(57)【要約】【課題】半導体装置を搭載した電子装置に外部熱履歴が掛かった場合に、半導体装置と対向基板との熱膨張係数の違いにより半導体装置と絶縁性樹脂または対向基板と絶縁性樹脂の間で剥離が発生し、突起電極と配線電極との電気的導通を保持することができなくなり、半導体装置を正常に駆動することができなくなる。【解決手段】突起電極を電極パッドと接続する基部とその基部の上段に形成された接続部とを有する構成とし、前記接続部の上端面は平坦であり、かつ少なくとも前記接続部が複数個に分割されてなる形態とした。【選択図】　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の回路素子を制御するための複数個の電極パッド上に突起電極を有する半導体装置において、
前記突起電極は、前記電極パッドと接続する基部とその基部の上段に形成された接続部とを有し、前記接続部の上端面は平坦であり、少なくともその接続部が複数個に分割されてなることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記突起電極は、前記接続部とともに前記基部も分割形成されてな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】
前記接続部を複数個に分割形成された各分割片が、前記各電極パッド上にライン状に配置されてな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】
前記接続部を複数個に分割形成された分割片が、前記各電極パッド上にマトリックス状に配置されてな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５】
前記接続部を複数個に分割形成された分割片が、等間隔に配置されてなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記突起電極と前記電極パッドが、共通電極膜を介して接続されてなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体基板の表面は、少なくとも前記電極パッドの一部を露出開口させた絶縁膜で被覆されてなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体基板上の回路素子を制御する複数個の電極パッド上の各々に形成された突起電極を有する半導体装置の製造方法において、
前記各電極パッド上を被覆する共通電極膜を形成する工程と、前記各電極パッド上のそれぞれに少なくとも一つの開口を有する第１のメッキレジストを形成し、メッキ処理を行うことにより前記開口部に突起電極の基部を形成する工程と、前記第１のメッキレジストを除去した後に、前記各基部上に複数個の開口を有する第２のメッキレジストを形成し、メッキ処理を行うことにより前記各基部上段に複数個の分割片からなる接続部を形成する工程と、前記第２のメッキレジストを除去した後に前記半導体基板表面に露出する前記共通電極膜を除去する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体基板上の回路素子を制御する複数個の電極パッド上の各々に形成された突起電極を有する半導体装置の製造方法において、
前記各電極パッド上を被覆する共通電極膜を形成する工程と、前記各々の電極パッドそれぞれに複数個の開口を有するメッキレジストを前記共通電極膜上に形成し、メッキ処理を行うことにより前記各電極パッド上に複数個の分割片からなる接続部を形成する工程と、前記メッキレジストを除去した後に前記半導体基板表面に露出する前記共通電極膜を除去する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記電極パッド上を被覆する前記共通電極膜を形成する工程の前に、少なくとも前記電極パッドの一部を露出させる絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から７のいずれか一つに記載の半導体装置と、対向基板上に形成された配線電極とを、前記半導体基板と前記対向基板とを対向接続させた際にできる間隙、および前記接続部を分割して形成された各分割片の隙間に絶縁性樹脂を充填させて前記半導体装置と前記対向基板を固着させるとともに、前記接続部の上端面と前記配線電極とを当接させて両電極の電気的な接続を行うことを特徴とする半導体装置の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置を直接基板上に実装するフリップチップ実装方法における半導体装置と半導体装置の製造方法ならびにその半導体装置の実装構造に関するものである。さらに詳しくは、半導体基板上の回路素子を制御するための複数個の電極パッド上の各々に形成された突起電極を有する半導体装置と対向基板とにより形成された実装構造に熱が掛かり、その実装構造に用いられている各部材の熱膨張係数の違いにより前記各部材間に応力が生じても、その実装構造の破損を最小限に留めることができる半導体装置とその製造方法とその半導体装置を用いた実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置と対向基板とを絶縁性樹脂を用いて固着した半導体装置の実装構造が様々な用途の電子機器に搭載されている。この実装構造は、前記半導体装置に配した突起電極と前記対向基板に配した配線電極とを当接させて電気的な接続を行い、ノンコンダクトペーストにより両基板を固着した形態である。このノンコンダクトペーストにより両電極を固着させる技術が特開昭６０−２６２４３０号公報に開示されているので、この技術を下記に詳細に説明する。
【０００３】
図２２は、前記公報に記載された半導体装置の構成を説明するための構造断面図である。
従来の技術の実装構造に用いる半導体装置は、この図２２に示す様に、半導体基板１上に形成された回路素子（図示せず）と、電極パッド２と、その電極パッド２上を開口させ前記半導体基板を被覆した絶縁膜３と、その電極パッド２上に共通電極膜６を介して形成された突起電極１００を有する。この半導体装置と、前記突起電極１００と相対する配線電極９を有する対向基板８との間に光硬化もしくは熱硬化型の絶縁性樹脂７（ノンコンダクトペースト）を配し、前記半導体装置の突起電極１００を前記対向基板８の配線電極９に当接させた後に前記絶縁性樹脂７を硬化させることにより半導体装置の実装構造を形成することができるとある。この方法によれば、前記突起電極１００と前記配線電極９との間に導電粒子を介在させずに直接両電極を当接させることができ、さらに前記半導体装置と前記配線基板８との良好な電気的な接続を行うことができるのである。
【０００４】
ここでこの半導体装置の製造方法とこの半導体装置を用いた実装方法についてあわせて以下に詳細に説明する。図１６〜図２１は、この従来の半導体装置形成方法を説明するための工程断面図であり、図２２はここで形成された半導体装置の実装方法（ノンコンダクトペースと実装方法）を説明するための工程断面図である。
まず図１６に示す様に、常法により半導体基板１上に回路素子（図示せず）とその回路素子を制御するための複数個の電極パッド２を設け、前記回路素子を含む他の半導体基板１表面を被覆し、前記電極パッド２の上面のみを開口させた絶縁膜３を形成する。ここでは、複数個の内の一つの電極パッドについて以下説明する。
【０００５】
続けて図１７に示す様に、この前記絶縁膜３と前記電極パッド２上に前記半導体基板１の表面全面に共通電極膜６を形成する。この共通電極膜６の形成方法はスパッタリング法や真空蒸着法によりクロム、銅、チタン、タングステン等の金属膜で形成する。
【０００６】
さらに図１８に示す様に、感光性樹脂からなるメッキレジスト５を前記半導体基板１上に塗布し、露光現像処理により前記電極パッド２上すなわち後の工程で突起電極１００を形成する部分が開口する様にメッキレジスト５をパターン化する。これにより前記共通電極膜６を陰極として電解メッキを行うことができ、図１９に示す様に前記メッキレジスト５の開口部にのみメッキを成長させ、前記電極パッド２上に前記突起電極１００を形成することができる。この時形成する突起電極１００は、一般的に金、銅、ニッケル、ハンダ等の金属が多用される。
【０００７】
その後、図２０に示す様に前記メッキレジスト５を除去し、図２１に示す様に前記半導体基板１表面に露出した共通電極膜６をエッチングすることにより、前記電極パッド２上と前記突起電極１００の間のみに共通電極膜６が残る構成となる。この共通電極膜６の材料には、前記共通電極膜６がエッチングされる金属であり、かつ突起電極１００はエッチングされない様に前記材料とエッチング方法をそれぞれ選定する必要がある。例えば、前記共通電極膜６を銅で形成し、前記突起電極１００を金で形成しておき、硝酸や過硫酸アンモニウムに前記半導体装置を浸漬するエッチング方法を採用することで、露出している共通電極膜６のみを除去することができる。
【０００８】
さらに、図２２に示す様に前記突起電極１００を形成した前記半導体装置を配線電極９を形成した対向基板８に絶縁性樹脂７を介在させて加熱、加圧により実装することで、前記突起電極１００と前記配線電極９を当接させて両電極が電気的に導通し、さらに前記半導体基板１と前記対向基板８が前記絶縁性樹脂により固着された構成となる。
【０００９】
またさらに図面では示さないが、前記半導体装置の突起電極の接続端面（上部端面）に複数個の尖部を配した突起電極を有する半導体装置が特開平６−１６３５４９号公報に開示されている。この構成によれば、前記ノンコンダクトペーストを用いて両基板を固着させるとともに、前記尖部が前記配線電極に当接した際にこの尖部が押し潰されることで両電極の電気的な接続が成されるというものである。この尖部が、コンダクトペーストに混入された導電粒子の役割を果たし、前述のノンコンダクトペーストによる前記突起電極と前記配線電極との接続不良を更に軽減することができるのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この様に、半導体装置に形成する突起電極を対向基板上に形成した配線電極に当接させて電気的な接続を行い、半導体装置と対向基板の間に絶縁性樹脂を充填して両基板を固着した従来技術の半導体装置の実装構造を形成する際には、その絶縁性樹脂が前記突起電極と前記配線電極の当接面に介在しない様に加熱とともに加圧を行ってその絶縁性樹脂を前記当接面から排除する必要がある。ここで、前記突起電極と前記配線電極は電気的に当接しているだけで接着または接合はされていない。また、従来の技術の後段で説明した突起電極の表面に尖部を有する半導体装置を用いた構成においても、その接続形態は同じである。
【００１１】
そのため、前記実装構造を用いた電子機器等に外的な温度変化が生じた場合、前記半導体装置と前記対向基板に用いる材料の熱膨張係数の違いにより、例えば前記半導体基板と前記絶縁性樹脂または対向基板と絶縁性樹脂の各部材間で熱応力に耐えきれずに剥離（基板配置位置のズレやクラック）が発生し、前記突起電極と前記配線電極との電気的導通を保持することができなくなる場合がある。その結果、半導体装置を正常に駆動することができなってしまう。
【００１２】
また、この従来技術における実装構造では、半導体装置の突起電極のピン数が増加するとともに各電極面積が小さくなった場合や、前記実装構造の形成段階における前記絶縁性樹脂の熱硬化工程等により各電極に熱応力が掛かった場合も同様に、電気的導通不良を発生させる要因となり得る。
【００１３】
この様な現象を回避するためには、前記実装構造に使用する各部材間で接着強度が強くなる材料を意図的に厳選することで上記問題は解消できるが、各部材の材料が限定されるため好ましくない。
【００１４】
本発明の目的は、半導体装置に形成した突起電極と対向基板上に形成した配線電極とを電気的に接続する際に、前記半導体装置と前記対向基板の熱膨張係数の違いにより発生する応力に強く、さらに前記突起電極と前記配線電極の電気的に安定した接続が行うことを可能とした半導体装置とその製造方法およびその半導体装置の実装構造を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明における半導体装置とその実装方法は下記記載の製造方法を採用する。
【００１６】
本発明の半導体装置は、半導体基板上の回路素子を制御するための複数個の電極パッド上に突起電極を有する半導体装置において、前記突起電極は、前記電極パッドと接続する基部とその基部の上段に形成された接続部とを有し、前記接続部の上端面は平坦であり、少なくともその接続部が複数個に分割されてなることを特徴とする。
【００１７】
また本発明の半導体装置は、前記突起電極は、前記接続部とともに前記基部も分割形成されてなることを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の半導体装置は、前記接続部を複数個に分割形成された各分割片が、前記各電極パッド上にライン状に配置されてなることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の半導体装置は、前記接続部を複数個に分割形成された各分割片が、前記各電極パッド上にマトリックス状に配置されてなることを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明の半導体装置は、前記接続部を複数個に分割形成された各分割片が、等間隔に配置されてなることを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明の半導体装置は、前記突起電極と前記電極パッドが、共通電極膜を介して接続されてなることを特徴とする。
【００２２】
さらに本発明の半導体装置は、前記半導体基板の表面は、少なくとも前記電極パッドの一部を露出開口させた絶縁膜で被覆されてなることを特徴とする。
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上の回路素子を制御する複数個の電極パッド上の各々に形成された突起電極を有する半導体装置の製造方法において、前記各電極パッド上を被覆する共通電極膜を形成する工程と、前記各電極パッド上に少なくとも一つの開口を有する第１のメッキレジストを形成し、メッキ処理を行うことにより前記開口部に突起電極の基部を形成する工程と、前記第１のメッキレジストを除去した後に、前記基部上に複数個の開口を有する第２のメッキレジストを形成し、メッキ処理を行うことにより前記各基部上段に複数個の分割片からなる接続部を形成する工程と、その接続部を形成した後に前記半導体基板表面を露出する前記共通電極膜を除去する工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
また本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上の回路素子を制御する複数個の電極パッド上の各々に形成された突起電極を有する半導体装置の製造方法において、前記各電極パッド上を被覆する共通電極膜を形成する工程と、前記各々の電極パッドのそれぞれに複数個の開口を有するメッキレジストを前記共通電極膜上に形成し、メッキ処理を行うことにより前記各電極パッド上のそれぞれに複数個の分割片からなる接続部を形成する工程と、前記メッキレジストを除去した後に前記半導体基板表面を露出する前記共通電極膜を除去する工程を含むことを特徴とする。
【００２５】
さらに本発明の半導体装置の製造方法は、前記各電極パッド上に被覆する前記共通電極膜を形成する工程の前に、少なくとも前記電極パッドの一部を露出させる絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明の半導体装置の実装構造は、半導体装置と、対向基板上に形成された配線電極とを、前記半導体基板と前記対向基板とを対向接続させた際にできる間隙、および前記接続部を分割して形成された各分割片の隙間に絶縁性樹脂を充填させて前記半導体装置と前記対向基板を固着させるとともに、前記接続部の上端面と前記配線電極とを当接させて両電極の電気的な接続を行うことを特徴とする。
［作用］
【００２７】
本発明の半導体装置は、対向基板に形成された配線電極に対向する突起電極を、電極パッドと接続する基部とその基部と前記配線電極との接続をするための接続部からなる構成とする。さらにその接続部の前記配線電極との接続箇所となる上部端面を平坦とするとともに、前記接続部を複数個に分割して複数個の分割片からなる構成とする。この半導体装置を用いて対向基板に形成された配線電極との実装構造の形成段階で半導体装置と対向電極とで形成される間隙はもちろん、この各分割片の隙間に絶縁性樹脂を充填せることができる。
【００２８】
これにより、前記複数個に分割された接続部を有する突起電極と配線電極と電気的接続を行う際に、前記分割片の隙間の分だけ突起電極と絶縁性樹脂との接触面積を増大させることが可能となるので、前記半導体装置と前記対向基板の熱膨張係数の違いにより発生する応力にも十分耐えることができる様になり、例え外的な要因により両基板が変形したとしても、両基板間の電気的な導通を損なうことがない半導体装置とその実装構造を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下図面を用いて本発明の第１の実施形態における半導体装置とその半導体装置を用いた実装構造ついて説明する。
【００３０】
図１は本発明の第１の実施形態における半導体装置の実装構造を示す断面図である。ここで用いる半導体装置は、半導体基板１上の図示しない回路素子を制御するための複数個の電極パッド２（図では１つのみを示す）上の各々に形成された突起電極４を有する。その突起電極４は、前記電極パッド２に接続する基部２０とその基部２０の上段に形成された複数個の分割片１０からなる接続部２２からなる構成とした。さらに、この接続部２２の上部端面形状を平坦とし、かつ複数個の分割片からなる構成としている。この構成は、対向基板８上に形成された配線電極９と前記複数個に分割された接続部２２における各分割片１０により電気的な接続を成し、さらに両基板間はもとより前記各分割片１０の隙間１２に絶縁性樹脂７を充填させて両基板の固着できる様に形成されたものである。
【００３１】
これにより、前記突起電極４の前記隙間１２に充填された絶縁性樹脂７が各分割片１０と配線電極９との電気的接続を補強し、半導体基板１と対向基板８との熱膨張係数の違いにより発生する応力にも十分耐えることができる。つまり、前記隙間１２により突起電極４と絶縁性樹脂７との接する表面積が増大し、各部材間の接着力を強固にすることができるのである。その結果、従来の構成では頻発していた絶縁性樹脂７と半導体装置、または前記絶縁性樹脂７と対向基板８との間で発生する剥離（両基板間での位置ズレやクラック）を極力抑えることが可能となる。
【００３２】
次に第１の実施形態における半導体装置の製造方法およびその半導体装置と対向基板との実装方法を図面を用いて説明する。図２〜図７は本発明の半導体装置の製造方法を説明するための図面であり、図１は本発明の半導体装置の実装方法を説明するための図面である。
【００３３】
まず、従来の技術と同様に、常法に従って図１６に示す様に半導体基板１上に図示しない回路素子を制御するための電極パッド２と、その電極パッド２の少なくとも一部表面を露出させ、前記回路素子を含む前記半導体基板１の表面を被覆した絶縁膜３を有する構造体を作成する。
【００３４】
次に、図１７に示す様に、前記構造体の表面、つまり前記絶縁膜３および電極パッド２表面にスパッタリング法や真空蒸着法により共通電極膜６を形成する。この共通電極膜６はチタンとタングステンの２層からなる金属層の厚みがそれぞれが０．１μｍとなる様にスパッタリング法により形成した。
【００３５】
続けて、図２に示す様に、前記共通電極膜６上に感光性樹脂からなるメッキレジスト５を塗布し露光現像処理することにより前記電極パッド２上に開口部を形成する。第１の実施形態ではメッキレジスト５の厚みを２μｍとし、開口面積および形状は電極パッド２と同じになる様に形成した。この時のメッキレジスト５の開口面積および形状は特に制限されるものではなく、電極パッド２より大きい場合や小さい場合でも特に問題は生じない。
【００３６】
さらに図３に示す様に、前記共通電極膜６を陰極として前述の構造体を電解メッキ液に浸漬させ、電解メッキを行うことによりメッキレジスト５の開口部分の共通電極膜６上に金、銅、ニッケル等から選択された金属を成長させることができ、前記電極パッド２上に突起電極の基部２０が形成される。本実施形態では、金メッキを行い、高さ２μｍの基部２０を形成した。
【００３７】
前記基部２０を形成した後、不要となった感光性樹脂からなるメッキレジスト５を図４に示す様に除去し、再度図５に示す様に、前記共通電極膜６および前記基部２０上に感光性樹脂からなるメッキレジスト５を塗布し、露光現像処理することにより前記基部２０のそれぞれの上段に複数個の開口部を形成する。この開口部の形状および配置形態については後段で詳細に説明する。
【００３８】
続いて、前記共通電極膜６を陰極として図５に示す構造体を電解メッキ液に浸漬させて電解メッキを行うことにより、メッキレジスト５の開口部分の共通電極膜６上に金、銅、ニッケル等から選択される金属を成長させる。そうすると、図６に示す様に接続部２２、つまり基部２０上段に複数個の分割片１０を形成することができる。この様に本実施形態では、金メッキにて形成した基部２０上にさらに金メッキを行い高さ５μｍの複数個の分割片１０からなる接続部２２を形成した。なお前記基部２０、前記接続部２２のそれぞれの材質は、ニッケルと金、銅と金など複数種類の金属で形成されていても特に問題はなく、単一の金属にて形成したも構わない。これは目的仕様用途に応じて任意に選択できるものである。
【００３９】
さらに続けて図７に示す様に、前記接続部２２を形成した後、不要となった感光性樹脂からなるメッキレジスト５を除去した後に、表面に露出した前記共通電極膜６をエッチング除去することにより、前記基部２０上に接続部２２の上部端面形状を平坦とし、かつ前記接続部２２を複数個に分割した分割片１０を有する突起電極４を形成することができ、本発明の半導体装置が完成する。
【００４０】
この接続部２２の上部端面を平坦面とした理由は、下段で説明するこの半導体装置における突起電極と、対向基板上に形成された配線電極とで実装構造を形成する際に、突起電極４の接続部２２と前記配線電極とが良好な電気的接続を得るには平坦面が好ましい形態であるからである。この構成により、従来の技術で示した前記分割片１０の形状が尖部とした場合よりも、両電極の接触面積を大きくとることができる。また、本願発明の半導体装置の形態は、従来の技術（図２２）における半導体装置の突起電極１００の上部端面の面積よりも隙間１２の分だけ小さくなるが、この隙間１２は両基板の固着の補強だけでなく、前記両電極間で排除し切れなかった絶縁性樹脂７を排除し易くする。
この様に本願発明の上記構成により両電極間で良好な接続を得ることができるが、前記間隙の間隔が大き過ぎると前記絶縁性樹脂を両電極間から排除し難くなる場合がある。この場合は、前記接続部２２の上部端面における縁部を丸め、つまり、各突起電極を緩やかに上に凸の形状とすれば、両電極間からこの絶縁性樹脂を容易に排除することができる。前記接続部の形態は任意である。
【００４１】
その後、常法に従い配線電極９が形成された対向基板８を用意し、その対向基板８側に例えば熱硬化型の絶縁性樹脂７からなるシートを配置した基板と、図７に示した半導体基板１上の複数個に分割した接続電極２２を有する突起電極４との位置合わせを行い、前記対向基板８側を加熱しながら前記突起電極４の接続部２２と前記配線電極９とを接続する。ここで、絶縁性樹脂７を介して両基板を固着させることができ、さらに図１に示すような半導体基板１上の電極パッド２と対向基板８上の配線電極９が突起電極４を介して電気的に接続し、さらに半導体装置と対向基板８との間隙および突起電極の隙間１２に充填された絶縁性樹脂７を有する半導体装置の実装構造が得られる。
【００４２】
上記の如く前記対向基板８側に前記絶縁性樹脂７からなるシートを配して形成された実装構造の製造方法を説明したが、前記半導体装置側に前記絶縁性樹脂７を配して前記対向基板８との接続を行っても構わない。
【００４３】
この様に形成された半導体装置の実装構造は、従来の技術で示した実装構造に比べ、半導体基板１と対向基板８に形成された各部材と、両基板を固着させる絶縁性樹脂７との接触面積、特に半導体装置の突起電極４の表面積を大きく設定することができるので、より両基板を強固に固着が可能であることは前述で説明した通りである。
【００４４】
ここで、前記複数個に分割された前記分割片１０の形状および配置構成について説明する。この接続部２２の形状および配置位置は、前記メッキレジスト５に形成される前記開口部のパターン形状及び配置により制御する。この開口部配置により、前記複数個に分割された分割片１０の形状及び面積を任意に設定することができる。
このメッキレジスト５にて形成される複数個の開口部２４は、例えば図８に示すようなマトリックス状や図９に示すようなライン状に配置してもよい。また、前記各開口部２４の形状についても例えば図１０に示すような任意の形状のそれぞれの開口部２４を任意に配置することができる。この開口部の数、開口部面積および開口部形状についても、特に限定されるものではなく、半導体装置の目的仕様用途に応じて任意に設計変更が可能である。
【００４５】
例えば、前記突起電極４の接続部２２と前記配線電極９との間で十分な電気的な接続が望める場合は、分割片１０の隙間１２と、その隙間１２に充填される絶縁性樹脂７の接触面積を大きくするために開口部２４の面積を広く設定すればよい。また、狭ピッチ間隔でしかも前記接続部２２の端部面積を小さく設計する必要がある場合には、できるだけ開口部２４の大きさを狭くし、前記電極パッド２方向に深くまで隙間１２を形成すればよい。この様に前記メッキレジスト５の形状を任意に設計することで、半導体装置の仕様・用途に応じて前記分割片１０の形状・高さを所望の形状とすることができる。また、前記開口部２４は等間隔に整列配置して、外部熱履歴が発生した場合に各開口部２４に形成される前記複数個の分割片１０のそれぞれに同じ力が加わる様にすることが好ましい。
【００４６】
さらに、ここでは前記半導体基板１と前記対向基板８との固着をノンコンダクトペーストである絶縁性樹脂７により行った例を説明したが、この絶縁性樹脂７に導電粒子を混入させた異方性導電膜を用いて、前記半導体基板１上の突起電極４と前記対向基板８上の配線電極９とを接続しても構わない。
【００４７】
（第２の実施形態）
上述の如く、第１の実施形態では基部２０と複数個に分割された接続部２２からなる突起電極４を有する半導体装置構造について説明したが、第２の実施形態の半導体装置は、前記接続部２２に加え、前記基部２０も前記接続部２２と同様に複数個に分割した形態である。つまり、この半導体装置は、各電極パッド２上に直接複数個の分割片１０を有する接続部２２を配した構成であり、第１の実施の形態における基部１０を省いた構成となる。ここで、半導体装置とその半導体装置の実装構造およびその半導体装置とその製造方法について説明する。
【００４８】
まず図面を用いて本発明の第２の実施形態における半導体装置の実装構造について説明する。
図１１は本発明の第２の実施形態における半導体装置の実装構造を示す構造断面図である。この図における半導体装置は、前述の通り半導体基板１上の図示しない回路素子を制御するための複数個の電極パッド２（図面では１つのみを示した）上の各々に直接複数個に分割した接続部２２を配した点が第１の実施の形態とは異なるが、前記半導体基板１と対向基板８との間隙および前記複数個に分割した接続部２２の隙間１２に絶縁性樹脂７を充填させて実装構造を形成している点が共通する。
なお、この図１１の半導体装置の構造断面図は、前記接続部２２が４本に分割され、その４本がライン状に配した柱状形状を有する構成例を示しているが、この接続部２２の形状、本数および配置形態は、第１の実施形態で説明した様に実装構造の仕様用途に応じて任意に変えることができることを理解されたい。
【００４９】
これにより、第１の実施の形態と同様に、突起電極４を構成する前記複数個に分割された分割片１０からなる接続部２２により形成される隙間１２に充填された絶縁性樹脂７が配線電極９との電気的接続を補強し、半導体基板１と対向基板８との熱膨張係数の違いにより発生する熱応力にも十分耐えることができ、さらに絶縁性樹脂７と半導体基板１、または絶縁性樹脂７と対向基板８との間で発生する剥離を極力防止することが可能となる。
【００５０】
次に第２の実施形態における半導体装置の製造方法、およびその半導体装置を用いた半導体装置の実装方法を図面を用いて説明する。図１２〜図１５は、本発明の半導体装置の製造方法を説明するための図面であり、図１１は本発明の半導体装置の実装方法を説明するための図面である。
【００５１】
まず、第２の実施の形態における半導体装置の製造方法について説明する。
従来の技術および第１の実施の形態と同様に、図１６に示す様に半導体基板１上に図示しない回路素子と電極パッド２を形成し、その回路素子を含む半導体基板１上を被覆し、前記電極パッド２の上面を開口させた絶縁膜３を配置する。
【００５２】
次に図１７に示す様に、前記半導体基板１上の前記絶縁膜３および前記電極パッド２表面に、スパッタリング法や真空蒸着法により銅、クロム、チタン、タングステンなどの金属からなる共通電極膜６を形成する。本実施形態ではチタンとタングステンの２層の共通電極膜６を厚みがそれぞれ０．１μｍとなる様にスパッタリング法により形成した。
【００５３】
さらに図１２に示す様に、前記共通電極膜６上に感光性樹脂からなるメッキレジスト５を塗布し露光現像処理することにより前記電極パッド２上に複数個の開口部を形成する。本実施形態では、メッキレジスト５の厚みを５μｍとし、一箇所の開口部の開口面積が５μｍ□となる様に形成した。
【００５４】
続いて図１３に示す様に、前記共通電極膜６を陰極として図１２に示した構造体を電解メッキ液に浸漬し、電解メッキを行うことにより前記メッキレジスト５の開口部分の共通電極膜６上に金、銅、ニッケル等から選択された金属を成長させる。そうすると、複数個に分割された分割片１０からなる接続部２２を形成することができる。本実施形態では、金メッキを行い、高さ５μｍの接続部２２を形成した。この接続部２２の材質については、メッキ途中で成長させる金属材料を代えて、ニッケルと金との組合わせ、銅と金の組合わせなど複数種類の金属で形成した形態としても特に問題はないし、本実施例の様に単一金属にて形成してももちろん構わない。
【００５５】
さらに続けて図１５に示す様に、前記接続部２２を形成した後、不要となった感光性樹脂からなる前記メッキレジスト５を除去した後、表面に露出した前記共通電極膜６をエッチングにより除去することで、第２の実施の形態の半導体装置が完成する。
この時、前記接続部２２と前記共通電極膜６が同じエッチング液でエッチングされない金属としておくことで、前記接続部２２がエッチングマスクの役割を果たし、前記接続部２２が形成されていないで露出した共通電極膜６のみをエッチング除去して前記電極パッド２と前記接続部２２の間のみに共通電極膜６を残した半導体装置を形成することができる。
【００５６】
この第２の実施形態では、前記接続部２２を金で形成してあり、金が溶解しない過酸化水素水でエッチングできるチタンやタングステンを前記共通電極膜６としているので前記複数個に分割された接続部２２はエッチングされずに、露出している共通電極膜６だけをエッチング除去することができる。また、前記電極パッド２もエッチングされず同一電極パッド２と各分割片１０はそれぞれ電気的に導通している。
【００５７】
その後、常法に従い配線電極９が形成された対向基板８を用意し、その対向基板８に例えば熱硬化型の絶縁性樹脂７のシートを配置した基板と、図１１に示した複数個の分割片１０を有する接続部２２（突起電極４）を有する半導体基板１との位置合わせを行い、前記対向基板８側を加熱しながら前記配線電極９と前記接続部２２との実装を行う。ここで、絶縁性樹脂７を介して両基板を固着させることができ、さらに、図１１に示すような前記半導体基板１上の前記電極パッド２と前記対向基板８上の前記配線電極９を前記接続部２２を介して電気的に接続し、半導体装置と対向基板８との間および前記接続部２２の隙間１２に充填された絶縁性樹脂７を有する半導体装置の実装構造が得られる。
【００５８】
この様に形成された半導体装置の実装構造は、従来の技術で開示した実装構造に比べ、半導体基板１と対向基板８に形成された各部材と、両基板を固着させる絶縁性樹脂７との接触面積が第１の実施形態に比べても更に大きく設定することができるので、より両基板を強固に接続可能であるものである。
【００５９】
また、第１の実施形態と同様に、ノンコンダクトペーストである絶縁性樹脂７の代りに異方性導電膜を用いても、両基板間の強固な固着ができ、接続する電極間の電気的な接続を成すことができる。
【００６０】
なお、前記接続部２２の各分割片１０の配置構造は、例えばマトリックス状、ライン状に配置することができる。
【００６１】
また、第１の実施形態では、２段階のメッキ工程（基部２０と接続部２２）により突起電極４を形成した例を示したが、第２の実施形態では、１段階のメッキ工程にて複数個に分割された接続部２２を有する突起電極４を形成できるという利点を有する。つまり、第２の実施形態によれば、従来の技術の工程数と同じ工程数で、しかも前述の通り外部熱履歴が発生したとしても非常に強固な基板間接続を可能とした実装構造が形成できるのである。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかな様に本発明の半導体装置の実装構造は、半導体基板１上の回路素子を制御するための複数個の電極パッド２上の各々に形成された突起電極４と、ガラスまたは樹脂からなる対向基板８上に形成された配線電極９とを当接させて電気的に接続した半導体装置の実装構造において、前記突起電極が前記電極パッド２上に形成された基部２０と、その上層に形成された接続部２２からなる構成とし、その接続部２２の接続端面を平坦とするとともに複数個に分割した構成とすることで、前記半導体基板と前記対向基板８との間隙および前記複数個に分割された接続部２２の隙間にも絶縁性樹脂７を充填させて、前記半導体装置と前記対向基板８を強固に固着させることができる。
【００６３】
この構造とすることにより、半導体装置と対向基板８との間隙にある絶縁性樹脂７だけでなく前記複数個に分割された接続部２２の隙間に充填された絶縁性樹脂７によっても突起電極４と配線電極９との電気的導通を保持するので、半導体装置と対向基板８の熱膨張係数の違いにより発生する応力によって起こる絶縁性樹脂７と半導体装置または対向基板８との剥離を極力抑えることができる。
【００６４】
また、第２の実施の形態においては、前記各電極パッドに複数個に分割された分割片１０を有する接続部２２を直接に電極パッド２上に配する構成としたので、この接続部２２からなる突起電極４を一段階のメッキ工程で製造できる。つまり、この第２の実施の形態によれば、従来の半導体装置の製造方法と同じ工程数で上記効果を有する半導体装置と、その半導体装置を用いた実装構造を形成できるという顕著を得ることができる。
【００６５】
さらに、本発明の半導体装置を用いた実装構造では、半導体装置の突起電極のピン数が増加するとともに各電極面積が小さくなった場合や、前記実装構造の形成段階における前記絶縁性樹脂の熱硬化工程等により各電極に熱応力が掛かった場合も同様に、電気的導通不良を発生させる確立が極端に減らすことができる。
【００６６】
そしてさらに、本発明の半導体装置を用いた実装構造を適用すれば、前記実装構造に使用する部材の選定の幅が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における半導体装置の実装構造を説明するための構造断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図８】本発明の第１、第２の実施形態における複数個に分割された接続部をマトリックス状に配した凸部の配置形態を説明するための模式平面図である。
【図９】本発明の第１、第２の実施形態における複数個に分割された接続部をライン状に配した凸部の配置形態を説明するための模式平面図である。
【図１０】本発明の第１、第２の実施形態における複数個に分割された接続部の凸部形状を説明するための模式平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の半導体装置の実装構造を説明するための構造断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態における半導体装置とその製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１６】従来の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１７】従来の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１８】従来の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１９】従来の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２０】従来の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２１】従来の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２２】従来の半導体装置の実装構造及び実装方法を説明するための構造断面図である。
【符号の説明】
１　半導体基板
２　電極パッド
３　絶縁膜
４　突起電極
５　メッキレジスト
６　共通電極膜
７　絶縁性樹脂
８　対向基板
９　配線電極
１０　凸部
１２　隙間
２０　基部
２２　接続部
２４　開口部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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