(57)【要約】【課題】繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることができる半導体装置を提供する。【解決手段】電気信号を入出力するために半導体チップ１０１の表面上に設けられた導体部１０４と、導体部１０４を実装基板に接合するために、導体部１０４の表面上に形成された外部接続端子１０６とを備え、導体部１０４は、該導体部１０４の表面に、導体部１０４の表面の中央を貫通する貫通孔１０５が形成されており、外部接続端子１０６は貫通孔１０５に沿って形成されている。【選択図】図１
2008060178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を入出力するために半導体チップの表面上に設けられた導体部と、前記導体部を実装基板に接合するために、前記導体部の表面上に形成された接合端子とを備え、
上記導体部は該導体部の表面に段差が形成されており、上記接合端子は前記段差に沿って形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記導体部の表面の中央を貫通する貫通孔が形成されることによって、上記段差が形成されて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】
上記導体部の表面上の中央に、上記接合端子に覆われるように扁平な円柱状に形成された突起体が設けられることによって、上記段差が形成されて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４】
上記導体部の表面の中央を貫通して形成された貫通孔に沿うと共に、前記導体部から盛り上がるように形成され、かつ、上記接合端子に覆われるように形成された突起体が設けられることによって、上記段差が形成されて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５】
上記導体部の表面上の中央に、上記接合端子に覆われるようにドーム型状に形成された突起体と、
上記突起体を囲むように設けられ、上記接合端子に覆われるように形成された堰堤とが設けられることによって、上記段差が形成されて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６】
上記導体部を被覆する絶縁膜を備え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７】
上記導体部を被覆する絶縁膜を備えることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項８】
上記突起体は、ポリマー材によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項９】
上記絶縁膜の材質は上記突起体の材質と同じであり、
上記突起体は、上記絶縁膜と同一工程で形成されることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
上記導体部を被覆する絶縁膜を備えることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項１１】
上記突起体は、ポリマー材によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項１２】
上記絶縁膜の材質は上記突起体の材質と同じであり、
上記突起体は、上記絶縁膜と同一工程で形成されることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１３】
上記導体部を被覆する絶縁膜を備えることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項１４】
上記突起体は、エラストマによって構成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項１５】
上記絶縁膜の材質は上記堰堤の材質と同じであり、
上記堰堤は、上記絶縁膜と同一工程で形成されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１６】
上記導体部は、上記貫通孔から該導体部の外縁に至って欠落した溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１７】
電気信号を入出力するために半導体チップの表面上に設けられた導体部と、前記導体部を実装基板に接合するために、前記導体部の表面上に形成された接合端子とを備える半導体装置の製造方法であって、
上記導体部の表面に段差を形成するステップと、
上記段差に沿って上記接合端子を形成するステップ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１８】
上記導体部の表面の中央を貫通する貫通孔を形成することによって、上記段差を形成することを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
上記導体部の表面上の中央に、上記接合端子に覆われるように扁平な円柱状の突起体を設けることによって、上記段差を形成することを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
上記導体部の表面の中央を貫通して形成された貫通孔に沿うと共に、前記導体部から盛り上がるように、かつ、上記接合端子に覆われるように突起体を設けることによって、上記段差を形成することを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
上記導体部の表面上の中央に、上記接合端子に覆われるように環状に堰堤を形成するステップと、
上記堰堤の内周側に、上記接合端子に覆われるようにドーム型状に突起体を形成するステップとを含む工程によって、上記段差を形成することを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
上記導体部が露出している部分を絶縁膜で被覆することを特徴とする請求項１７または１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
上記導体部が露出している部分を絶縁膜で被覆することを特徴とする請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
上記絶縁膜の材質は上記突起体の材質と同じであり、
上記突起体を、上記絶縁膜と同一工程で形成することを特徴とする請求項２３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
上記導体部が露出している部分を絶縁膜で被覆することを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２６】
上記絶縁膜の材質は上記突起体の材質と同じであり、
上記突起体を、上記絶縁膜と同一工程で形成することを特徴とする請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２７】
上記導体部が露出している部分を絶縁膜で被覆することを特徴とする請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２８】
上記絶縁膜の材質は上記堰堤の材質と同じであり、
上記堰堤を、上記絶縁膜と同一工程で形成することを特徴とする請求項２７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２９】
上記貫通孔を形成した後であって、上記接合端子を形成する前に、前記貫通孔から上記導体部の外縁に至って欠落した溝を形成することを特徴とする請求項１８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、情報通信機器などの電子機器に利用される半導体集積回路を内蔵する半導体装置、および半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信機器などの電子機器の分野では、機器内部に搭載される電子部品の小型化、高機能化、および高密度実装化が図られる共に、上記電子部品の実装信頼性のさらなる向上が求められている。また、半導体チップを収納するパッケージにおいても、より実装信頼性の高いものが求められている。
【０００３】
そこで、半導体チップを収納した特に小型のパッケージとして、ウエハレベルＣＳＰ（ＣＳＰ：chip scale package）と一般的に呼ばれる半導体装置が登場した。
【０００４】
ウエハレベルＣＳＰは、ベアチップとほぼ同じ大きさにまで小型化した表面実装型パッケージである。パッケージ表面に外部接続端子が設けられており、この表面の外部接続端子を実装基板に接続させて実装する。それゆえ、基板占有面積をベアチップと同様にすることができる。
【０００５】
ところが、上記外部接続端子として半田ボールが使用されており、半導体装置と実装基板との接続は、半田のみでの接続となっている。このため、半田にクラックが発生すると、クラックが一気に進行し、半田はクラック発生箇所から上下に分断される。すなわち、外部接続端子は破壊されてしまう。
【０００６】
これにより、半導体装置と実装基板との接続構造に対して、実装信頼性の向上が課題となっていた。
【０００７】
そこで、特に実装信頼性を向上させた構造として、外部接続端子が接合される導体部の直下に応力緩和層を設ける構造が、例えば、特許文献１および非特許文献１に開示されている。
【０００８】
ここで、図２９，３０を参照しながら、外部接続端子９０６が接合される導体部９０４の直下に、応力緩和層９０５ａ，９０５ｂをそれぞれ設ける構造を有する半導体装置９００ａ，９００ｂの基本構成について説明する。
【０００９】
図２９は、従来の半導体装置９００ａにおける、各外部接続端子９０６の真下に応力緩和層９０５ａがそれぞれ設けられる構成を示す断面図である。
【００１０】
図３０は、従来の半導体装置９００ｂにおける、各外部接続端子９０６の真下側の領域に渡り、応力緩和層９０５ｂが一面に設けられる構成を示す断面図である。
【００１１】
半導体装置９００ａは、図２９に示すように、外部と電気信号を交信したり、外部から電源を取り入れたりする電極パッド９０２が形成された半導体チップ９０１を備えている。そして、絶縁層９０３が、半導体チップ９０１の電極パッド９０２が形成された面を覆うように形成されている。なお、絶縁層９０３は、各電極パッド９０２が露出するように形成されている。
【００１２】
次いで、絶縁層９０３の真上に、応力緩和層９０５ａが形成されている。そして、応力緩和層９０５ａを覆うように、導体部９０４が形成されている。そして、導体部９０４の真上に、外部接続端子９０６が形成されている。
【００１３】
また、導体部９０４は、絶縁層９０３上を這うようにして電極パッド９０２と繋がるように形成されている。これにより、電極パッド９０２、導体部９０４、および外部接続端子９０６が繋がるので、半導体チップ９０１と外部との電気的なやりとりが可能となっている。
【００１４】
また、応力緩和層９０５ａは、各外部接続端子９０６の直下に位置するように、外部接続端子９０６毎に設けられる。
【００１５】
最後に、絶縁膜９０７が、外部接続端子９０６を囲むように、導体部９０４の表面を覆って形成されている。
【００１６】
以上の構成により、半導体チップ９０１の機能を外部接続端子９０６で働かせ、半導体チップ９０１の素子面上を絶縁膜９０７で保護し、かつ、外部接続端子９０６の直下の応力緩和層９０５ａにより基板実装後の外部接続端子９０６に加わる応力を緩和させている。
【００１７】
半導体装置９００ｂでは、半導体装置９００ａとの基本的な構造上の相違点として、図３０に示すように、応力緩和層９０５ａの代わりに、応力緩和層９０５ｂを備えている。応力緩和層９０５ｂは、外部接続端子９０６の直下の領域に渡り連続的に設けられている。
【００１８】
上記の構成であっても、実装信頼性を向上させるメカニズムは、半導体装置９００ａの場合と同じである。
【特許文献１】特許第３３３５５７５号（１９９９年２月２６日公開）
【非特許文献１】「応力緩和機能を内蔵したウェハプロセスパッケージの開発」、ＭＥＳ２０００第１０回マイクロエレクトロニクスシンポジウム論文集、社団法人エレクトロニクス実装学会（ＪＩＥＰ）、２０００年、ｐ．７１〜７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ここで、一般的に、半導体装置を実装した実装基板が収納されている機器は、例えば、温度が異なる環境や、乱雑に扱われる環境などの様々な環境で使用されることが想定される。
【００２０】
温度が異なる環境で使用される場合、半導体装置では、構成部材の熱膨張係数が異なることにより、構成部材間に繰り返し応力が加えられる。また、機器が乱雑に扱われ落下した場合、半導体装置には衝撃力が加えられる。
【００２１】
このため、一番応力が集中しやすい、外部接続端子の接合界面付近に、局所的にクラックが発生する。
【００２２】
そこで、上記従来の半導体装置では、外部接続用端子が取り付けられる導体部の下に応力緩和層を備えていることにより、接合部の応力緩和を行っている。
【００２３】
しかしながら、外部接続端子と導体部との界面の形状は、応力緩和層が備えられている場合であっても、備えられていない場合であっても同じである。
【００２４】
よって、一旦、クラックが外部接続端子の接合界面付近に形成されてしまった場合、クラックの割れ目から外部接続端子と導体部とを分離する方向（クラック進行方向）に力が加わると、接合界面が途切れることなく連続しているので、弱い力でも一気にクラックが外縁から内部の方向へ進行してしまう。
【００２５】
これにより、接合部分では、発生したクラックによって、直に外部接続端子と導体部とを上下に分断する破壊モードになってしまう。すなわち、クラックが発生すると、外部接続端子がたちまち破壊してしまい、電気的にオープンな状態になってしまうという問題点を有している。
【００２６】
したがって、繰り返し応力に対する耐性、および衝撃力に対する耐性を両方向上させた、より高い実装信頼性が要望されている。
【００２７】
また、応力緩和層を備えることにより、その応力緩和層の厚みの分だけ半導体装置の総厚は厚くなっている。よって、軽薄短小を求められる半導体装置の場合では、不利に働いてしまうという問題点を有している。
【００２８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることができる半導体装置、および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の半導体装置は、上記課題を解決するために、電気信号を入出力するために半導体チップの表面上に設けられた導体部と、前記導体部を実装基板に接合するために、前記導体部の表面上に形成された接合端子とを備え、上記導体部は該導体部の表面に段差が形成されており、上記接合端子は前記段差に沿って形成されていることを特徴としている。
【００３０】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、電気信号を入出力するために半導体チップの表面上に設けられた導体部と、前記導体部を実装基板に接合するために、前記導体部の表面上に形成された接合端子とを備える半導体装置の製造方法であって、上記導体部の表面に段差を形成するステップと、上記段差に沿って上記接合端子を形成するステップとを含むことを特徴としている。
【００３１】
通常、繰り返し応力や衝撃力によって、接合端子の接合界面付近の外縁にクラックが発生すると、発生したクラックは、クラックの進行方向に接合界面が連続すれば、接合端子の外縁から内部の方向へ一気に進行する。
【００３２】
ところが、上記の各構成によれば、導体部の表面に段差が形成されており、接合端子は段差に沿って形成されていることにより、接合界面が連続することで、一気に外縁から内部の方向へ進行していたクラックが、進行の途中で段差に到達する。
【００３３】
このとき、段差が下がっている場合では、接合端子は段差に沿って形成されていることにより、クラックの進行方向では、接合界面が一旦途切れ、接合端子の構成材料が充填されている壁が現れた状態となる。
【００３４】
一方、段差が上がっている場合であっても、クラックの進行方向では、接合界面が一旦途切れ、段差を形成している構成材料が充填されている壁が現れた状態となる。
【００３５】
接合界面ではない部分にクラックを入れるのに必要な力は、接合界面付近を進行させるクラックの力よりも大きい。このため、クラックが段差に到達すると、クラックの進行は段差の外縁付近で一旦止まる。
【００３６】
よって、接合端子の接合が確保され、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラックが発生してから接合端子が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【００３７】
したがって、繰り返し応力や衝撃力に対する耐性を向上することが可能となる。それゆえ、接合端子がたちまち破断することが防止され、実装信頼性を向上することが可能となる。
【００３８】
以上により、本発明の半導体装置は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることが可能となる。また、段差は接合端子の内部にある導体部の表面に形成されているので、外観に大きな変化を与えずに上記効果を奏することが可能となる。さらに、従来の応力緩和層を設けなくてもよいので、部品数を削減することが可能となる。
【００３９】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることが可能となる。また、段差が接合端子の内部にある導体部の表面に形成されており、外観に大きな変化を与えずに上記効果を奏する半導体装置を製造することが可能となる。
【００４０】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部の表面の中央を貫通する貫通孔が形成されることによって、上記段差が形成されていることが好ましい。
【００４１】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記導体部の表面の中央を貫通する貫通孔を形成することによって、上記段差を形成することが好ましい。
【００４２】
上記の各構成によれば、導体部の表面の中央を貫通する貫通孔が形成されることによって、段差が形成されていることにより、上記貫通孔を形成するだけで、段差を容易に形成することが可能となる。
【００４３】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部の表面上の中央に、上記接合端子に覆われるように扁平な円柱状に形成された突起体が設けられることによって、上記段差が形成されていることが好ましい。
【００４４】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記導体部の表面上の中央に、上記接合端子に覆われるように扁平な円柱状の突起体を設けることによって、上記段差を形成することが好ましい。
【００４５】
上記の各構成によれば、導体部の表面上の中央に、接合端子に覆われるように扁平な円柱状に形成された突起体が設けられることによって、段差が形成されていることにより、上記突起体を設けるだけで、段差を容易に形成することが可能となる。
【００４６】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部の表面の中央を貫通して形成された貫通孔に沿うと共に、前記導体部から盛り上がるように形成され、かつ、上記接合端子に覆われるように形成された突起体が設けられることによって、上記段差が形成されていることが好ましい。
【００４７】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記導体部の表面の中央を貫通して形成された貫通孔に沿うと共に、前記導体部から盛り上がるように、かつ、上記接合端子に覆われるように突起体を設けることによって、上記段差を形成することが好ましい。
【００４８】
上記の各構成によれば、導体部の表面の中央を貫通して形成された貫通孔に沿うと共に、導体部から盛り上がるように形成され、かつ、接合端子に覆われるように形成された突起体が設けられることによって、段差が形成されていることにより、上記突起体を設けるだけで、段差を容易に形成することが可能となる。
【００４９】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部の表面上の中央に、上記接合端子に覆われるようにドーム型状に形成された突起体と、上記突起体を囲むように設けられ、上記接合端子に覆われるように形成された堰堤とが設けられることによって、上記段差が形成されていることが好ましい。
【００５０】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記導体部の表面上の中央に、上記接合端子に覆われるように環状に堰堤を形成するステップと、上記堰堤の内周側に、上記接合端子に覆われるようにドーム型状に突起体を形成するステップとを含む工程によって、上記段差を形成することが好ましい。
【００５１】
上記の各構成によれば、導体部の表面上の中央に、接合端子に覆われるようにドーム型状に形成された突起体と、突起体を囲むように設けられ、接合端子に覆われるように形成された堰堤とが設けられることによって、段差が形成されていることにより、上記突起体と堰堤とを設けるだけで、段差を容易に形成することが可能となる。
【００５２】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部を被覆する絶縁膜を備えることが好ましい。
【００５３】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記導体部が露出している部分を絶縁膜で被覆することが好ましい。
【００５４】
上記の各構成によれば、導体部が露出している部分は、絶縁膜で被覆されることにより、露出した部分の腐食や電流リークの発生を防止することが可能となる。
【００５５】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部を被覆する絶縁膜を備えることが好ましい。
【００５６】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記導体部が露出している部分を絶縁膜で被覆することが好ましい。
【００５７】
上記の各構成によれば、導体部が露出している部分は、絶縁膜で被覆されることにより、露出した部分の腐食や電流リークの発生を防止することが可能となる。
【００５８】
さらに、本発明の半導体装置では、上記突起体は、ポリマー材によって構成されていることが好ましい。
【００５９】
上記の構成によれば、ポリマー材は、例えば、接合端子の構成材料として用いられる半田よりも変形しやすいので、突起体自身が、接合端子にかかる応力を緩和させることにより、特に、繰り返し応力に対する耐性をさらに向上し、実装信頼性を向上することが可能となる。
【００６０】
さらに、本発明の半導体装置では、上記絶縁膜の材質は上記突起体の材質と同じであり、上記突起体は、上記絶縁膜と同一工程で形成されることが好ましい。
【００６１】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記絶縁膜の材質は上記突起体の材質と同じであり、上記突起体を、上記絶縁膜と同一工程で形成することが好ましい。
【００６２】
上記の各構成によれば、突起体を絶縁膜と同一工程で形成するため、従来の表面実装型パッケージの形成工程を変更せずに行うことが可能となる。それゆえ、コストの上昇を抑制することが可能である。
【００６３】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部を被覆する絶縁膜を備えることが好ましい。
【００６４】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記導体部が露出している部分を絶縁膜で被覆することが好ましい。
【００６５】
上記の各構成によれば、導体部が露出している部分は、絶縁膜で被覆されることにより、露出した部分の腐食や電流リークの発生を防止することが可能となる。
【００６６】
さらに、本発明の半導体装置では、上記突起体は、ポリマー材によって構成されていることが好ましい。
【００６７】
上記の構成によれば、ポリマー材は、例えば、接合端子の構成材料として用いられる半田よりも変形しやすいので、突起体自身が、接合端子にかかる応力を緩和させることにより、特に、繰り返し応力に対する耐性をさらに向上し、実装信頼性を向上することが可能となる。
【００６８】
さらに、本発明の半導体装置では、上記絶縁膜の材質は上記突起体の材質と同じであり、上記突起体は、上記絶縁膜と同一工程で形成されることが好ましい。
【００６９】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記絶縁膜の材質は上記突起体の材質と同じであり、上記突起体を、上記絶縁膜と同一工程で形成することが好ましい。
【００７０】
上記の各構成によれば、突起体を絶縁膜と同一工程で形成するため、従来の表面実装型パッケージの形成工程を変更せずに行うことが可能となる。それゆえ、コストの上昇を抑制することが可能である。
【００７１】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部を被覆する絶縁膜を備えることが好ましい。
【００７２】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記導体部が露出している部分を絶縁膜で被覆することが好ましい。
【００７３】
上記の各構成によれば、導体部が露出している部分は、絶縁膜で被覆されることにより、露出した部分の腐食や電流リークの発生を防止することが可能となる。
【００７４】
さらに、本発明の半導体装置では、上記突起体は、エラストマによって構成されていることが好ましい。
【００７５】
上記の構成によれば、エラストマは低弾性の特性を有しているので、繰り返し応力自体が緩和されることにより、接合部への応力負荷を低減することが可能となる。それゆえ、接合端子にクラック自体が入りにくい。したがって、接合信頼性をさらに向上することが可能となる。
【００７６】
さらに、本発明の半導体装置では、上記絶縁膜の材質は上記堰堤の材質と同じであり、上記堰堤は、上記絶縁膜と同一工程で形成されることが好ましい。
【００７７】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記絶縁膜の材質は上記堰堤の材質と同じであり、上記堰堤を、上記絶縁膜と同一工程で形成することが好ましい。
【００７８】
上記の各構成によれば、堰堤を絶縁膜と同一工程で形成するため、従来の表面実装型パッケージの形成工程を変更せずに行うことが可能となる。それゆえ、コストの上昇を抑制することが可能である。
【００７９】
さらに、本発明の半導体装置では、上記導体部は、上記貫通孔から該導体部の外縁に至って欠落した溝が形成されていることが好ましい。
【００８０】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法では、上記貫通孔を形成した後であって、上記接合端子を形成する前に、前記貫通孔から上記導体部の外縁に至って欠落した溝を形成することが好ましい。
【００８１】
上記の各構成によれば、接合端子を導体部に取り付けるために、接合端子の構成材料である半田を溶融させる際、溝が設けられていることによって、半田の内部に空気を巻き込んで半田の内部に閉じ込められる空気を低減することが可能となる。よって、最終的に接合端子の内部にボイドが存在することを抑制し、実装信頼性を向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００８２】
本発明の半導体装置は、以上のように、電気信号を入出力するために半導体チップの表面上に設けられた導体部と、前記導体部を実装基板に接合するために、前記導体部の表面上に形成された接合端子とを備え、上記導体部は該導体部の表面に段差が形成されており、上記接合端子は前記段差に沿って形成されている構成である。
【００８３】
それゆえ、本発明の半導体装置は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることが可能となる。また、段差は接合端子の内部にある導体部の表面に形成されているので、外観に大きな変化を与えずに上記効果を奏することが可能となる。
【００８４】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、電気信号を入出力するために半導体チップの表面上に設けられた導体部と、前記導体部を実装基板に接合するために、前記導体部の表面上に形成された接合端子とを備え、上記導体部の表面に段差を形成するステップと、上記段差に沿って上記接合端子を形成するステップとを含む方法である。
【００８５】
それゆえ、本発明の半導体装置の製造方法は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備え、また、段差が接合端子の内部にある導体部の表面に形成されて、外観に大きな変化を与えずに上記効果を奏する半導体装置を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８６】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００８７】
まず、図１，２を参照しながら、本実施の形態の半導体装置１００の構成について説明する。
【００８８】
図１は、図２に示す半導体装置１００の断面Ｓ１の断面図である。
【００８９】
図２は、半導体装置１００の構成を示す斜視図である。但し、導体部１０４の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【００９０】
なお、図中の実線および点線は過不足なく図示しているわけではなく、説明をする上で便宜的に使用している。以下、説明をするために用いる他の図も同様とする。
【００９１】
本実施の形態の半導体装置１００は、図１に示すように、半導体チップ１０１、電極パッド１０２、絶縁層１０３、導体部１０４、および外部接続端子１０６（接合端子）を備えており、ウエハレベルＣＳＰの表面実装型パッケージである。
【００９２】
半導体チップ１０１は、板状の形状を有しており、半導体装置１００に備えさせる機能に応じた半導体デバイスが実装されている。
【００９３】
電極パッド１０２は、外部から半導体チップ１０１へ電気信号を入力、および、半導体チップ１０１から外部へ電気信号を出力したり、外部から半導体チップ１０１へ電源を取り入れたりするための入出口である。
【００９４】
また、電極パッド１０２は、表面がアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金で構成されており、半導体チップ１０１の一方の面に４×４のマトリクス状に形成されている。但し、形成する位置および個数は、これに限らず、半導体装置１００のサイズや電気信号入出力ピン数に応じて、好適に決定すればよい。ここで、電極パッド１０２が形成されている面を主面（素子を形成した面）とする。
【００９５】
絶縁層１０３は、各電極パッド１０２間の絶縁を行うためのものであり、半導体チップ１０１の主面を、電極パッド１０２が露出するように覆うことにより形成されている。
【００９６】
また、絶縁層１０３は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、または窒化珪素（ＳｉＮ）などの膜により構成されている。また、さらに上記膜の上に、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）やベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などのポリマー材を、３〜１０μｍ程度の厚さで形成する場合もある。
【００９７】
導体部１０４は、扁平な略円柱の形状を有しており、導体部１０４の表面の中央を貫通して形成された貫通孔１０５（段差）を有している。そして、導体部１０４は、電極パッド１０２と接するように絶縁層１０３を貫通してめっきで形成されており、４×４のマトリクス状に配置されている。但し、配置する位置および個数は、これに限らず、半導体装置１００のサイズや電極パッド１０２の個数に応じて、好適に決定すればよい。
【００９８】
また、導体部１０４は、主として、約１０μｍの厚さの銅（Ｃｕ）で構成される。但し、導体部１０４の下面（電極パッド１０２と接する側）には、シード層としてスパッタによる銅（Ｃｕ）の薄膜（厚さ０．１μｍ程度）が形成されている。また、さらに上記薄膜の下面には、電極パッド１０２のアルミニウム（Ａｌ）と銅（Ｃｕ）との相互拡散を抑制するために、スパッタによるチタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、またはクロム（Ｃｒ）の薄膜（厚さ０．１μｍ程度）が形成されている。
【００９９】
貫通孔１０５は、その直径が導体部１０４の直径の３分の１から３分の２までとすることが好ましい。本実施例では、例えば、外部接続端子１０６のピッチが０．５ｍｍの場合、導体部１０４の直径を０．２７ｍｍとし、環状の貫通孔１０５の直径を０．０９〜０．１８ｍｍとする。
【０１００】
なお、貫通孔１０５では、外部接続端子１０６がまだ形成されていない状態では、絶縁層１０３が露出している。
【０１０１】
外部接続端子１０６は、錫（Ｓｎ）を主体とする半田から構成されている半田ボールである。そして、その半田を融解させることによって、外部接続端子１０６は、例えば、実装基板などに接合される。
【０１０２】
また、外部接続端子１０６は、導体部１０４の貫通孔１０５を半田で充填させて、導体部１０４と接するように、導体部１０４の真上に形成されている。本実施例の場合、外部接続端子１０６を印刷で形成すると、ばらつき込みで、高さは０．１２〜０．２ｍｍ、半田ボールを搭載すると高さは０．１８ｍｍ〜０．２７ｍｍとなる。但し、意図的に半田量を増やせばこの限りではなく、直径も導体部１０４の直径よりも大きくなる。しかしながら、あまり半田を増やし過ぎると、基板実装状態で外部接続端子同士が繋がってしまう（ブリッジ）確率が高くなってしまう。
【０１０３】
次に、図３を参照しながら、半導体装置１００を実装基板８００に実装し、外部接続端子１０６にクラック５０が発生した場合の作用について説明する。
【０１０４】
図３は、外部接続端子１０６にクラック５０が発生した場合の、半導体装置１００と実装基板８００との構成を示す断面図である。
【０１０５】
実装基板８００では、実装面に、基板の表面を覆うソルダーレジスト８０１、および基板の実装部であるメタル８０２が形成されている。なお、他の実装部品は省略している。
【０１０６】
メタル８０２は、半導体装置１００の外部接続端子１０６の配置と同様に配置されている。そして、実装基板８００のメタル８０２と、半導体装置１００の外部接続端子１０６とが接合されることによって、半導体装置１００は実装基板８００に実装される。これにより、半導体装置１００では、実装基板８００との電気的接続が確保される。
【０１０７】
また、半導体装置１００が実装された実装基板８００は、例えば、電機機器などの筐体（図示せず）に収められる。
【０１０８】
ここで、一般的に、機器は、例えば、高温の環境や、乱雑に扱われる環境などの様々な環境で使用されることが想定される。
【０１０９】
機器が高温の環境で使用される場合、半導体装置１００では、構成部材の熱膨張係数が異なることにより、構成部材間に繰り返し応力が加えられる。また、機器が乱雑に扱われ落下した場合、半導体装置１００には衝撃力が加えられる。
【０１１０】
このため、一番応力が集中しやすい、外部接続端子１０６の接合界面付近に、局所的にクラック５０が発生する。なお、外部接続端子１０６の接合界面付近とは、半導体装置１００側の付け根付近と、実装基板８００側の付け根付近との両方がある。双方の接合部の形状差異や大きさによって、弱いほうが先に破断する。
【０１１１】
なお、本発明は、外部接続端子１０６の半導体装置１００側の付け根付近（導体部１０４の直接真上に外部接続端子１０６が形成されることによって、外部接続端子１０６の接合界面付近に生じるＳｎ−Ｃｕの合金層、またはその近傍の半田部分）にクラック５０が発生する場合に対して、実装信頼性を向上する発明である。以下では、外部接続端子１０６の接合界面付近とは、半導体装置１００側の付け根付近とする。
【０１１２】
このとき、実装基板８００に実装された半導体装置１００は、外部接続端子１０６のみが接合部となり、外部接続端子１０６のみが半導体装置１００を支えている状態である。
【０１１３】
よって、一旦、クラック５０が外部接続端子１０６の接合界面付近に形成されてしまった場合、クラック５０の割れ目から外部接続端子１０６と導体部１０４とを分離する方向（クラック５０進行方向）に力が加わると、接合界面が途切れることなく連続していれば、弱い力でも一気にクラック５０が外縁から内部の方向へ進行してしまう。
【０１１４】
これにより、接合部分では、発生したクラック５０によって、直に外部接続端子１０６と導体部１０４とを上下に分断する破壊モードになってしまう。すなわち、クラック５０が発生すると、外部接続端子１０６がたちまち破壊してしまい、電気的にオープンになる状態となってしまう。
【０１１５】
ところが、導体部１０４が貫通孔１０５を有することにより、クラック５０は、進行している途中に、比較的大きな貫通孔１０５に到達する。このとき、クラック５０の進行方向では、接合界面が一旦途切れ、外部接続端子１０６の構成材料が充填されている壁が現れた状態となる。
【０１１６】
接合界面ではない外部接続端子１０６にクラック５０を入れるのに必要な力は、接合界面付近を進行させるクラック５０の力よりも大きい。このため、クラック５０は外部接続端子１０６が充填されている貫通孔１０５に到達すると、クラック５０の進行が導体部１０４の貫通孔１０５の外縁付近で一旦止まる。また、分断された部分は水平方向に自由度があるため、多少力が加わっても耐えることが可能となる。
【０１１７】
よって、外部接続端子１０６の接合が確保され、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラック５０が発生してから外部接続端子１０６が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【０１１８】
また、特に、導体部１０４の貫通孔１０５の内部の外縁にも、外部接続端子１０６の構成材料である半田は接合されている。よって、アンカー効果により接合強度もより高くなっている。
【０１１９】
以上により、本実施の形態の半導体装置１００は、電気信号を入出力するために半導体チップ１０１の表面上に設けられた導体部１０４と、導体部１０４を実装基板８００に接合するために、導体部１０４の表面上に形成された外部接続端子１０６とを備え、導体部１０４は、該導体部１０４の表面に、導体部１０４の表面の中央を貫通する貫通孔１０５が形成されており、外部接続端子１０６は貫通孔１０５に沿って形成されている、という構成である。
【０１２０】
通常、繰り返し応力や衝撃力によって、外部接続端子１０６の接合界面付近の外縁にクラック５０が発生すると、発生したクラック５０は、クラック５０の進行方向に接合界面が連続すれば、外部接続端子１０６の外縁から内部の方向へ一気に進行する。
【０１２１】
ところが、上記の構成によれば、導体部１０４は該導体部１０４の表面に、導体部１０４の表面の中央を貫通する貫通孔１０５が形成されており、外部接続端子１０６は貫通孔１０５に沿って形成されていることにより、接合界面が連続することで、一気に外縁から内部の方向へ進行していたクラック５０が、進行の途中で貫通孔１０５に到達する。このとき、クラック５０の進行方向では、接合界面が一旦途切れ、外部接続端子１０６の構成材料が充填されている壁が現れた状態となる。
【０１２２】
接合界面ではない外部接続端子１０６にクラック５０を入れるのに必要な力は、接合界面付近を進行させるクラック５０の力よりも大きい。このため、クラック５０が外部接続端子１０６が充填されている貫通孔１０５に到達すると、クラック５０の進行は貫通孔１０５の外縁付近で一旦止まる。
【０１２３】
よって、外部接続端子１０６の接合が確保され、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラック５０が発生してから外部接続端子１０６が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【０１２４】
したがって、繰り返し応力や衝撃力に対する耐性を向上することが可能となる。それゆえ、外部接続端子１０６がたちまち破断することが防止され、実装信頼性を向上することが可能となる。
【０１２５】
以上により、本実施の形態の半導体装置１００は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることが可能となる。
【０１２６】
また、貫通孔１０５は、外部接続端子１０６の内部にある導体部１０４の表面に形成されているので、外観に大きな変化を与えずに上記効果を奏することが可能となっている。さらに、従来の応力緩和層を設けなくてもよいので、部品数を削減することが可能となる。
【０１２７】
ところで、上記半導体装置１００は、電極パッド１０２の真上に外部接続端子１０６が存在する場合の構成である。しかしながら、半導体チップ１０１はワイヤボンドを行う他の半導体装置に収めることもある。その場合、電極パッド１０２は、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されていることが多い。
【０１２８】
このため、半導体チップ１０１を表面実装型パッケージにする場合、外部接続端子１０６と電極パッド１０２とを繋げるために、導体部１０４を延ばす必要がある。しかし、導体部１０４を延ばすことによって、外部接続端子１０６が取り付けられる部分以外の部分が露出すると、その部分が腐食するばかりではなく、電流リークが起こってしまう。
【０１２９】
そこで、図４，５を参照しながら、外部接続端子１０６が取り付けられる導体部１０４の側面と、導体部１０４の上面の輪郭部とを、絶縁膜１０７で被覆する構成について説明する。
【０１３０】
図４は、図５に示す半導体装置１２０の断面Ｓ２の断面図である。
【０１３１】
図５は、絶縁膜１０７を備えた半導体装置１２０の構成を示す斜視図である。但し、導体部１０４の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【０１３２】
半導体装置１２０は、上記半導体装置１００の構成に加えて、絶縁膜１０７を備えている。但し、電極パッド１０２は、図４に示すように、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されている。
【０１３３】
導体部１０４は、外部接続端子１０６と電極パッド１０２とを繋げるように形成されている。それゆえ、電極パッド１０２が、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されて、外部接続端子１０６の真下になくても、導体部１０４を延ばすことにより電極パッド１０２と外部接続端子１０６とを接続することが可能となっている。
【０１３４】
絶縁膜１０７は、配線として引き出された導体部１０４を含め、外部接続端子１０６の周辺を覆っている。また、外部接続端子１０６が取り付けられる導体部１０４の上面の輪郭部を絶縁膜１０７で被覆する分、該導体部１０４のサイズを、上述した寸法よりも大きくする。例えば、絶縁膜１０７の被覆量が０．０１５ｍｍの場合は、導体部１０４の直径を０．３ｍｍとする。
【０１３５】
これにより、電極パッド１０２が、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されて、導体部１０４が外部接続端子１０６と電極パッド１０２とを繋げるために延ばされて露出していても、露出した部分の導体部１０４は絶縁膜１０７で覆われることにより、露出した部分の腐食や電流リークの発生を防止することが可能となる。
【０１３６】
また、導体部１０４に外部接続端子１０６を取り付ける際、外部接続端子１０６の材料である半田を溶融させながら、外部接続端子１０６を形成している。このとき、半田の内部に空気を巻き込んで、外部接続端子１０６の内部にボイドを発生させる場合がある。ボイドは実装信頼性を低下させるので、存在することは望ましくない。
【０１３７】
そこで、外部接続端子１０６が取り付けられる導体部１０４に、導体部１０４の中央にある貫通孔１０５から導体部１０４の外縁に至って欠落した溝１０８を設けることによって、ボイドを低減させる。
【０１３８】
これについて、図６，７を参照しながら、導体部１０４に溝１０８を設けた半導体装置１４０の構成について説明する。
【０１３９】
図６は、図７に示す半導体装置１４０の断面Ｓ３の断面図である。
【０１４０】
図７は、溝１０８を有する導体部１０４を備えた半導体装置１４０の構成を示す斜視図である。但し、導体部１０４の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【０１４１】
半導体装置１４０は、上記半導体装置１００の構成に加えて、導体部１０４に溝１０８を有している。
【０１４２】
溝１０８は、導体部１０４の中央にある貫通孔１０５から導体部１０４の外縁に至るように形成されている。それゆえ、導体部１０４は、表面形状がＯの字型からＣの字型になっている。
【０１４３】
これにより、外部接続端子１０６を導体部１０４に取り付けるために、外部接続端子１０６の構成材料である半田を溶融させる際、溝１０８が設けられていることによって、半田の内部に空気を巻き込んで半田の内部に閉じ込められる空気を低減することが可能となる。よって、最終的に外部接続端子１０６の内部にボイドが存在することを抑制し、実装信頼性を向上することが可能となる。
【０１４４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図８〜図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４５】
まず、図８，９を参照しながら、本実施の形態の半導体装置２００の構成について説明する。
【０１４６】
図８は、図９に示す半導体装置２００の断面Ｓ４の断面図である。
【０１４７】
図９は、半導体装置２００の構成を示す斜視図である。但し、導体部２０４および突起体２０９の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【０１４８】
本実施の形態の半導体装置２００は、図８に示すように、前記実施の形態の半導体装置１００の構成に加えて、貫通孔１０５を有する導体部１０４の代わりに、導体部２０４、および突起体２０９（段差）を備えている。
【０１４９】
導体部２０４は、導体部１０４から貫通孔１０５を取り除いた構成と同様の構成を有している。
【０１５０】
突起体２０９は、扁平な略円柱の形状を有しており、外部接続端子１０６の内部であって、導体部２０４の表面上の中央に設けられている。すなわち、突起体２０９は、外部接続端子１０６と導体部２０４とが接する面に、外部接続端子１０６に覆われるように形成されている。
【０１５１】
また、突起体２０９は、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）やベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などのポリマー材によって構成されており、フォトリソグラフィあるいはスクリーン印刷によって形成される。
【０１５２】
突起体２０９の直径は、導体部２０４の直径の３分の１から３分の２までとすることが好ましい。本実施例では、例えば、外部接続端子１０６のピッチが０．５ｍｍの場合、導体部２０４の直径を０．２７ｍｍとし、突起体２０９の直径を０．０９〜０．１８ｍｍとする。
【０１５３】
次に、図１０を参照しながら、半導体装置２００を実装基板８００に実装し、外部接続端子１０６にクラック５０が発生した場合の作用について説明する。
【０１５４】
図１０は、外部接続端子１０６にクラック５０が発生した場合の、半導体装置２００と実装基板８００との構成を示す断面図である。
【０１５５】
半導体装置２００は、実装基板８００のメタル８０２と、半導体装置２００の外部接続端子１０６とが接合されることによって、実装基板８００に実装される。
【０１５６】
繰り返し応力や衝撃力によって、一旦、クラック５０が外部接続端子１０６に形成されてしまった場合、クラック５０の割れ目から外部接続端子１０６と導体部２０４とを分離する方向（クラック５０進行方向）に力が加わると、接合界面が途切れることなく連続していれば、弱い力でも一気にクラック５０が外縁から内部の方向へ進行してしまう。
【０１５７】
これにより、接合部分では、発生したクラック５０によって、直に外部接続端子１０６と導体部２０４とを上下に分断する破壊モードになってしまう。すなわち、クラック５０が発生すると、外部接続端子１０６がたちまち破壊してしまい、電気的にオープンになる状態となってしまう。
【０１５８】
ところが、導体部２０４の上に突起体２０９が形成されていることにより、クラック５０は、進行の途中で突起体２０９に到達する。このとき、クラック５０の進行方向では、接合界面が一旦途切れ、突起体２０９の壁が現れた状態となる。
【０１５９】
このため、クラック５０は突起体２０９に到達すると、突起体２０９という変局箇所が存在することによって応力が緩和され、クラック５０の進行が突起体２０９の外縁付近で一旦止まる。また、分断された部分は水平方向に自由度があるため、多少力が加わっても耐えることが可能となる。
【０１６０】
よって、突起体２０９と外部接続端子１０６との接合が確保されるので、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラック５０が発生してから外部接続端子１０６が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【０１６１】
また、突起体２０９は半田よりも変形しやすいポリマー材であることから、突起体２０９自身が、外部接続端子１０６にかかる応力を緩和させることにより、特に、繰り返し応力に対する耐性がさらに向上する。よって、接合信頼性を向上することが可能となる。
【０１６２】
以上により、本実施の形態の半導体装置２００は、電気信号を入出力するために半導体チップ１０１の表面上に設けられた導体部２０４と、導体部２０４を実装基板８００に接合するために、導体部２０４の表面上に形成された外部接続端子１０６とを備え、導体部２０４は、該導体部２０４の表面上の中央に、外部接続端子１０６に覆われるように扁平な略円柱状に形成された突起体２０９が設けられており、外部接続端子１０６は突起体２０９に沿って形成されている、という構成である。
【０１６３】
通常、繰り返し応力や衝撃力によって、外部接続端子１０６の接合界面付近の外縁にクラック５０が発生すると、発生したクラック５０は、クラック５０の進行方向に接合界面が連続すれば、外部接続端子１０６の外縁から内部の方向へ一気に進行する。
【０１６４】
ところが、上記の構成によれば、導体部２０４は、該導体部２０４の表面上の中央に、外部接続端子１０６に覆われるように扁平な円柱状に形成された突起体２０９が設けられており、外部接続端子１０６は突起体２０９に沿って形成されていることにより、接合界面が連続することで、一気に外縁から内部の方向へ進行していたクラック５０が、進行の途中で突起体２０９に到達する。このとき、クラック５０の進行方向では、接合界面が一旦途切れ、突起体２０９の壁が現れた状態となる。
【０１６５】
このため、クラック５０は突起体２０９に到達すると、突起体２０９という変局箇所が存在することによって応力が緩和され、クラック５０の進行が突起体２０９の外縁付近で一旦止まる。
【０１６６】
よって、突起体２０９と外部接続端子１０６との接合が確保されるので、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラック５０が発生してから外部接続端子１０６が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【０１６７】
したがって、繰り返し応力や衝撃力に対する耐性を向上することが可能となる。それゆえ、外部接続端子１０６がたちまち破断することが防止され、実装信頼性を向上することが可能となる。
【０１６８】
以上により、本実施の形態の半導体装置２００は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることが可能となる。
【０１６９】
また、半田よりも変形しやすいポリマー材によって構成される突起体２０９を備えることにより、突起体２０９自身が、外部接続端子１０６にかかる応力を緩和させるので、特に、繰り返し応力に対する耐性をさらに向上し、実装信頼性を向上することが可能となる。
【０１７０】
さらに、突起体２０９は、外部接続端子１０６の内部にある導体部２０４の表面に形成されているので、外観に大きな変化を与えずに上記効果を奏することが可能となっている。
【０１７１】
また、上記半導体装置２００においても、半導体チップ１０１はワイヤボンドを行う他の半導体装置に収めることもある。その場合、電極パッド１０２は、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されていることが多い。
【０１７２】
このため、前記実施の形態で説明したことと同様に、半導体チップ１０１を表面実装型パッケージにする場合、外部接続端子１０６と電極パッド１０２とを繋げるために、導体部２０４を延ばす必要がある。しかし、導体部２０４を延ばすことによって、外部接続端子１０６が取り付けられる部分以外の部分が露出すると、その部分が腐食するばかりではなく、電流リークが起こってしまう。
【０１７３】
そこで、図１１，１２を参照しながら、外部接続端子１０６が取り付けられる導体部２０４の側面と、導体部２０４の上面の輪郭部とを、絶縁膜２０７で被覆する構成について説明する。
【０１７４】
図１１は、図１２に示す半導体装置２２０の断面Ｓ５の断面図である。
【０１７５】
図１２は、絶縁膜２０７を備えた半導体装置２２０の構成を示す斜視図である。但し、導体部２０４および突起体２０９の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【０１７６】
半導体装置２２０は、上記半導体装置２００の構成に加えて、絶縁膜２０７を備えている。但し、電極パッド１０２は、図１１に示すように、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されている。
【０１７７】
導体部２０４は、外部接続端子１０６と電極パッド１０２とを繋げるように形成されている。それゆえ、電極パッド１０２が、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されて、外部接続端子１０６の真下になくても、導体部２０４を延ばすことにより電極パッド１０２と外部接続端子１０６とを接続することが可能となっている。
【０１７８】
絶縁膜２０７は、配線として引き出された導体部２０４を含め、外部接続端子１０６の周辺を覆っている。外部接続端子１０６が取り付けられる導体部２０４の上面の輪郭部を絶縁膜２０７で被覆する分、該導体部２０４のサイズを、上述した寸法よりも大きくする。例えば、絶縁膜２０７の被覆量が０．０１５ｍｍの場合は、導体部２０４の直径を０．３ｍｍとする。
【０１７９】
これにより、電極パッド１０２が、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されて、導体部２０４が外部接続端子１０６と電極パッド１０２とを繋げるために延ばされて露出していても、露出した部分の導体部２０４は絶縁膜２０７で覆われることにより、露出した部分の腐食や電流リークの発生を防止することが可能となる。
【０１８０】
なお、絶縁膜２０７は突起体２０９と同一工程で同時に形成される。これについては、後述する実施の形態６で詳細に説明する。
【０１８１】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図１３〜図１６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１および実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１および実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１８２】
まず、図１３，１４を参照しながら、本実施の形態の半導体装置３００の構成について説明する。
【０１８３】
図１３は、図１４に示す半導体装置３００の断面Ｓ６の断面図である。
【０１８４】
図１４は、半導体装置３００の構成を示す斜視図である。但し、導体部１０４および突起体３０９の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【０１８５】
本実施の形態の半導体装置３００は、図１３に示すように、前記実施の形態の半導体装置１００の構成に加えて、突起体３０９（段差）を備えている。
【０１８６】
突起体３０９は、外部接続端子１０６の内部であって、導体部１０４の貫通孔１０５を充填して導体部１０４から外部接続端子１０６側に盛り上がるように設けられている。詳細には、外縁は円周状となるように、導体部１０４の貫通孔１０５の形状に沿って、一定の膜厚で材料を塗布することにより、突起体３０９は外部接続端子１０６に覆われるように形成されている。
【０１８７】
また、突起体３０９は、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）やベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などのポリマー材によって構成されており、フォトリソグラフィあるいはスクリーン印刷によって形成される。
【０１８８】
また、貫通孔１０５の直径は導体部１０４の直径の約３分の１に、また、突起体３０９の導体部１０４上の外縁の直径は導体部１０４の直径の約３分の２にすることが好ましい。本実施例では、例えば、外部接続端子１０６のピッチが０．５ｍｍの場合、導体部１０４の直径を０．２７ｍｍとし、貫通孔１０５の直径を０．０９ｍｍ、および突起体３０９の外縁の直径を０．１８ｍｍとする。
【０１８９】
次に、半導体装置３００を実装基板に実装し、外部接続端子１０６にクラックが発生した場合の作用について説明する。
【０１９０】
上述した説明と同様に、半導体装置３００が実装基板に実装され、繰り返し応力や衝撃力によって、外部接続端子１０６にクラックが発生した場合においても、クラックは進行している途中で突起体３０９に到達することによって、クラックは一旦止まる。すなわち、突起体３０９という変局箇所が存在することによって応力が緩和され、クラックの進行が突起体３０９の外縁付近で一旦止まる。また、分断された部分は水平方向に自由度があるため、多少力が加わっても耐えることが可能となる。
【０１９１】
よって、突起体３０９と外部接続端子１０６との接合が確保されるので、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラックが発生してから外部接続端子１０６が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【０１９２】
また、前記実施の形態の半導体装置２００の突起体２０９と同様に、突起体３０９は半田よりも変形しやすいポリマー材によって構成されることから、突起体３０９自身が、外部接続端子１０６にかかる応力を緩和させることにより、特に、繰り返し応力に対する耐性がさらに向上する。よって、接合信頼性を向上することが可能となる。
【０１９３】
さらに、半導体装置３００では、突起体３０９の構成材料は導体部１０４に形成された貫通孔１０５を充填している。よって、アンカー効果により、突起体３０９自体の設置安定性が向上する。
【０１９４】
以上により、本実施の形態の半導体装置３００は、電気信号を入出力するために半導体チップ１０１の表面上に設けられた導体部１０４と、導体部１０４を実装基板に接合するために、導体部１０４の表面上に形成された外部接続端子１０６とを備え、導体部１０４は、該導体部１０４の表面に、導体部１０４の表面の中央を貫通して形成された貫通孔１０５に沿うと共に、導体部１０４から盛り上がるように形成され、かつ、外部接続端子１０６に覆われるように形成された突起体３０９が設けられており、外部接続端子１０６は突起体３０９に沿って形成されている、という構成である。
【０１９５】
通常、繰り返し応力や衝撃力によって、外部接続端子１０６の接合界面付近の外縁にクラックが発生すると、発生したクラックは、クラックの進行方向に接合界面が連続すれば、外部接続端子１０６の外縁から内部の方向へ一気に進行する。
【０１９６】
ところが、上記の構成によれば、導体部１０４は、該導体部１０４の表面に、導体部１０４の表面の中央を貫通して形成された貫通孔１０５に沿うと共に、導体部１０４から盛り上がるように形成され、かつ、外部接続端子１０６に覆われるように形成された突起体３０９が設けられており、外部接続端子１０６は突起体３０９に沿って形成されていることにより、接合界面が連続することで、一気に外縁から内部の方向へ進行していたクラックが、進行の途中で突起体３０９に到達する。このとき、クラックの進行方向では、接合界面が一旦途切れ、突起体３０９の壁が現れた状態となる。
【０１９７】
このため、クラックは突起体３０９に到達すると、突起体３０９という変局箇所が存在することによって応力が緩和され、クラックの進行が突起体３０９の外縁付近で一旦止まる。
【０１９８】
よって、突起体３０９と外部接続端子１０６との接合が確保されるので、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラックが発生してから外部接続端子１０６が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【０１９９】
したがって、繰り返し応力や衝撃力に対する耐性を向上することが可能となる。それゆえ、外部接続端子１０６がたちまち破断することが防止され、実装信頼性を向上することが可能となる。
【０２００】
以上により、本実施の形態の半導体装置３００は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることが可能となる。
【０２０１】
また、半田よりも変形しやすいポリマー材から構成される突起体３０９を備えることにより、突起体３０９自身が、外部接続端子１０６にかかる応力を緩和させるので、特に、繰り返し応力に対する耐性をさらに向上し、実装信頼性を向上することが可能となる。
【０２０２】
さらに、突起体３０９は、外部接続端子１０６の内部にある導体部１０４の貫通孔１０５を充填するように盛り上がって形成されているので、外観に大きな変化を与えずに上記効果を奏することが可能となっている。
【０２０３】
また、上記半導体装置３００においても、半導体チップ１０１はワイヤボンドを行う他の半導体装置に収めることもある。その場合、電極パッド１０２は、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されていることが多い。
【０２０４】
そこで、図１５，１６を参照しながら、外部接続端子１０６が取り付けられる導体部１０４の側面と、導体部１０４の上面の輪郭部とを、絶縁膜３０７で被覆する構成について説明する。
【０２０５】
図１５は、図１６に示す半導体装置３２０の断面Ｓ７の断面図である。
【０２０６】
図１６は、絶縁膜３０７を備えた半導体装置３２０の構成を示す斜視図である。但し、導体部１０４および突起体３０９の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【０２０７】
半導体装置３２０は、上記半導体装置３００の構成に加えて、絶縁膜３０７を備えている。但し、電極パッド１０２は、図１５に示すように、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されている。
【０２０８】
絶縁膜３０７は、配線として引き出された導体部１０４を含め、外部接続端子１０６の周辺を覆っている。外部接続端子１０６が取り付けられる導体部１０４の上面の輪郭部を絶縁膜３０７で被覆する分、該導体部３０７のサイズを、上述した寸法よりも大きくする。例えば、絶縁膜３０７の被覆量が０．０１５ｍｍの場合は、導体部１０４の直径を０．３ｍｍとする。
【０２０９】
これにより、電極パッド１０２が、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されて、導体部１０４が外部接続端子１０６と電極パッド１０２とを繋げるために延ばされて露出していても、露出した部分の導体部１０４は絶縁膜３０７で覆われることにより、露出した部分の腐食や電流リークの発生を防止することが可能となる。
【０２１０】
なお、絶縁膜３０７は突起体３０９と同一工程で同時に形成される。これについては、後述する実施の形態７で詳細に説明する。
【０２１１】
〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態について図１７〜図２０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜３と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２１２】
まず、図１７，１８を参照しながら、本実施の形態の半導体装置４００の構成について説明する。
【０２１３】
図１７は、図１８に示す半導体装置４００の断面Ｓ８の断面図である。
【０２１４】
図１８は、半導体装置４００の構成を示す斜視図である。但し、導体部２０４、堰堤４１０、および突起体４１１の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【０２１５】
本実施の形態の半導体装置４００は、図１７に示すように、前記実施の形態の半導体装置２００の突起体２０９を除いた構成に加えて、堰堤４１０（段差）、および突起体４１１（段差）を備えている。
【０２１６】
堰堤４１０は、突起体４１１を形成するとき、突起体４１１の材料が導体部２０４の領域からはみ出してしまうのを回避するためのものである。堰堤４１０は、突起体４１１を形成する前に、予め環状に形成させておく。
【０２１７】
また、堰堤４１０は、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）やベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などのポリマー材となっており、フォトリソグラフィあるいはスクリーン印刷によって形成される。
【０２１８】
突起体４１１は、ドーム型の形状を有しており、外部接続端子１０６の内部であって、導体部２０４の表面の中央に設けられている。すなわち、突起体４１１は、外部接続端子１０６と導体部２０４とが接する面に、外部接続端子１０６に覆われるように形成されている。
【０２１９】
但し、外部接続端子１０６に加えられる応力を緩和する効果を大きくするために、前記実施の形態２の突起体２０９と比較して、突起体４１１の体積を大きくしている。また、突起体４１１は、エラストマによって構成されており、ディスペンサーあるいはスクリーン印刷で形成される。
【０２２０】
突起体４１１の直径は、導体部２０４の直径の３分の１から３分の２までとすることが好ましい。本実施例では、例えば、外部接続端子１０６のピッチが０．５ｍｍの場合、導体部２０４の直径を０．２７ｍｍとし、突起体４１１の直径を０．０９〜０．１８ｍｍとする。また、突起体４１１の高さは、０．０３〜０．１５ｍｍとする。
【０２２１】
次に、半導体装置４００を実装基板に実装し、外部接続端子１０６にクラックが発生した場合の作用について説明する。
【０２２２】
上述した説明と同様に、半導体装置４００が実装基板に実装され、繰り返し応力や衝撃力によって、外部接続端子１０６にクラックが発生した場合においても、クラックは進行している途中で堰堤４１０に到達することによって、クラックは一旦止まる。すなわち、堰堤４１０という変局箇所が存在することによって応力が緩和され、クラックの進行が堰堤４１０の外縁付近で一旦止まる。また、分断された部分は水平方向に自由度があるため、多少力が加わっても耐えることが可能となる。
【０２２３】
よって、堰堤４１０と突起体４１１と外部接続端子１０６との接合が確保されるので、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラックが発生してから外部接続端子１０６が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【０２２４】
また、突起体４１１は、低弾性であるエラストマによって構成されていることから、繰り返し応力自体を緩和させることにより、接合部への応力負荷を低減することが可能となる。それゆえ、外部接続端子１０６にクラック自体が入りにくい。したがって、接合信頼性をさらに向上することが可能となる。
【０２２５】
以上により、本実施の形態の半導体装置４００は、電気信号を入出力するために半導体チップ１０１の表面上に設けられた導体部２０４と、導体部２０４を実装基板に接合するために、導体部２０４の表面上に形成された外部接続端子１０６とを備え、導体部２０４は、導体部２０４の表面上の中央に、外部接続端子１０６に覆われるようにドーム型状に形成された突起体４１１と、突起体４１１を囲むように設けられ、外部接続端子１０６に覆われるように形成された堰堤４１０とが設けられており、外部接続端子１０６は堰堤４１０と突起体４１１とに沿って形成されている、という構成である。
【０２２６】
通常、繰り返し応力や衝撃力によって、外部接続端子１０６の接合界面付近の外縁にクラックが発生すると、発生したクラックは、クラックの進行方向に接合界面が連続すれば、外部接続端子１０６の外縁から内部の方向へ一気に進行する。
【０２２７】
ところが、上記の構成によれば、導体部２０４は、導体部２０４の表面上の中央に、外部接続端子１０６に覆われるようにドーム型状に形成された突起体４１１と、突起体４１１を囲むように設けられ、外部接続端子１０６に覆われるように形成された堰堤４１０とが設けられており、外部接続端子１０６は堰堤４１０と突起体４１１とに沿って形成されていることにより、接合界面が連続することで、一気に外縁から内部の方向へ進行していたクラックが、進行の途中で堰堤４１０に到達する。このとき、クラックの進行方向では、接合界面が一旦途切れ、堰堤４１０の壁が現れた状態となる。
【０２２８】
このため、クラックは堰堤４１０に到達すると、堰堤４１０という変局箇所が存在することによって応力が緩和され、クラックの進行が堰堤４１０の外縁付近で一旦止まる。
【０２２９】
よって、堰堤４１０と突起体４１１と外部接続端子１０６との接合が確保されるので、直ちに電気的なオープン状態とはならない。すなわち、クラックが発生してから外部接続端子１０６が完全破断に至るまでの持続時間を延ばすことが可能となる。
【０２３０】
したがって、繰り返し応力や衝撃力に対する耐性を向上することが可能となる。それゆえ、外部接続端子１０６がたちまち破断することが防止され、実装信頼性を向上することが可能となる。
【０２３１】
以上により、本実施の形態の半導体装置４００は、繰り返し応力および衝撃力に対する耐性を向上し、より高い実装信頼性を備えることが可能となる。
【０２３２】
また、低弾性であるエラストマによって構成される突起体４１１を備えることにより、繰り返し応力自体が緩和されるので、接合部への応力負荷を低減することが可能となる。それゆえ、外部接続端子１０６にクラック自体が入りにくい。したがって、接合信頼性をさらに向上することが可能となる。
【０２３３】
さらに、堰堤４１０および突起体４１１は、外部接続端子１０６に覆われるように導体部２０４の表面に形成されているので、外観に大きな変化を与えずに上記効果を奏することが可能となっている。
【０２３４】
また、上記半導体装置４００においても、半導体チップ１０１はワイヤボンドを行う他の半導体装置に収めることもある。その場合、電極パッド１０２は、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されていることが多い。
【０２３５】
そこで、図１９，２０を参照しながら、外部接続端子１０６が取り付けられる導体部２０４の側面と、導体部２０４の上面の輪郭部とを、絶縁膜４０７で被覆する構成について説明する。
【０２３６】
図１９は、図２０に示す半導体装置４２０の断面Ｓ９の断面図である。
【０２３７】
図２０は、絶縁膜４０７を備えた半導体装置４２０の構成を示す斜視図である。但し、導体部２０４、堰堤４１０、および突起体４１１の形状を明示するために、外部接続端子１０６は図示していない。
【０２３８】
半導体装置４２０は、上記半導体装置４００の構成に加えて、絶縁膜４０７を備えている。但し、電極パッド１０２は、図１９に示すように、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されている。
【０２３９】
絶縁膜４０７は、配線として引き出された導体部２０４を含め、外部接続端子１０６の周辺を覆っている。外部接続端子１０６が取り付けられる導体部２０４の上面の輪郭部を絶縁膜３０７で被覆する分、該導体部３０７のサイズを、上述した寸法よりも大きくする。例えば、絶縁膜３０７の被覆量が０．０１５ｍｍの場合は、導体部２０４の直径を０．３ｍｍとする。
【０２４０】
これにより、電極パッド１０２が、半導体チップ１０１の外縁近傍に配列されて、導体部２０４が外部接続端子１０６と電極パッド１０２とを繋げるために延ばされて露出していても、露出した部分の導体部２０４は絶縁膜４０７で覆われることにより、露出した部分の腐食や電流リークの発生を防止することが可能となる。
【０２４１】
なお、絶縁膜４０７は堰堤４１０と同一工程で同時に形成される。これについては、後述する実施の形態８で詳細に説明する。詳細に後述する。
【０２４２】
〔実施の形態５〕
本発明の他の実施の形態について図２１（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜４と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜４の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２４３】
図２１（ａ）〜（ｆ）は、半導体装置１００の製造プロセスを示す図である。
【０２４４】
ここでは、前記実施の形態１で示した半導体装置１００の製造方法について説明する。
【０２４５】
まず、図２１（ａ）に示すように、半導体集積回路およびその上面に絶縁層１０３が形成されたウエハ（半導体チップ１０１，ダイシング位置５０１）の全面に対し、スパッタ装置を用いてクロム（Ｃｒ），銅（Ｃｕ）の順に薄膜を形成する。なお、薄膜は極めて薄いため図示していない。
【０２４６】
次いで、図２１（ｂ）に示すように、さらに、その銅の薄膜上の全面に、フォトレジスト５０２をスピンコータで塗布する。
【０２４７】
次いで、図２１（ｃ）に示すように、露光機およびエッチング装置により、後に導体部１０４を形成させる領域のフォトレジスト５０２を取り除く。この時点でフォトレジスト５０２が取り除かれた部分は、先のスパッタにより形成された銅（Ｃｕ）の薄膜が露出している。
【０２４８】
次いで、図２１（ｄ）に示すように、電解めっき装置でウエハ周辺の銅（Ｃｕ）の薄膜を電極の接点とし、フォトレジスト５０２の露出部に対して銅めっき（導体部１０４）を行う。電極パッド１０２は、先のスパッタにより形成された薄膜を挟んで導体部１０４と接続される。
【０２４９】
次いで、図２１（ｅ）に示すように、剥離液でフォトレジスト５０２を完全に取り除く。この時点でウエハ表面は、スパッタによる銅の薄膜またはその上にめっきによる銅が載った状態となり、全面銅が露出した状態となる。次に、銅のエッチング液で、露出したスパッタにより形成された銅の薄膜を完全に除去する（図示せず）。しかしながら、この際にめっきによる銅も溶解するものの、スパッタにより形成された銅よりも十分厚いため、最終的にはめっきによる銅はパターンとして残る。なお、めっきによる銅の下のスパッタにより形成された銅も残されている。次に、クロムのエッチング液で、露出したクロムの薄膜を完全に除去する（図示せず）。
【０２５０】
次いで、図２１（ｆ）に示すように、半田ボール搭載機により所定の場所に半田ボールを乗せるか、または印刷機により半田ペーストを所定の場所に印刷し、リフロー処理により外部接続端子１０６が形成される。
【０２５１】
最後に、ダイシング装置で、ダイシング位置５０１を切断することで、個々の半導体チップ１０１に分割され、個々の半導体装置１００が完成する。
【０２５２】
以上により、図１〜図２に示した半導体装置１００が形成される。
【０２５３】
〔実施の形態６〕
本発明の他の実施の形態について図２２（ａ）〜（ｈ）および図２３（ａ）〜（ｈ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜５と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜５の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２５４】
図２２（ａ）〜（ｈ）は、半導体装置２００の製造プロセスを示す図である。
【０２５５】
最初に、前記実施の形態２で示した半導体装置２００の製造方法について説明する。
【０２５６】
まず、図２２（ａ）は図２１（ａ）で説明した方法と、図２２（ｂ）は図２１（ｂ）で説明した方法と同様の方法で製造される。
【０２５７】
次いで、図２２（ｃ）に示すように、露光機およびエッチング装置により、後に導体部２０４を形成させる領域のフォトレジスト５０２を取り除く。この時点でフォトレジスト５０２が取り除かれた部分は、先のスパッタにより形成された銅（Ｃｕ）の薄膜が露出している。
【０２５８】
次いで、図２２（ｄ）は図２１（ｄ）で説明した方法と、図２２（ｅ）は図２１（ｅ）で説明した方法と同様の方法で製造される。
【０２５９】
次いで、図２２（ｆ）に示すように、スピンコータで上面全域に突起体２０９（感光性のポリマー）を塗布する。
【０２６０】
次いで、図２２（ｇ）に示すように、露光機およびエッチング装置により、突起体２０９として残す部分以外の突起体２０９を取り除く。詳細には、外部接続端子１０６が形成される導体部２０４の中央部は突起体２０９が残るパターニングを行うことによって、この部分を突起体２０９とする。さらに、熱処理用オーブンで突起体２０９を硬化させる。
【０２６１】
次いで、図２２（ｈ）に示すように、半田ボール搭載機により所定の場所に半田ボールを乗せるか、または印刷機により半田ペーストを所定の場所に印刷し、リフロー処理により外部接続端子１０６が形成される。
【０２６２】
最後に、ダイシング装置で、ダイシング位置５０１を切断することで、個々の半導体チップ１０１に分割され、個々の半導体装置２００が完成する。
【０２６３】
以上により、図８〜図９に示した半導体装置２００が形成される。
【０２６４】
次に、前記実施の形態２で示した半導体装置２２０の製造方法について説明する。
【０２６５】
図２３（ａ）〜（ｈ）は、半導体装置２２０の製造プロセスを示す図である。
【０２６６】
まず、図２３（ａ）〜（ｆ）は、図２２（ａ）〜（ｆ）で説明した方法と同様の方法で製造される。
【０２６７】
なお、図２３（ｆ）において、絶縁膜２０７が非感光性ポリマーの場合は、図２３（ｂ）で示したようなフォトレジスト５０２を上に被せ、露光機およびエッチング装置でパターニングを行って、該ポリマーの不要箇所をエッチングし、フォトレジスト５０２を剥離してもよい。
【０２６８】
次いで、図２３（ｇ）に示すように、露光機およびエッチング装置により、後に外部接続端子１０６を形成する部分とダイシング位置５０１との絶縁膜２０７を取り除く。さらに、熱処理用オーブンで絶縁膜２０７を硬化させる。なお、この際、外部接続端子１０６が形成される導体部１０４の中央部は、絶縁膜２０７が残るパターニングを行い、この部分が突起体２０９の構造となる。
【０２６９】
次いで、図２３（ｈ）に示すように、半田ボール搭載機により所定の場所に半田ボールを乗せるか、または印刷機により半田ペーストを所定の場所に印刷し、リフロー処理により外部接続端子１０６が形成される。
【０２７０】
最後に、ダイシング装置で、ダイシング位置５０１を切断することで、個々の半導体チップ１０１に分割され、個々の半導体装置２２０が完成する。
【０２７１】
以上により、図１１〜図１２に示した半導体装置２２０が形成される。
【０２７２】
この場合、図２３（ｇ）に示したように、突起体２０９は、絶縁膜２０７と同一の材質で同時に形成されるため、従来のウエハレベルＣＳＰの形成プロセスを変更せずに行うことが可能となる。それゆえ、コストが上昇することはない。
【０２７３】
〔実施の形態７〕
本発明の他の実施の形態について図２４（ａ）〜（ｈ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜６と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜６の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２７４】
図２４（ａ）〜（ｈ）は、半導体装置３００の製造プロセスを示す図である。
【０２７５】
まず、図２４（ａ）〜（ｅ）は、図２１（ａ）〜（ｅ）で説明した方法と同様の方法で製造される。
【０２７６】
次いで、図２４（ｆ）に示すように、スピンコータで上面全域に突起体３０９（感光性のポリマー）を塗布する。
【０２７７】
次いで、図２４（ｇ）に示すように、露光機およびエッチング装置により、突起体３０９として残す部分以外の突起体３０９を取り除く。詳細には、外部接続端子１０６が形成される導体部１０４の中央部は、突起体３０９が残るパターニングを行うことによって、この部分を突起体３０９とする。さらに、熱処理用オーブンで突起体３０９を硬化させる。
【０２７８】
次いで、図２４（ｈ）に示すように、半田ボール搭載機により所定の場所に半田ボールを乗せるか、または印刷機により半田ペーストを所定の場所に印刷し、リフロー処理により外部接続端子１０６が形成される。
【０２７９】
最後に、ダイシング装置で、ダイシング位置５０１を切断することで、個々の半導体チップ１０１に分割され、個々の半導体装置３００が完成する。
【０２８０】
以上により、図１３〜図１４に示した半導体装置３００が形成される。
【０２８１】
また、半導体装置３２０の製造工程の場合においても、半導体装置２２０の製造工程の場合と同様に形成することによって、突起体３０９を、絶縁膜３０７と同一の材質で同時に形成することが可能である。よって、従来のウエハレベルＣＳＰの形成プロセスを変更せずに行うことが可能となる。それゆえ、コストが上昇することはない。
【０２８２】
〔実施の形態８〕
本発明の他の実施の形態について図２５（ａ）〜（ｉ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜７と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜７の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２８３】
図２５（ａ）〜（ｉ）は、半導体装置４００の製造プロセスを示す図である。
【０２８４】
まず、図２５（ａ）〜（ｆ）は、図２２（ａ）〜（ｆ）で説明した方法と同様の方法で製造される。
【０２８５】
次いで、図２５（ｇ）に示すように、露光機およびエッチング装置により、堰堤４１０として残す部分以外の堰堤４１０を取り除く。詳細には、外部接続端子１０６が形成される導体部２０４の中央部は、堰堤４１０が残るパターニングを行うことによって、この部分を堰堤４１０とする。さらに、熱処理用オーブンで堰堤４１０を硬化させる。
【０２８６】
次いで、図２５（ｈ）に示すように、堰堤４１０の内周側に納まるように、印刷機で突起体４１１を充填し、熱処理用オーブンで突起体４１１を硬化させる。
【０２８７】
次いで、図２５（ｉ）に示すように、半田ボール搭載機により所定の場所に半田ボールを乗せるか、または印刷機により半田ペーストを所定の場所に印刷し、リフロー処理により外部接続端子１０６が形成される。
【０２８８】
最後に、ダイシング装置で、ダイシング位置５０１を切断することで、個々の半導体チップ１０１に分割され、個々の半導体装置４００が完成する。
【０２８９】
以上により、図１７〜図１８に示した半導体装置４００が形成される。
【０２９０】
また、半導体装置４２０の製造工程の場合においても、半導体装置２２０，３２０の製造工程の場合と同様に形成することによって、堰堤４１０を、絶縁膜４０７と同一の材質で同時に形成することが可能である。よって、従来のウエハレベルＣＳＰの形成プロセスを変更せずに行うことが可能となる。それゆえ、コストが上昇することはない。
【０２９１】
〔実施の形態９〕
本発明の他の実施の形態について図２６〜２８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜８と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜８の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２９２】
図２６は、従来の半導体装置６５０の構成を示す断面図である。
【０２９３】
図２７は、半導体装置６００の構成を示す断面図である。
【０２９４】
図２８は、半導体装置６００，６５０の構成を示す斜視図である。
【０２９５】
前記実施の形態では、半導体装置がウエハレベルＣＳＰである場合の構造について説明した。ところが、本発明の半導体装置は、ウエハレベルＣＳＰのみに限らず、インターポーザ基板に半田を外部接続端子として取り付けるようなその他の半導体装置に適用してもよい。上記その他の半導体装置としては、例えば、ボールグリッドアレイのパッケージ（ＢＧＡ）などがある。
【０２９６】
本実施の形態では、上記その他の半導体装置の例として、ＢＧＡの半導体装置６００の構成について説明する。
【０２９７】
まず、図２６を参照しながら、従来のＢＧＡの半導体装置６５０の構成を説明する。そして、図２７を参照しながら、本発明の半導体装置の構成を従来のＢＧＡの半導体装置６５０に適用した本実施の形態の半導体装置６００の構成について説明する。
【０２９８】
従来の半導体装置６５０は、半導体チップ６０１、電極パッド６０２、絶縁層６０３、インターポーザ基板６０４（絶縁ベース部６０４ａ、表面保護のレジスト部６０４ｂ、金属パターン部およびスルーホール部の導体部６０４ｃ）、金ワイヤ６０５、外部接続端子６０６（接合端子）、封止樹脂６０７、およびダイボンドシート６０８を備えている。
【０２９９】
半導体チップ６０１の表面は絶縁層６０３で覆われている。但し、半導体チップ６０１の表面において、金ワイヤ６０５がボンディング接続される電極パッド６０２の部分のみ、絶縁層６０３は開口している。
【０３００】
また、金ワイヤ６０５の電極パッド６０２に接続していない他方の端は、半導体チップ６０１がダイボンドシート６０８を介して固定されたインターポーザ基板６０４の導体部６０４ｃに、ボンディング接続されている。導体部６０４ｃは外部接続端子６０６と配線接続されている。
【０３０１】
そして、半導体チップ６０１は、金ワイヤ６０５を含め、封止樹脂６０７で覆われている。これにより、半導体装置６５０全体は保護されている。
【０３０２】
これに対して、本実施の形態の半導体装置６００では、図２７に示すように、上記従来の半導体装置６５０の構成に加えて、インターポーザ基板６０４の導体部６０４ｃに、貫通孔６０９（段差）が形成されている。
【０３０３】
なお、本実施の形態の半導体装置６００の導体部６０４ｃ、貫通孔６０９、および外部接続端子６０６は、前記実施の形態１の半導体装置１００の導体部１０４、貫通孔１０５、および外部接続端子１０６にそれぞれ対応する。
【０３０４】
これにより、本実施の形態の半導体装置６００においても、前記実施の形態１の半導体装置１００が奏する効果と同様の効果を得ることが可能となる。
【０３０５】
なお、上記説明では、インターポーザ基板６０４の導体部６０４ｃに、貫通孔６０９が形成される場合を示したが、これに限らず、前記実施の形態１〜４に示した半導体装置の構造を用いてもよい。
【０３０６】
なお、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。
【産業上の利用可能性】
【０３０７】
本発明は、情報通信機器などの電子機器に利用される半導体集積回路を内蔵する半導体装置に、好適に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０３０８】
【図１】本発明における半導体装置の実施の一形態を、図２に示す断面Ｓ１で切断したときの断面図である。
【図２】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図３】基板実装状態の上記半導体装置の構成を示す断面図である。
【図４】絶縁膜が形成された上記半導体装置を、図５に示す断面Ｓ２で切断したときの断面図である。
【図５】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図６】他の構成の導体部が備えられた上記半導体装置を、図７に示す断面Ｓ３で切断したときの断面図である。
【図７】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明における半導体装置の他の実施の形態を、図９に示す断面Ｓ４で切断したときの断面図である。
【図９】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図１０】基板実装状態の上記半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１１】絶縁膜が形成された上記半導体装置を、図１２に示す断面Ｓ５で切断したときの断面図である。
【図１２】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明における半導体装置のさらに他の実施の形態を、図１４に示す断面Ｓ６で切断したときの断面図である。
【図１４】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図１５】絶縁膜が形成された上記半導体装置を、図１６に示す断面Ｓ７切断したときの断面図である。
【図１６】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明における半導体装置のさらに他の実施の形態を、図１８に示す断面Ｓ８で切断したときの断面図である。
【図１８】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図１９】絶縁膜が形成された上記半導体装置を、図２０に示す断面Ｓ９で切断したときの断面図である。
【図２０】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図２１】（ａ）〜（ｆ）は、図１に示した半導体装置の製造プロセスを示す工程図である。
【図２２】（ａ）〜（ｈ）は、図８に示した半導体装置の製造プロセスを示す工程図である。
【図２３】（ａ）〜（ｈ）は、図１１に示した半導体装置の製造プロセスを示す工程図である。
【図２４】（ａ）〜（ｈ）は、図１３に示した半導体装置の製造プロセスを示す工程図である。
【図２５】（ａ）〜（ｉ）は、図１７に示した半導体装置の製造プロセスを示す工程図である。
【図２６】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２７】本発明における半導体装置のさらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図２８】上記半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図２９】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図３０】従来の半導体装置の他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０３０９】
５０  クラック
１００，１２０，１４０  半導体装置
１０１  半導体チップ
１０２  電極パッド
１０３  絶縁層
１０４  導体部
１０５  貫通孔（段差）
１０６  外部接続端子（接合端子）
１０７  絶縁膜
１０８  溝
２００，２２０  半導体装置
２０４  導体部
２０７  絶縁膜
２０９  突起体（段差）
３００，３２０  半導体装置
３０７  絶縁膜
３０９  突起体（段差）
４００，４２０  半導体装置
４０７  絶縁膜
４１０  堰堤（段差）
４１１  突起体（段差）
５０１  ダイシングライン位置
５０２  フォトレジスト
６００  半導体装置
６０１  半導体チップ
６０４  インターポーザ基板
６０６  外部接続端子（接合端子）
６０９  貫通孔（段差）
８００  実装基板
８０１  ソルダーレジスト
８０２  メタル
【図１】
2008060178.tif 000003
【図２】
2008060178.tif 000004
【図３】
2008060178.tif 000005
【図４】
2008060178.tif 000006
【図５】
2008060178.tif 000007
【図６】
2008060178.tif 000008
【図７】
2008060178.tif 000009
【図８】
2008060178.tif 000010
【図９】
2008060178.tif 000011
【図１０】
2008060178.tif 000012
【図１１】
2008060178.tif 000013
【図１２】
2008060178.tif 000014
【図１３】
2008060178.tif 000015
【図１４】
2008060178.tif 000016
【図１５】
2008060178.tif 000017
【図１６】
2008060178.tif 000018
【図１７】
2008060178.tif 000019
【図１８】
2008060178.tif 000020
【図１９】
2008060178.tif 000021
【図２０】
2008060178.tif 000022
【図２１】
2008060178.tif 000023
【図２２】
2008060178.tif 000024
【図２３】
2008060178.tif 000025
【図２４】
2008060178.tif 000026
【図２５】
2008060178.tif 000027
【図２６】
2008060178.tif 000028
【図２７】
2008060178.tif 000029
【図２８】
2008060178.tif 000030
【図２９】
2008060178.tif 000031
【図３０】
2008060178.tif 000032