脂材１２２には、シリカ等の無機物から成るフィラーが含有されている。フィラーの含有率は、例えば、５０ｗｔ％以上、且つ、９０ｗｔ％以下である。なお、樹脂材１１１、１２１、１３１には、フィラーは含有されていない。また、樹脂材１２２の熱膨張係数は、樹脂材１２１の熱膨張係数よりも小さい。具体的には、例えば、樹脂材１２１の熱膨張係数が、樹脂材１２２の熱膨張係数の１．５〜２．０倍である。
【００１７】
基板１００の表面１０１の上方には、複数の電極パッド２００が形成されている。電極パッド２００の材料は、例えば、銅（Ｃｕ）であり、電極パッド２００の表面には、例えば、金めっきが施されている。電極パッド２００は、基板１００の配線パターン１４０及び配線ビア１５０と電気的に接続されている。電極パッド２００は、基板１００の領域Ｓ２の上方に位置している。
【００１８】
さらに、基板１００の表面１０１の上方には、電極パッド２００を露出するように、例えば、ソルダーレジスト等の絶縁膜３００が形成されている。絶縁膜３００の厚さは、例えば、０．０４ｍｍである。
【００１９】
基板１００の表面１０２の上方には、複数の電極パッド４００が形成されている。電極パッド４００の材料は、例えば、銅（Ｃｕ）であり、電極パッド４００の表面には、例えば、金めっきが施されている。電極パッド４００は、基板１００の配線パターン１４０及び配線ビア１５０と電気的に接続されている。即ち、電極パッド４００は、配線パターン１４０及び配線ビア１５０を介して、電極パッド２００と電気的に接続されている。
【００２０】
さらに、基板１００の表面１０２の上方には、電極パッド４００を露出するように、例えば、ソルダーレジスト等の絶縁膜５００が形成されている。絶縁膜５００の厚さは、例えば、０．０４ｍｍである。
【００２１】
複数の電極パッド４００の上方には、それぞれ、外部接続端子６００が形成されている。外部接続端子６００には、例えば、錫／銀合金（Ｓｎ−Ａｇ）を材料に含む半田ボールが用いられている。外部接続端子６００は、電極パッド４００と電気的に接続されている。
【００２２】
さらに、半導体装置１０は、基板１００の表面１０１の上方に搭載された半導体素子７００を有する。半導体素子７００は、基板１００の半導体素子搭載領域Ｓ１の上方に位置している。即ち、半導体素子７００が搭載された領域が半導体素子搭載領域Ｓ１に相当する。半導体素子７００の平面形状は、例えば、正方形であり、半導体素子７００の一辺の長さは、例えば、８ｍｍである。基板１００の外縁１０３から半導体素子７００の外縁７０３までの長さＬ２は、例えば、５ｍｍである。即ち、長さＬ２は、基板１００の外縁１０３から樹脂材１２１の外縁１２１ａまでの長さＬ１よりも短い。つまり、半導体素子７００の外縁７０３は、樹脂材１２２の上方に位置している。
【００２３】
半導体素子７００は、表面７０１と、表面７０１とは反対側の表面７０２とを備えている。表面７０１の上方には、複数の電極パッド８００が形成されている。半導体素子７００は、例えば、表面７０２が、基板１００の表面１０１と対向するように、基板１００に搭載されている。
【００２４】
半導体素子７００の表面７０２には、例えば、接着材９００が形成されている。接着材９００は、例えば、ダイアタッチ材と称される。接着材９００には、例えば、ペーストタイプもしくはフィルムタイプのエポキシ系樹脂等の熱硬化型樹脂が用いられている。半導体素子７００の表面７０２は、接着材９００を介して、基板１００に形成された絶縁膜３００の表面に固着されている。
【００２５】
複数の電極パッド８００は、それぞれ、基板１００に形成された電極パッド２００と電気的に接続されている。電極パッド８００と、電極パッド２００とは、例えば、ボンディングワイヤー１０００により接続されている。ボンディングワイヤー１０００の材料は、例えば、金（Ａｕ）である。
【００２６】
さらに、半導体装置１０は、基板１００の表面１０１の上方に、半導体素子７００を覆って形成された封止樹脂層１１００を有する。封止樹脂層１１００は、例えば、基板１００に形成された電極パッド２００、半導体素子７００に形成された電極パッド８００、及びボンディングワイヤー１０００を覆っている。
【００２７】
封止樹脂層１１００の材料は、例えば、ガラスエポキシ樹脂が用いられている。さらに、封止樹脂層１１００には、シリカ等の無機物から成るフィラーが含有されている。フィラーの含有率は、例えば、封止樹脂層１１００の強度及び耐湿性を維持する観点から、５０ｗｔ％以上であることが好ましい。また、フィラーの含有率は、例えば、モールディング工程における流動性の観点から、９０％ｗｔ以下であることが好ましい。封止樹脂層１１００の厚さは、例えば、０．６ｍｍである。
【００２８】
ここで、封止樹脂層１１００の熱膨張係数は、基板１００の樹脂材１２１の熱膨張係数よりも、基板１００の樹脂材１２２の熱膨張係数に近い。言い換えると、封止樹脂層１１００と樹脂材１２２との熱膨張係数の差は、封止樹脂層１１００と樹脂材１２１との熱膨張係数の差よりも小さい。ここでは、樹脂材１２１に封止樹脂層１１００と同じ材料を用いており、樹脂材１２１及び封止樹脂層１１００の熱膨張係数を同じにしている。
【００２９】
このように、半導体装置１０によれば、基板１００は、コア材である樹脂材１２１に加えて、封止樹脂層１１００との熱膨張係数の差が、樹脂材１２１と比べて小さい樹脂材１２２を含んでいる。そして、この樹脂材１２２の上方に、半導体素子７００の外縁７０３が位置している。これにより、半導体装置１０では、半導体素子７００の外縁７０３付近における基板１００の反りを効果的に抑制することが可能となる。
【００３０】
ここで、半導体素子７００の外縁７０３付近における基板１００の反りは、半導体素子７００に大きな応力を発生させる。半導体装置１０では、上記の通り、半導体素子７００の外縁７０３付近における基板１００の反りを抑制することが可能となるため、基板１００の反りにより半導体素子７００に発生する応力を低減することが可能となる。
【００３１】
さらに、半導体装置１０によれば、樹脂材１２２に、封止樹脂層１１００と同じ材料を用いている。これにより、樹脂材１２２と封止樹脂層１１００との熱膨張係数を同じにすることができ、基板１００の反りをより効果的に抑制することが可能となる。
【００３２】
さらに、半導体装置１０によれば、樹脂材１２２の材料には、フィラーが含有されている。これにより、樹脂材１２２を硬くすることが可能となり、基板１００の反りをさらに低減することが可能となる。さらに、樹脂材１２２の材料に、フィラーが含有されていることにより、樹脂材１２２が水分を通しにくくなるため、外部から基板１００を介して水分が浸入する可能性を低減することが可能となる。これにより、半導体装置１０のはんだ耐熱性を向上させることが可能となる。
【００３３】
［変形例１］
第１の実施形態に係る半導体装置の変形例１の上面図を図３に示す。図３の点線Ａ−Ａに対応する断面図を図４に示す。なお、図３は、封止樹脂層が除去された状態の半導体装置を示す図である。変形例１の半導体装置１１は、半導体装置１０に対して、基板１００と半導体素子７００との接続を、ワイヤー接続に代えて、バンプ接続を用いるようにしたものである。
【００３４】
半導体素子７００の表面７０１の上方には、複数の突起状のバンプ電極８１０が形成されている。半導体素子７００は、表面７０１が、基板１００の表面１０１と対向するように、基板１００に搭載されている。複数のバンプ電極８１０は、それぞれ、基板１００に形成された電極パッド２００と接続されている。半導体素子７００の表面７０１と、基板１００に形成された絶縁膜３００との間には、例えば、アンダーフィル材１２００が形成されている。
【００３５】
半導体装置１１においても、半導体装置１０と同様に、樹脂材１２２の上方に、半導体素子７００の外縁７０３が位置している。これにより、半導体装置１１では、半導体素子７００の外縁７０３付近における基板１００の反りを効果的に抑制することが可能となり、基板１００の反りにより半導体素子７００に発生する応力を低減することが可能となる。
【００３６】
［変形例２］
第１の実施形態に係る半導体装置の変形例２の上面図を図５に示す。図５の点線Ａ−Ａに対応する断面図を図６に示す。なお、図５は、封止樹脂層が除去された状態の半導体装置を示す図である。変形例２の半導体装置１２は、半導体装置１０に対して、樹脂材１２１、１２２の配置を変更したものである。
【００３７】
樹脂材１２１は、複数形成されており、それぞれが、基板１００の１辺から、他の辺まで延在している。例えば、基板１００は、互いに対向する２つの辺１０４、１０５と、互いに対向する２つの辺１０６、１０７とを備える正方形であり、複数の樹脂材１２１は、それぞれ、辺１０４から辺１０６、もしくは、辺１０７から辺１０５にかけて延在している。即ち、樹脂材１２１は、基板１００に対して斜めに延在している。さらに、複数の樹脂材１２１は、一定間隔で配置されている。樹脂材１２１の間には、樹脂材１２２が形成されている。
【００３８】
このように、半導体装置１２では、複数の樹脂材１２１が、基板１００の１辺から他の辺まで延在し、かつ、一定間隔で配置され、さらに、この樹脂材１２１の間に樹脂材１２２が形成されている。これにより、基板１００内において、熱膨張係数の異なる樹脂材１２１と樹脂材１２２とを均一的に配置させることが可能となる。このため、基板１００に発生する反りを均一的に抑制することが可能となる。
【００３９】
なお、半導体装置１２においても、複数箇所の樹脂材１２２の上方に、半導体素子７００の外縁７０３が位置している。これにより、半導体装置１２では、半導体素子７００の外縁７０３付近における基板１００の反りを効果的に抑制することが可能となり、基板１００の反りにより半導体素子７００に発生する応力を低減することが可能となる。
【００４０】
［変形例３］
第１の実施形態に係る半導体装置の変形例３の上面図を図７に示す。図７の点線Ａ−Ａに対応する断面図を図８に示す。なお、図７は、封止樹脂層が除去された状態の半導体装置を示す図である。変形例３の半導体装置１３は、半導体装置１０に対して、樹脂材１２１、１２２の配置を変更したものである。
【００４１】
樹脂材１２１は、複数形成され、半導体素子７００の下方及び各電極パッド２００の下方にそれぞれ配置されている。樹脂材１２２は、各樹脂材１２１を包囲するように連続して配置されている。
【００４２】
半導体素子７００の下方に配置された樹脂材１２１の平面形状は、例えば、四辺形である。半導体素子７００の平面形状は、例えば、正方形である。半導体素子７００の下方に配置された樹脂材１２１は、図７に示すように、各コーナー部１２１ｂが、半導体素子７００の搭載領域の外側に位置している。また、半導体素子７００の各コーナー部７０４の下方には、それぞれ、樹脂材１２２が配置されている。
【００４３】
半導体装置１３では、樹脂材１２２の上方に、半導体素子７００のコーナー部７０４が位置している。これにより、半導体素子７００のコーナー部７０４付近における基板１００の反りを効果的に抑制することが可能となる。ここで、半導体素子７００のコーナー部７０４付近における基板１００の反りは、半導体素子７００に大きな応力を発生させる。半導体装置１３では、上記の通り、半導体素子７００のコーナー部７０４付近における基板１００の反りを抑制することが可能となるため、基板１００の反りにより半導体素子７００に発生する応力を低減することが可能となる。
【００４４】
［変形例４］
第１の実施形態に係る半導体装置の変形例４の上面図を図９に示す。図９の点線Ａ−Ａに対応する断面図を図１０に示す。なお、図９は、封止樹脂層が除去された状態の半導体装置を示す図である。変形例４の半導体装置１４は、半導体装置１０に対して、半導体素子７００が複数搭載され、且つ、樹脂材１２１、１２２の配置を変更したものである。
【００４５】
半導体素子７００は、複数搭載されている。ここでは、半導体素子７００は、例えば、２つ搭載されている。樹脂材１２１は、複数形成され、各半導体素子７００の下方及び各電極パッド２００の下方にそれぞれ配置されている。樹脂材１２２は、各樹脂材１２１を包囲するように連続して配置されている。
【００４６】
各半導体素子７００の下方に配置された樹脂材１２１の平面形状は、例えば、四辺形である。各半導体素子７００の平面形状は、例えば、正方形である。各半導体素子７００の下方に配置された樹脂材１２１は、図９に示すように、各コーナー部１２１ｂが、各半導体素子７００の搭載領域の外側に位置している。また、各半導体素子７００の各コーナー部７０４の下方には、それぞれ、樹脂材１２２が配置されている。
【００４７】
半導体装置１４では、樹脂材１２２の上方に、各半導体素子７００のコーナー部７０４が位置している。これにより、半導体装置１４では、各半導体素子７００のコーナー部７０４付近における基板１００の反りを効果的に抑制することが可能となり、基板１００の反りにより各半導体素子７００に発生する応力を低減することが可能となる。
【００４８】
［変形例５］
第１の実施形態に係る半導体装置の変形例５の上面図を図１１に示す。図１１の点線Ａ−Ａに対応する断面図を図１２に示す。なお、図１１は、封止樹脂層が除去された状態の半導体装置を示す図である。変形例５の半導体装置１５は、半導体装置１０に対して、樹脂材１２１、１２２の形状及び配置を変更したものである。
【００４９】
樹脂材１２１は、複数形成され、半導体素子７００の下方及び各電極パッド２００の下方にそれぞれ配置されている。樹脂材１２２は、各樹脂材１２１を包囲するように連続して配置されている。
【００５０】
半導体素子７００の下方に配置された樹脂材１２１の平面形状は、例えば、円である。半導体素子７００の平面形状は、例えば、正方形である。半導体素子７００の下方に配置された樹脂材１２１は、図１１に示すように、外縁１２１ａの一部が、半導体素子７００の搭載領域の外側に位置している。また、半導体素子７００の各コーナー部７０４の下方には、それぞれ、樹脂材１２２が配置されている。各電極パッドの下方に配置された樹脂材１２１の平面形状は、例えば、楕円である。
【００５１】
半導体装置１５では、樹脂材１２２の上方に、半導体素子７００のコーナー部７０４が位置している。これにより、半導体装置１５では、半導体素子７００のコーナー部７０４付近における基板１００の反りを効果的に抑制することが可能となり、基板１００の反りにより半導体素子７００に発生する応力を低減することが可能となる。
【００５２】
［第２の実施形態］
次に、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、第２の実施形態として説明する。
【００５３】
第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられる基板の一例の上面図を図１３に示す。図１３の点線Ａ−Ａに対応する断面図を図１４に示す。
基板２１００は、複数の半導体装置形成領域Ｓ１００を備えている。さらに、基板２１００は、層２１１０、層２１２０、及び層２１３０が順次積層された積層構造を有する。層２１１０、２１３０の厚さは、例えば、０．０６ｍｍであり、層２１２０の厚さは、例えば、０．２ｍｍである。ここで、層２１３０の表面が基板２１００の表面２１０１に相当し、層２１１０の表面が基板２１００の表面２１０２に相当する。
【００５４】
層２１１０には、樹脂材１１１が形成されている。層２１２０には、樹脂材１２１及び間隙部１２３が設けられている。樹脂材１２１は複数形成され、各半導体装置形成領域Ｓ１００、及び、基板２１００の外周に、それぞれ配置されている。ここで、樹脂材１２１は、第１の実施形態及びその変形例１〜５に応じて、対応する位置に配置される。層２１３０には、樹脂材１３１が形成されている。
【００５５】
さらに、層２１３０に形成された樹脂材１３１には、貫通孔２１４０が設けられている。ここで、貫通孔２１４０は、層２１２０に設けられた間隙部１２３に連通している。貫通孔２１４０は、各半導体装置形成領域Ｓ１００の境界に設けられている。ここでは、図１３に示すように、連続した１つのスリット状の貫通孔２１４０が用いられている。なお、互いに独立した複数の貫通孔２１４０を用いても良い。
【００５６】
樹脂材１１１、１２１、１３１には、それぞれ、配線パターン１４０及び配線ビア１５０が形成されている。基板２１００の表面２１０１の上方には、各半導体装置形成領域Ｓ１００に対して、それぞれ、複数の電極パッド２００が形成されている。電極パッド２００は、基板２１００の配線パターン１４０及び配線ビア１５０と電気的に接続されている。さらに、基板２１００の表面２１０１の上方には、半導体装置形成領域Ｓ１００の外側に、金めっきパターン２１５０が形成されている。
【００５７】
さらに、基板２１００の表面２１０１の上方には、電極パッド２００、貫通孔２１４０、及び金めっきパターン２１５０を露出するように、例えば、ソルダーレジスト等の絶縁膜３００が形成されている。絶縁膜３００の厚さは、例えば、０．０４ｍｍである。
【００５８】
基板２１００の表面２１０２の上方には、複数の電極パッド４００が形成されている。電極パッド４００は、基板２１００の配線パターン１４０及び配線ビア１５０と電気的に接続されている。さらに、基板２１００の表面２１０２の上方には、電極パッド４００を露出するように、例えば、ソルダーレジスト等の絶縁膜５００が形成されている。絶縁膜５００の厚さは、例えば、０．０４ｍｍである。
【００５９】
ここで、基板２１００の製造方法の一例について説明する。基板製造工程の一例を図１５に示す。
まず、図１５（Ａ）に示すように、樹脂材１１１が形成された層２１１０、樹脂材１２１が形成された層２１２０、及び、樹脂材１３１が形成された層２１３０を積層する。ここで、層２１２０のうち樹脂材１２１を包囲する領域には、充填剤１２４が形成されている。さらに、層２１３０の貫通孔２１４０にも充填剤１２４が形成されている。充填剤１２４の材料は、例えば、アルカリ易溶性ポリエステルである。
【００６０】
なお、層２１３０の表面の上方には、電極パッド２００及び絶縁膜３００が形成されている。層２１１０の表面の上方には、電極パッド４００及び絶縁膜５００が形成されている。
【００６１】
ここで、充填剤１２４が形成された層２１２０の生成方法について説明する。図１５（Ｂ）に示すように、下地（図示せず）上に樹脂材１２１を配置した後、樹脂材１２１上にマスクＭ１を形成して、例えば印刷工法を用いて、樹脂材１２１を包囲するように充填剤１２４を形成する。その後、マスクＭ１を除去する。これにより、樹脂材１２１及び充填剤１２４を含む層２１２０が生成される。なお、樹脂材１２１に配線ビア１５０を形成する工程は、樹脂材１２１上にマスクＭ１を形成する前でも良く、また、充填剤１２４を形成してマスクＭ１を除去した後でも良い。
【００６２】
次に、各層２１１０、２１２０、２１３０が積層された積層体に、充填剤１２４をエッチングするエッチング材を供給して、図１５（Ｃ）に示すように、間隙部１２３が設けられた基板２１００が生成される。エッチング材は、貫通孔２１４０を介して層２１２０の充填剤１２４に供給され、充填剤１２４を選択的に除去する。エッチング材は、例えば、アルカリ水溶液である。
【００６３】
この方法によれば、各層２１１０、２１２０、２１３０を積層する際、層２１２０の樹脂材１２１が形成されていない領域には、充填剤１２４が形成されており、層２１２０は平坦化されている。このため、層２１３０を、安定した状態で層２１２０上に積層させることが可能となる。
【００６４】
次に、基板２１００の製造方法の他の例について説明する。基板製造工程の一例を図１６に示す。
まず、図１６（Ａ）に示すように、層２１１０の上方に、樹脂材１２１を形成して層２１２０を形成する。そして、層２１２０の上方にマスクＭ２を形成し、このマスクＭ２を用いて、樹脂材１２１に配線ビア１５０を形成する。
【００６５】
次に、図１６（Ｂ）に示すように、マスクＭ２を除去した後、層２１２０の上方に、樹脂材１３１を形成して層２１３０を形成する。この時、層２１２０のうち樹脂材１２１が形成されていない部分が、間隙部１２３となる。
【００６６】
そして、層２１３０の上方にマスクＭ３を形成し、このマスクＭ３を用いて、樹脂材１３１に配線ビア１５０を形成する。なお、貫通孔２１４０は、樹脂材１３１に予め設けても良いし、樹脂材１３１を層２１２０の上方に積層した後、例えば、マスクを用いてエッチングすることで設けても良い。
【００６７】
次に、図１６（Ｃ）に示すように、マスクＭ３を除去した後、層２１３０の表面の上方に、電極パッド２００及び絶縁膜３００を形成し、さらに、層２１１０の表面の上方に、電極パッド４００及び絶縁膜５００を形成する。
【００６８】
樹脂材１２１の配置面積が大きく、層２１３０が、樹脂材１２１により十分に支持され、下層である層２１２０の間隙部１２３が原因で撓んでしまう可能性が低い場合は、この方法を用いることが可能である。この方法では、充填剤を形成して除去する工程が必要ないため、工程を簡略化することが可能となる。
【００６９】
次に、半導体素子搭載工程について説明する。半導体素子搭載工程の一例の上面図を図１７に示す。図１７の点線Ａ−Ａに対応する断面図を図１８に示す。
間隙部１２３が設けられた基板２１００の表面２１０１の上方に、電極パッド２００が形成された複数の半導体素子７００を搭載する。半導体素子７００は、基板２１００の半導体装置形成領域Ｓ１００のそれぞれに搭載される。半導体素子７００は、表面７０２が、基板２１００の表面２１０１と対向するように搭載される。半導体素子７００は、表面７０２の上方に形成された接着材９００により、基板２１００に形成された絶縁膜３００と接着される。
【００７０】
ここで、各半導体素子７００は、樹脂材１２１の上方に位置するように搭載される。換言すると、各半導体素子７００の下方には、樹脂材１２１が位置している。これにより、各半導体素子７００が搭載される基板２１００の領域は、樹脂材１２１により支持された状態となる。
【００７１】
このため、各半導体素子７００の搭載時に掛かる圧力により基板２１００が撓むことを抑制することが可能となる。これにより、各半導体素子７００を基板２１００に安定した状態で搭載することが可能となる。また、搭載された各半導体素子７００の外縁７０３の下方には、間隙部１２３が位置している。
【００７２】
次に、半導体素子７００に形成された電極パッド８００と、基板２１００に形成された電極パッド２００とを、ボンディングワイヤー１０００によりワイヤー接続する。
ここで、第１の実施形態の変形例３〜５の場合、電極パッド２００の下方には、樹脂材１２１が位置している。これにより、電極パッド２００が配置される基板２１００の領域は、樹脂材１２１により支持された状態となる。このため、ワイヤー接続時に掛かる圧力により基板２１００が撓むことを抑制することが可能となる。これにより、電極パッド２００に対するワイヤー接続を、精度良く行うことが可能となる。
【００７３】
なお、第１の実施形態の変形例１の場合は、ワイヤー接続に代えて、バンプ接続を行う。この場合、半導体素子７００は、表面７０１が、基板２１００の表面２１０１と対向するように、基板２１００に搭載される。
【００７４】
次に、モールディング工程について説明する。モールディング工程の一例を図１９及び図２０に示す。
まず、モールディング工程に用いる金型について説明する。図１９に示すように、金型３０００は、下金型３１００と、上金型３２００とを備える。下金型３１００の上面３１０１には窪みが設けられて下キャビティ部３１１０が形成されている。上金型３２００の下面３２０１には窪みが設けられて上キャビティ部３２１０が形成されている。下金型３１００と、上金型３２００とは、下キャビティ部３１１０と、上キャビティ部３２１０とが１つのキャビティ３３００を形成するように型締めされている。
【００７５】
下金型３１００には、上面３１０１に開口したポット部３１２０が設けられ、このポット部３１２０内にプランジャ３１３０が配置されている。プランジャ３１３０はポット部３１２０内を上下に移動する機構を備える。
【００７６】
プランジャ３１３０上には例えばタブレット状の樹脂３１４０が配置されている。樹脂３１４０には、例えば、ガラスエポキシ樹脂が用いられる。さらに、樹脂３１４０には、シリカ等の無機物から成るフィラーが含有されている。フィラーの含有率は、例えば、５０ｗｔ％以上、且つ、９０ｗｔ％以下である。
【００７７】
上金型３２００の下面３２０１の、ポット部３１２０に対応する位置には、窪みが設けられてカル部３２２０が形成されている。さらに、金型３０００には、カル部３２２０と、キャビティ３３００とを連通するランナー部３２３０及びゲート部３２４０が設けられている。
【００７８】
さらに、金型３０００には、下金型３１００の上面３１０１と、上金型３２００の下面３２０１との間の隙間により設けられ、キャビティ３３００に連通する排気部３２５０が設けられている。排気部３２５０によりキャビティ３３００内のガスを外部に排気することができる。なお、排気部３２５０と、ゲート部３２４０とは、キャビティ３３００に対して反対側に設けられている。
【００７９】
この金型３０００を用いてモールディングを行う。まず、基板２１００を、表面２１０２が下キャビティ部３１１０の底面３１１１と対向するように下キャビティ部３１１０に配置する。ここで、基板２１００を、金めっきパターン２１５０がゲート部３２４０に位置するように配置する。これにより、モールディング後、基板２１００を金型３０００から取り出す際、基板２１００をゲート部３２４０から剥がれ易くすることができる。その後、キャビティ３３００内のガスを、排気部３２５０から排気して、キャビティ３３００内を真空状態に近づける。
【００８０】
次に、図２０に示すように、プランジャ３１３０を押し上げ、樹脂３１４０をキャビティ３３００内に供給する。プランジャ３１３０を押し上げると、樹脂３１４０はカル部３２２０に押し出され、さらに、ランナー部３２３０及びゲート部３２４０を介してキャビティ３３００内に供給される。このようにして、キャビティ３３００内に供給された樹脂３１４０は、キャビティ３３００内を満たすように充填される。
【００８１】
これにより、基板２１００の表面２１０１の上方に、複数の半導体素子７００を覆う封止樹脂層１１００が形成される。さらに、樹脂３１４０は、基板２１００の貫通孔２１４０を介して、間隙部１２３にも供給され、間隙部１２３に充填される。これにより、樹脂材１２２が形成される。即ち、同じ材料から成る、封止樹脂層１１００と樹脂材１２２が形成される。
【００８２】
なお、第１の実施形態の変形例５の場合、図１１に示すように、樹脂材１２１は、円もしくは楕円形状を備える。即ち、樹脂材１２１のコーナー部は丸められている。このため、間隙部１２３を流通する樹脂３１４０に対する樹脂材１２１の抵抗が低減されるため、樹脂３１４０の流動性を高くすることが可能となる。このため、例えば、樹脂３１４０に粘度の高い材料を用いることも可能となり、樹脂３１４０の材料の選択の自由度を広げることが可能となる。
【００８３】
このように、間隙部１２３を備える基板２１００に対して樹脂３１４０を供給することで、樹脂材１２２と封止樹脂層１１００とを一括して形成することが可能となる。これにより、半導体装置の生産性を向上させることが可能となる。また、この方法によれば、使用する封止樹脂層１１００の材料に応じて、異なる種類の樹脂材１２２が設けられた基板２１００を個別に生成するような必要がないため、複数種類の半導体装置を低コストで生産することが可能となる。
【００８４】
その後、封止樹脂層１１００が形成された基板２１００を、金型３０００から取り出して、常温まで冷却させる。なお、封止樹脂層１１００は、金型３０００から取り出す前は、半硬化の状態であり、金型３０００から取り出して常温まで冷却させることで完全に硬化する。
【００８５】
次に、個片化工程について説明する。個片化工程の一例を図２１に示す。
図２１に示すように、基板２１００の表面２１０２の上方に複数の外部接続端子６００を形成した後、基板２１００及び封止樹脂層１１００を、半導体装置形成領域Ｓ１００の境界に沿って、ダイシングブレード４０００により切断する。これにより、基板２１００は、半導体装置形成領域Ｓ１００毎に個片化され、図１、図２に示す半導体装置１０が複数得られる。即ち、基板２１００は個片化されて基板１００となる。
【００８６】
ここで、ダイシングブレード４０００の刃の幅は、貫通孔２１４０の幅よりも広く、ダイシングブレード４０００による切断により、貫通孔２１４０が設けられている領域は完全に除去される。ダイシングブレード４０００の刃の幅は、例えば、２００μｍである。
【００８７】
このように、切断部である半導体装置形成領域Ｓ１００の境界に、貫通孔２１４０を設けているため、ダイシングブレード４０００による切断により、貫通孔２１４０が設けられている領域を除去することが可能となる。これにより、貫通孔２１４０が形成されていない半導体装置１０を得ることが可能となる。
【００８８】
なお、貫通孔２１４０は、半導体装置形成領域Ｓ１００内に設けても良い。この場合、個片化後の半導体装置１０において、樹脂材１２２と、封止樹脂層１１００とは、貫通孔２１４０を介して接続されている（アンカー効果）。これにより、封止樹脂層１１００が基板１００から剥がれてしまう可能性を低減することが可能となる。
【００８９】
また、上記の製造方法は、樹脂材１２２の材料が封止樹脂層１１００の材料と同じ場合の例であるが、樹脂材１２２の材料が封止樹脂層１１００の材料と異なる場合は、次の方法を用いる。即ち、間隙部１２３の位置に予め樹脂材１２２が形成されている基板２１００を準備し、この基板２１００に対して、モールディングを行う。
【００９０】
このような基板２１００は、例えば、図１５で示される基板製造方法において、充填剤１２４に代えて、樹脂材１２２の材料を用いることで製造することが可能である。この場合、生成された樹脂材１２２は除去せずにそのまま残しておく。また、この場合、貫通孔２１４０を設ける必要はない。
【００９１】
以上説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）  第１の樹脂材と第２の樹脂材とを含む層を備えた基板と、
前記基板の主表面の上方に搭載された半導体素子と、
前記基板の前記主表面の上方に、前記半導体素子を覆って形成された封止樹脂層と、を有し、
前記第２の樹脂材と前記封止樹脂層との熱膨張係数の差は、前記第１の樹脂材と前記封止樹脂層との熱膨張係数の差よりも小さく、
前記半導体素子の外縁は、前記第２の樹脂材の上方に位置していることを特徴とする半導体装置。
【００９２】
（付記２）  前記第２の樹脂材は、フィラーを含んでいることを特徴とする付記１に記載の半導体装置。
（付記３）  前記フィラーの含有率は、５０ｗｔ％以上、且つ、９０％以下であることを特徴とする付記２に記載の半導体装置。
【００９３】
（付記４）  前記第２の樹脂材には、前記封止樹脂層と同じ材料が用いられていることを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置。
（付記５）  前記第１の樹脂材が複数設けられ、前記複数の第１の樹脂材がそれぞれ、前記基板の一辺から他の辺まで延在し、且つ、一定間隔で配置され、
前記一定間隔で配置された前記複数の第１の樹脂材の間に、前記第２の樹脂材が形成されていることを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【００９４】
（付記６）  第１の樹脂材と間隙部とを含む層を備える基板の主表面の上方に、外縁が前記間隙部の上方に位置するように半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子が搭載された前記基板に、樹脂を供給して、前記半導体素子を覆う封止樹脂層と、前記間隙部に充填された第２の樹脂材とを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００９５】
（付記７）  前記基板に搭載された前記半導体素子は、前記第１の樹脂材の上方に位置していることを特徴とする付記６に記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）  前記基板の前記主表面の上方には、前記半導体素子とワイヤーにより接続される電極パッドが形成され、
前記電極パッドは、前記第１の樹脂材の上方に位置していることを特徴とする付記６又は７に記載の半導体装置の製造方法。
【００９６】
（付記９）  前記第１の樹脂材のコーナー部は、丸められていることを特徴とする付記６〜８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００９７】
１０  半導体装置
１００  基板
１０１  表面
１２１、１２２  樹脂材
７００  半導体素子
７０３  外縁
１１００  封止樹脂層
【図１】
2011066295.tif 000003
【図２】
2011066295.tif 000004
【図３】
2011066295.tif 000005
【図４】
2011066295.tif 000006
【図５】
2011066295.tif 000007
【図６】
2011066295.tif 000008
【図７】
2011066295.tif 000009
【図８】
2011066295.tif 000010
【図９】
2011066295.tif 000011
【図１０】
2011066295.tif 000012
【図１１】
2011066295.tif 000013
【図１２】
2011066295.tif 000014
【図１３】
2011066295.tif 000015
【図１４】
2011066295.tif 000016
【図１５】
2011066295.tif 000017
【図１６】
2011066295.tif 000018
【図１７】
2011066295.tif 000019
【図１８】
2011066295.tif 000020
【図１９】
2011066295.tif 000021
【図２０】
2011066295.tif 000022
【図２１】
2011066295.tif 000023