(57)【要約】【課題】配線板上に接着した半導体チップのはがれを防ぐ。【解決手段】絶縁基板上に導体パターンが設けられた配線板と、前記配線板上に設けられた半導体チップと、前記配線板と前記半導体チップを接着する接着材料とを備える半導体装置であって、前記接着材料は、弾性率が１．６ＧＰａ以下である。【選択図】      図２
2004273885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に導体パターンが設けられた配線板と、前記配線板上に設けられた半導体チップと、前記配線板と前記半導体チップを接着する接着材料とを備える半導体装置であって、
前記接着材料は、弾性率が１．６ＧＰａ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接着材料は、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、シリコーンゴムのいずれかを主材料とする材料で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】
前記配線板の導体パターンは、前記半導体チップが接着された領域の外側に、他の半導体装置の電極あるいは他の配線板の配線と電気的に接続するための端子部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
絶縁基板上に導体パターンが設けられた配線板と、前記配線板の表面に設けられた接着材料とからなる接着材料付き配線板であって、
前記接着材料は、弾性率が１．６ＧＰａ以下であることを特徴とする接着材料付き配線板。
【請求項５】
前記接着材料は、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、シリコーンゴムのいずれかを主材料とする材料でなることを特徴とする請求項４に記載の接着材料付き配線板。
【請求項６】
シート状に成形された接着剤でなり、絶縁基板上に導体パターンを設けた配線板に半導体チップを接着するための接着材料であって、
前記接着剤は、弾性率が１．６ＧＰａ以下であることを特徴とする接着材料。
【請求項７】
前記接着剤は、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、シリコーンゴムのいずれかを主材料とすることを特徴とする請求項６に記載の接着材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及び接着材料付き配線板、ならびに接着材料に関し、特に、薄い半導体チップを配線板に接着するときに用いる半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、絶縁基板上に導体パターンが設けられた配線板上に半導体チップを実装した半導体装置では、前記配線板と前記半導体チップは、熱硬化性樹脂などの接着材料で接着されている。
【０００３】
前記半導体装置のうち、前記半導体チップをフリップチップ実装する半導体装置には、例えば、前記半導体チップの外部電極に、はんだや金などのバンプを形成しておき、前記バンプと前記配線板の導体パターンを電気的に接続する半導体装置がある。前記バンプを用いて接続をする半導体装置の場合、前記接着材料は、前記配線板と前記半導体チップの接着だけでなく、前記バンプによる接続部の封止も兼ねている。
【０００４】
前記バンプを用いた接続をする半導体装置のうち、例えば、Ｃ４（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｏｌｌａｐｓｅ  Ｃｈｉｐ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）工法，ＳＢＢ（Ｓｔｕｄ  Ｂｕｍｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）工法と呼ばれる方法で前記半導体チップをフリップチップ実装する半導体装置の場合、前記配線板上に前記半導体チップを実装した後、前記配線板と前記半導体チップの間に前記接着材料を流し込んで接着する。
【０００５】
また、例えば、ＥＳＣ（Ｅｐｏｘｙ  Ｓｏｌｄｅｒ  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｒ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）工法と呼ばれる方法で半導体チップをフリップチップ実装する半導体装置の場合は、前記配線板上に前記接着材料を塗布しておき、前記半導体チップの実装、言い換えると前記配線板の配線と前記半導体チップの外部電極の電気的接続と、前記配線板と前記半導体チップの接着を同時に行う。
【０００６】
また、例えば、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）工法と呼ばれる方法で半導体チップをフリップチップ実装する半導体装置の場合は、ＡＣＦと呼ばれる導電性粒子を分散させたエポキシ樹脂のフィルムを前記配線板の表面にあらかじめ貼り付けておく。
【０００７】
前記バンプを用いた接続をする半導体装置では、例えば、前記配線板の熱膨張係数と前記半導体チップの熱膨張係数の差が大きい。そのため、前記半導体装置を動作させたときの発熱などにより、前記バンプで接続している部分に応力が集中し、疲労破壊による前記バンプの切断が起こりやすい。そこで、前記接着材料には、例えば、弾性率が２ＧＰａから７ＧＰａ程度の樹脂材料が用いられていた（例えば、非特許文献１、非特許文献２を参照。）。
【０００８】
【非特許文献１】
加賀靖久他、「アンダーフィル実装構造のはんだ接合部における熱疲労信頼性評価」、ＭＥＳ’９９（第９回マイクロエレクトロニクスシンポジウム）、１９９９年１０月、ｐ．３４１‐３４４
【非特許文献２】
Ｐｏｉ−Ｓｉｏｎｇ  Ｔｅｏ，  Ｓｈａｒｏｎ  Ｐｅｉ−Ｓｉａｎｇ  Ｌｉｍ，  Ｔａｉ−Ｃｈｏｎｇ  Ｃｈａｉ  ａｎｄ  Ｍａｈａｄｅｖａｎ  Ｋ  Ｉｙｅｒ，  ”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｏ−Ｆｌｏｗ  Ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ  ｆｏｒ  Ａ  Ｒｅｌｉａｂｌｅ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｆｌｅｘ  ＢＧＡ”，  ２００２  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術では、半導体チップの薄型化が進むと、前記半導体チップ２と前記接着材料３の接着界面で生じる熱応力を緩和しきれず、前記半導体チップ２が前記接着材料３からはがれやすいという問題がある。特に、近年の半導体装置のように、高速で動作する半導体装置の場合、前記半導体チップ２の発熱量が大きいので、前記半導体チップ２がはがれやすくなる。
【００１０】
またこのとき、前記半導体チップ２をフリップチップ実装しており、接着界面側に配線（回路）が設けられていると、前記半導体チップ２がはがれるときに、接着界面でなく、前記半導体チップ２に設けられている配線と層間絶縁膜の間ではがれが起こり、回路が破壊されることがある。特に、近年の半導体チップでは、配線の微細化、層間絶縁膜の薄型化が進んでいるので、前記半導体チップの接着界面付近に設けられている配線のはがれが起こりやすいという問題があった。
【００１１】
また、半導体チップ２の厚さが、例えば、１５０μｍ程度の場合、前記半導体チップ２に設けられている配線のはがれだけでなく、半導体チップそのものが破壊されるという問題もあった。
【００１２】
本発明の目的は、配線板上に接着された半導体チップのはがれを防ぐことが可能な技術を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、配線板上に半導体チップをフリップチップ実装した半導体装置において、前記半導体チップの接着界面付近に設けられた配線のはがれを低減することが可能な技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、配線板上に半導体チップを実装した半導体装置において、前記半導体チップのはがれにともなう前記半導体チップの破壊を低減することが可能な技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明の概要を説明すれば、以下の通りである。
【００１７】
（１）絶縁基板上に導体パターンが設けられた配線板と、前記配線板上に設けられた半導体チップと、前記配線板と前記半導体チップを接着する接着材料とを備える半導体装置であって、前記接着材料は、弾性率が１．６ＧＰａ以下の半導体装置である。
【００１８】
前記（１）の手段によれば、前記接着材料の弾性率が低く、やわらかいので、前記半導体チップと前記接着材料の接着界面で生じる熱応力を緩和しやすくなる。そのため、前記半導体チップが前記接着材料からはがれるのを防ぐことができる。
【００１９】
また、前記半導体チップのはがれを防ぐことができるので、例えば、前記半導体チップがフリップチップ実装されている半導体装置のように、前記半導体チップの配線（回路）が前記接着材料との接着界面付近に設けられている場合でも、前記半導体チップの配線のはがれや、回路の破壊を防ぐことができる。
【００２０】
また、前記半導体チップのはがれを防ぐことができるので、例えば、半導体チップの厚さが１５０μｍ程度であっても、半導体チップそのものが破壊されるのを防ぐことができる。
【００２１】
また、前記接着材料は、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いるのが好ましい。前記変性させたエポキシ樹脂を用いることで、前記弾性率の調節が容易であるとともに、半導体チップを接着したときの接着力を十分に確保することができる。また、前記エポキシ樹脂の代わりに、シリコーンゴムや熱可塑性の変性ポリイミドを用いてもよい。
【００２２】
またこのとき、前記配線板の導体パターンは、前記半導体チップが接着された領域の外側に、他の半導体装置の電極あるいは他の配線板の配線と電気的に接続するための端子部が設けられていてもよい。
【００２３】
またこのとき、前記配線板は、例えば、ＢＧＡ，ＣＳＰ  と呼ばれる形態の半導体装置に用いられるインターポーザであってもよいし、マザーボード，ドータボードと呼ばれる大型のプリント配線板であってもよい。
【００２４】
（２）絶縁基板上に導体パターンが設けられた配線板と、前記配線板の表面に設けられた接着材料とからなる接着材料付き配線板であって、前記接着材料は、弾性率が１．６ＧＰａ以下の接着材料付き配線板である。
【００２５】
前記（２）の手段によれば、前記接着材料の弾性率が低く、やわらかいので、前記接着材料を利用して、前記接着材料付き配線板に半導体チップを接着し、半導体装置を製造することにより、前記半導体チップとの接着界面で生じる熱応力を緩和しやすくなる。そのため、前記接着材料付き配線板を用いることで、前記半導体チップが前記接着材料からはがれを防ぐことができる。
【００２６】
また、前記接着材料付き配線板を用いて半導体装置を製造することにより、半導体チップのはがれを防ぐことができるので、例えば、前記半導体チップがフリップチップ実装されている半導体装置のように、前記半導体チップの配線（回路）が前記接着材料との接着界面付近に設けられている場合でも、前記半導体チップの配線のはがれや、回路の破壊を防ぐことができる。
【００２７】
また、前記半導体チップのはがれを防ぐことができるので、例えば、半導体チップの厚さが１５０μｍ程度であっても、半導体チップそのものが破壊されるのを防ぐことができる。
【００２８】
また、前記接着材料は、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いるのが好ましい。前記変性させたエポキシ樹脂を用いることで、前記弾性率の調節が容易であるとともに、半導体チップを接着したときの接着力を十分に確保することができる。また、前記半導体チップを接着するときに、従来と同様の条件で接着することができる。また、前記接着材料は、前記エポキシ樹脂の代わりに、シリコーンゴムや熱可塑性の変性ポリイミドを用いてもよい。
【００２９】
またこのとき、前記配線板の導体パターンは、前記半導体チップを接着する領域の外側に、他の半導体装置の電極あるいは他の配線板の配線と電気的に接続するための端子部が設けられていてもよい。
【００３０】
またこのとき、前記配線板は、例えば、ＢＧＡ，ＣＳＰと呼ばれる形態の半導体装置に用いられるインターポーザであってもよいし、マザーボード，ドータボードと呼ばれる大型のプリント配線板であってもよい。
【００３１】
（３）シート状に成形された接着剤でなり、絶縁基板上に導体パターンを設けた配線板に半導体チップを接着するための接着材料であって、前記接着剤は、弾性率が１．６ＧＰａ以下の接着材料である。
【００３２】
前記（３）の手段によれば、前記接着材料の弾性率が低く、やわらかいので、前記接着材料を用いて配線板と半導体チップを接着すれば、前記半導体チップとの接着界面で生じる熱応力を緩和しやすくなる。そのため、前記接着材料を用いることで、前記半導体チップが前記接着材料からはがれを防ぐことができる。
【００３３】
また、前記接着材料を用いて配線板と半導体チップを接着することにより、半導体チップのはがれを防ぐことができるので、例えば、前記半導体チップの配線（回路）が前記接着材料との接着界面付近に設けられている場合でも、前記半導体チップの配線のはがれや、回路の破壊を防ぐことができる。
【００３４】
また、前記半導体チップのはがれを防ぐことができるので、例えば、半導体チップの厚さが１５０μｍ程度であっても、半導体チップそのものが破壊されるのを防ぐことができる。
【００３５】
また、前記接着材料を用いる場合、配線板上の半導体チップを実装する領域にあらかじめ前記接着材料を設けておくことができるので、半導体装置を製造するときの製造時間を短縮することができる。
【００３６】
また、前記接着剤は、例えば、アクリルゴムで変性したエポキシ樹脂を用いるのが好ましい。前記エポキシ樹脂を用いることで、前記弾性率の調節が容易であるとともに、半導体チップを接着したときの接着力を十分に確保することができる。また、前記半導体チップを接着するときに、従来と同様の条件で接着することができる。また、前記接着材料は、前記エポキシ樹脂の代わりに、シリコーンゴムや熱可塑性の変性ポリイミドを用いてもよい。
【００３７】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
【００３８】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、本発明による実施例１の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図１（ａ）は半導体装置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図である。
【００４０】
本実施例１の半導体装置は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）と呼ばれる形態の半導体装置であり、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、絶縁基板１０１上に導体パターン１０２が設けられたインターポーザ（配線板）１と、前記インターポーザ１上に設けられた半導体チップ２と、前記インターポーザ１と前記半導体チップ２とを接着する接着材料３とを備える。
【００４１】
また、前記半導体チップ２は、フリップチップ実装されており、前記インターポーザ１の導体パターン１０２と前記半導体チップ２の外部電極２０１とは、例えば、金バンプ４のような接続導体で電気的に接続されている。
【００４２】
また、前記インターポーザ１の導体パターン１０２は、例えば、前記絶縁基板１０１の両面に設けられているとする。このとき、前記導体パターン１０２のうち、前記半導体チップ２が接着された面の裏面の導体パターンには、例えば、他の半導体装置、あるいは他の配線板（インターポーザ）の配線と電気的に接続するための端子部１０２Ａが設けられている。またこのとき、前記導体パターン１０２の前記端子部１０２Ａには、例えば、図１に示したように、接合材をボール状に成形した外部接続端子５が設けられている。
【００４３】
また、前記接着材料３は、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂をベースとした接着剤である。またこのとき、前記接着材料３の弾性率は、例えば、１．６ＧＰａ以下であるとする。
【００４４】
図２は、本実施例１の半導体装置の作用効果を説明するための模式図であり、縦軸を前記接着材料の室温時における弾性率、横軸を前記接着材料の線膨張係数としたグラフである。なお、図２において、白丸は本実施例１の接着材料に関する点を表し、黒丸は従来の接着材料に関する点を表している。
【００４５】
本実施例１の半導体装置のように、前記半導体チップ２をフリップチップ実装した場合に、前記半導体チップ２が前記接着材料３からはがれたり、前記半導体チップ２がはがれるときに前記半導体チップ２の配線がはがれて回路が破壊されたりする原因の１つとして、前記接着材料３の弾性率の大きさが関係していることを、本発明者らは見出した。
【００４６】
本実施例１の半導体装置のように、前記接着材料３を用いて、前記配線板１上に半導体チップ２を接着した場合、例えば、前記半導体チップ２と前記接着材料３の接着界面に、前記半導体装置を使用したときに生じる熱による熱応力がかかる。このとき、前記半導体チップ２と前記接着材料３の接着界面にかかる応力が大きいと、前記熱応力を緩和しきれずに、前記半導体チップ２がはがれる。またこのとき、前記半導体チップ２の接着界面側に配線が設けられていると、前記配線がはがれ、回路が破壊される。特に、前記半導体チップ２の配線ルールが０．１３μｍ以下になると、層間絶縁膜なども薄くなっていくので、配線層でのはがれが起こりやすくなる。また、前記半導体チップ２が薄い場合には、前記半導体チップそのものが破壊されることがある。
【００４７】
従来の半導体装置に用いている接着材料３の弾性率は、図２に黒丸で示したように、２ＧＰａから７ＧＰａ程度であり、そのときの線膨張係数は数十ｐｐｍ／Ｋである。従来の半導体チップ２の場合は、前記接着材料３の弾性率が大きくても、前記配線や層間絶縁膜の厚さで、接着界面に生じる熱応力に耐えることができた。しかしながら、前記半導体チップ２の配線や層間絶縁膜が薄くなるにつれて、前記接着界面に生じる熱応力に耐えることができなくなり、配線のはがれ、すなわち回路形成部の破壊が起こると考えられる。
【００４８】
そこで、図２に白丸で示したように、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすると、そのときの線膨張係数は１００ｐｐｍ／Ｋ以上になる。そのため、前記半導体チップ２との接着界面に生じる熱応力を吸収することができ、前記半導体チップ２が前記接着材料３からはがれるのを防ぐことができ、前記半導体チップ２の配線（回路）の破壊や、前記半導体チップ２そのものの破壊を防ぐことができる。また、前記接着材料３の室温時における弾性率を１ＧＰａ以下にすると、線膨張係数がさらに大きくなるので、前記半導体チップ２の配線のはがれを防ぐ効果がさらに高くなる。
【００４９】
前記弾性率が１．６ＧＰａ以下であり、前記接着材料３として用いることができる材料は、例えば、前記アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂があげられる。また、その他にも、例えば、シリコーンゴムや熱可塑性の変性ポリイミドを用いることにより、前記弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることができる。
【００５０】
本実施例１の半導体装置を製造するときには、例えば、ＳＢＢ（Ｓｔｕｄ  Ｂｕｍｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）工法のように、まず、前記半導体チップ２の外部電極２０１に、あらかじめ金バンプ４などの接続導体を形成しておき、熱圧着、あるいは超音波を併用した熱圧着で前記金バンプ４と前記インターポーザ１の導体パターン１０２を接続する。次に、前記インターポーザ１と前記半導体チップ２の間に、前記接着材料３を充填し、例えば、熱硬化させて前記インターポーザ１と前記半導体チップ２を接着する。このとき、前記接着材料３として、例えば、前記アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いれば、従来のエポキシ樹脂でなる接着材料と同じ条件で前記接着材料３を完全硬化させることができる。
【００５１】
前記接着材料３を完全硬化させた後は、必要に応じて、前記半導体チップ２の周囲を絶縁樹脂で封止したり、前記インターポーザ１の導体パターン１０２の端子部１０２Ａに前記外部接続端子５を形成したりすると、本実施例１の半導体装置が得られる。
【００５２】
以上説明したように、本実施例１の半導体装置によれば、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、前記半導体チップ２が前記接着材料３からはがれるのを防ぐことができる。
【００５３】
また、前記半導体チップ２のはがれを防ぐことができるので、本実施例１の半導体装置のように、前記半導体チップ２の配線（回路）が接着界面付近に設けられている場合でも、前記半導体チップ２の配線のはがれや回路の破壊を防ぐことができる。
【００５４】
また、前記半導体チップ２のはがれを防ぐことができるので、例えば、半導体チップ２の厚さが１５０μｍ程度であっても、前記半導体チップ２そのものが破壊されるのを防ぐことができる。
【００５５】
また、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、例えば、前記半導体チップ２の配線ルールが０．１３μｍ以下の場合でも、前記半導体チップ２の配線（回路）の破壊や半導体チップ２そのものの破壊を防ぐことができる。
【００５６】
また、本実施例１の半導体装置によれば、半導体チップ２の配線ルールを微細化したときの配線のはがれを防ぐことができるので、例えば、前記半導体チップ２を薄型化し、半導体装置を薄型化したときの故障発生率を低くすることができる。
【００５７】
また、前記接着材料３として、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いることにより、従来の接着材料と同じ条件で前記接着材料３を完全硬化させることができる。そのため、故障発生率の低い半導体装置を容易に製造することができる。
【００５８】
また、本実施例１では、ＢＧＡと呼ばれる形態の半導体装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）と呼ばれる形態の半導体装置を製造するときに、本実施例１で説明した接着材料３を用いてもよい。また、本実施例１では、ファンアウト（ｆａｎ−ｏｕｔ）、すなわち、前記半導体チップ２を実装した領域の外側に前記外部接続端子５が設けられた半導体装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、ファンイン（ｆａｎ−ｉｎ）あるいはファンイン／アウトの半導体装置であってもよい。
【００５９】
また、本実施例１では、前記ＳＢＢ工法を用いて製造する半導体装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、Ｃ４（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｏｌｌａｐｓｅ  Ｃｈｉｐ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）工法を用いて製造するときにも、本実施例１で説明した接着材料３を用いることができる。
【００６０】
また、本実施例１では、前記ＳＢＢ工法のように、前記半導体チップ２を実装した後、前記インターポーザ１と前記半導体チップ２の間に、前記接着材料３を流し込む例を説明したが、これに限らず、例えば、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）工法や、ＥＳＣ（Ｅｐｏｘｙ  Ｓｏｌｄｅｒ  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｒ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）工法のように、前記インターポーザ１上に、あらかじめ前記接着材料３を設けておくときにも、本実施例１で説明した接着材料３を用いることができる。
【００６１】
図３は、前記実施例１の応用例を説明するための模式図であり、図３（ａ）は電子装置の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図である。
【００６２】
前記実施例１では、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したように、ＢＧＡと呼ばれる形態の半導体装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、マザーボード（ｍｏｔｈｅｒ  ｂｏａｒｄ）あるいはドータボード（ｄａｕｇｈｔｅｒ  ｂｏａｒｄ）と呼ばれるプリント配線板６上に、前記半導体チップ２を接着するときにも、前記実施例１で説明した接着材料３を用いることができる。
【００６３】
（実施例２）
図４は、本発明による実施例２の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図４（ａ）は半導体装置の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線での断面図である。
【００６４】
本実施例２の半導体装置は、ＢＧＡ、あるいはＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）と呼ばれる形態の半導体装置であり、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、絶縁基板１０１上に導体パターン１０２が設けられたインターポーザ（配線板）１と、前記インターポーザ１上に設けられた半導体チップ２と、前記インターポーザ１と前記半導体チップ２とを接着する接着材料３とを備える。
【００６５】
また、前記半導体チップ２は、フリップチップ実装されており、前記インターポーザ１の導体パターン１０２と前記半導体チップ２の外部電極２０１とは、図４（ｂ）に示したように、ボンディングワイヤ７で電気的に接続されている。また、前記ボンディングワイヤ７による接続部の周囲は、絶縁樹脂８で封止されている。
【００６６】
また、前記インターポーザ１の導体パターン１０２は、例えば、前記絶縁基板１０１の片面、言い換えると、前記半導体チップ２を実装した面の裏面に設けられているとする。このとき、前記導体パターン１０２は、例えば、他の半導体装置の電極あるいは他の配線板の配線と電気的に接続するための端子部１０２Ａが設けられている。またこのとき、前記導体パターン１０２の前記端子部１０２Ａには、例えば、図４（ｂ）に示したように、接合材をボール状に成形した外部接続端子５が設けられている。
【００６７】
また、前記接着材料３は、前記実施例１で説明したように、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂であるとする。またこのとき、前記接着材料の室温時における弾性率は、例えば、１．６ＧＰａ以下であるとする。本実施例２の半導体装置の場合も、前記接着材料３の弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、前記実施例１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【００６８】
図５は、本実施例２の半導体装置に用いる配線板の概略構成を示す模式断面図である。
【００６９】
本実施例２の半導体装置を製造するときには、例えば、図５に示すように、絶縁基板１０１の表面に導体パターン１０２が設けられたインターポーザ（配線板）１の一表面に接着材料３を設けた接着材料付き配線板を用いる。このとき、前記絶縁基板１０１及び前記接着材料３はそれぞれ、あらかじめ定められた位置に開口部１０１Ａ，３Ａを設けておく。
【００７０】
前記インターポーザ１の製造方法については、従来のものと同様の方法であるので、詳細な説明は省略する。
【００７１】
また、前記接着材料３は、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いる。このとき、前記接着材料３は、例えば、未硬化状態の前記エポキシ樹脂をシート状に成形した後、硬化反応を中間段階まで進めておき、前記インターポーザ１に張り合わせる。またこのとき、前記接着材料３は、前記インターポーザ１の製造工程の最終段階で張り合わせてもよいし、あるいは、前記インターポーザ１を用いて前記半導体装置を製造するときの最初の工程で張り合わせてもよい。また、前記接着材料３は、前記シート状のものを張り合わせる代わりに、例えば、未硬化状態の前記エポキシ樹脂を、前記インターポーザ１の表面に塗布あるいは印刷して、硬化反応を中間段階まで進めてもよい。
【００７２】
前記接着材料３を張り合わせたインターポーザ１を用いて、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したような半導体装置を製造するときには、従来と同様の方法で製造することができるので、詳細な説明は省略する。このとき、前記接着材料３として、例えば、前記アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いれば、従来の接着材料と同じ条件で前記接着材料３を完全硬化させることができる。
【００７３】
以上説明したように、本実施例２の半導体装置によれば、前記実施例１の半導体装置と同様に、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、前記半導体チップ２が前記接着材料３からはがれるのを防ぐことができる。
【００７４】
また、前記半導体チップ２のはがれを防ぐことができるので、前記半導体チップ２の配線（回路）が接着界面付近に設けられている場合でも、前記半導体チップ２の配線のはがれや回路の破壊を防ぐことができる。
【００７５】
また、前記半導体チップ２のはがれを防ぐことができるので、例えば、半導体チップ２の厚さが１５０μｍ程度であっても、前記半導体チップ２そのものが破壊されるのを防ぐことができる。
【００７６】
また、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、例えば、前記半導体チップ２の配線ルールが０．１３μｍ程度の場合でも、前記半導体チップ２の配線（回路）の破壊や半導体チップ２そのものの破壊を防ぐことができる。
【００７７】
また、本実施例２の半導体装置によれば、半導体チップを薄くしたときのはがれや破壊を防ぐことができるので、半導体装置を薄型化したときの故障発生率を低くすることができる。
【００７８】
また、前記接着材料３として、例えば、アクリルゴムで変性したエポキシ樹脂を用いることにより、従来の接着材料と同じ条件で前記接着材料３を完全硬化させることができる。そのため、故障発生率の低い半導体装置を容易に製造することができる。
【００７９】
また、本実施例２の半導体装置の場合も、前記接着材料３には、前記アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂の代わりに、例えば、シリコーンゴムや熱可塑性のポリイミド等を用いてもよい。
【００８０】
（実施例３）
図６は、本発明による実施例３の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図６（ａ）は半導体装置の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ’線での断面図である。
【００８１】
本実施例３の半導体装置は、例えば、複数の半導体装置を積層した３次元パッケージを製造するときに用いる半導体装置であって、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、絶縁基板１０１上に導体パターン１０２が設けられたインターポーザ１と、前記インターポーザ１上に設けられた半導体チップ２と、前記インターポーザ１と前記半導体チップ２とを接着する接着材料３とを備える。
【００８２】
また、前記半導体チップ２は、配線（回路）がインターポーザ１側に設けられており、前記インターポーザ１の導体パターン１０２と前記半導体チップ２の外部電極２０１とは、図６（ｂ）に示したように、ボンディングワイヤ７で電気的に接続されている。また、前記ボンディングワイヤ７による接続部の周囲は、絶縁樹脂８で封止されている。
【００８３】
また、前記インターポーザ１の導体パターン１０２は、例えば、前記絶縁基板１の両面に設けられている。このとき、前記導体パターン１０２のうち、他の半導体装置、あるいは他の配線板（インターポーザ）の配線と電気的に接続するための端子部１０２Ａは、前記半導体チップ２が接着された領域の外側に設けられている。また、前記端子部１０２Ａは、前記絶縁基板１０１の両面に設けられており、例えば、前記半導体チップ２が接着された面の端子部１０２Ａには、図６（ｂ）に示したように、接合材をボール状に成形した接続端子９が設けられている。
【００８４】
また、前記接着材料３は、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂である。またこのとき、前記接着材料３の室温時における弾性率は、例えば、１．６ＧＰａ以下であるとする。本実施例３の半導体装置の場合も、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、前記実施例１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【００８５】
図７は、本実施例３の半導体装置に用いる配線板の概略構成を示す模式断面図である。
【００８６】
本実施例３の半導体装置を製造するときには、例えば、図７に示すように、絶縁基板１０１の表面に導体パターン１０２が設けられたインターポーザ（配線板）１の一表面に接着材料３を設けた接着材料付き配線板を用いる。このとき、前記絶縁基板１０１及び前記接着材料３はそれぞれ、あらかじめ定められた位置に開口部１０１Ａ，３Ａを設けておく。
【００８７】
前記インターポーザ１の製造方法については、従来のものと同様の方法であるので、詳細な説明は省略する。
【００８８】
また、前記接着材料３は、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いる。このとき、前記接着材料３は、例えば、未硬化状態の前記接着剤をシート状に成形した後、硬化反応を中間段階まで進めておき、前記インターポーザ１に張り合わせる。またこのとき、前記接着材料３は、前記インターポーザ１の製造工程の最終段階で張り合わせてもよいし、あるいは、前記インターポーザ１を用いて前記半導体装置を製造するときの最初の工程で張り合わせてもよい。また、前記接着材料３は、前記シート状のものを張り合わせる代わりに、例えば、未硬化状態の前記接着剤を、前記インターポーザ１の表面に塗布あるいは印刷して、硬化反応を中間段階まで進めてもよい。
【００８９】
前記接着材料３を張り合わせたインターポーザ１を用いて、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示したような半導体装置を製造するときには、従来と同様の方法で製造することができるので、詳細な説明は省略する。このとき、前記接着材料３として、例えば、前記アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いれば、従来の接着材料と同じ条件で前記接着材料３を完全硬化させることができる。
【００９０】
図８は、本実施例３の半導体装置を用いた電子装置の製造方法を説明するための模式断面図である。
【００９１】
本実施例３の半導体装置を用いて電子装置を製造するときには、例えば、図８に示すように、ベース基板１０上に、本実施例３で説明したような、第１半導体装置１１及び第２半導体装置１２を積層し、その上に、カバー用の基板１３をかぶせた状態で加熱し、前記接続端子９を加熱溶融させて接続する。そしてその後、図示は省略するが、前記ベース基板１０の端子部１０２Ａに、例えば、接合材をボール状に成形した外部接続端子５を形成する。
【００９２】
以上説明したように、本実施例３の半導体装置によれば、前記実施例１の半導体装置と同様に、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、前記半導体チップ２が前記接着材料３からはがれるのを防ぐことができる。
【００９３】
また、前記半導体チップ２のはがれを防ぐことができるので、前記半導体チップ２の配線（回路）が接着界面付近に設けられている場合でも、前記半導体チップ２の配線のはがれや回路の破壊を防ぐことができる。
【００９４】
また、前記半導体チップ２のはがれを防ぐことができるので、例えば、半導体チップ２の厚さが１５０μｍ程度であっても、前記半導体チップ２そのものが破壊されるのを防ぐことができる。
【００９５】
また、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、例えば、前記半導体チップ２の配線ルールが０．１３μｍ以下の場合でも、前記半導体チップ２の配線（回路）の破壊や半導体チップ２そのものの破壊を防ぐことができる。
【００９６】
また、本実施例３の半導体装置によれば、半導体チップを薄くしたときのはがれや破壊を防ぐことができるので、半導体装置を薄型化したときの故障発生率を低くすることができる。
【００９７】
また、前記接着材料３として、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いることにより、従来の接着材料と同じ条件で前記接着材料３を完全硬化させることができる。そのため、故障発生率の低い半導体装置を容易に製造することができる。
【００９８】
また、本実施例３の半導体装置の場合も、前記接着材料３には、前記アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂の代わりに、例えば、シリコーンゴムや熱可塑性のポリイミド等を用いてもよい。
【００９９】
（実施例４）
図９は、本発明による実施例４の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図９（ａ）は半導体装置の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ’線での断面図である。
【０１００】
本実施例４の半導体装置は、ＢＧＡ、あるいはＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）と呼ばれる形態の半導体装置であり、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、絶縁基板１０１上に導体パターン１０２が設けられたインターポーザ（配線板）１と、前記インターポーザ１上に設けられた半導体チップ２と、前記インターポーザ１と半導体チップ２とを接着する接着材料３とを備える。
【０１０１】
また、本実施例４の半導体装置は、前記実施例１乃至実施例３の半導体装置と異なり、前記半導体チップ２をフェースアップ実装している。このとき、前記インターポーザ１の導体パターン１０２と前記半導体チップ２の外部電極２０１とは、ボンディングワイヤ７で電気的に接続されている。また、前記半導体チップ２の周囲は、絶縁樹脂８で封止されている。
【０１０２】
また、前記インターポーザ１の導体パターン１０２は、例えば、前記絶縁基板１０１の両面に設けられている。このとき、前記導体パターン１０２のうち、前記半導体チップ２が接着された面の裏面には、例えば、他の半導体装置あるいは他の配線板の配線と電気的に接続するための端子部１０２Ａが設けられている。またこのとき、前記導体パターン１０２の前記端子部１０２Ａには、例えば、図９（ｂ）に示したように、接合材料をボール状に成形した外部接続端子５が設けられている。
【０１０３】
また、前記接着材料３は、前記実施例１で説明したように、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂である。またこのとき、前記接着材料の室温時における弾性率は、例えば、１．６ＧＰａ以下であるとする。本実施例４の半導体装置の場合も、前記接着材料の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、前記実施例１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。
【０１０４】
図１０は、本実施例４の半導体装置に用いる配線板の概略構成を示す模式断面図である。
【０１０５】
本実施例４の半導体装置を製造するときには、例えば、図１０に示すように、絶縁基板１０１の表面に導体パターン１０２が設けられたインターポーザ（配線板）１の一表面に接着材料３を設けた接着材料付き配線板を用いる。
【０１０６】
前記インターポーザ１の製造方法については、従来のものと同様の方法であるので、詳細な説明は省略する。
【０１０７】
また、前記接着材料３は、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いる。このとき、前記接着材料３は、例えば、未硬化状態の前記接着剤をシート状に成形した後、硬化反応を中間段階まで進めておき、前記インターポーザ１に張り合わせる。またこのとき、前記接着材料３は、前記インターポーザ１の製造工程の最終段階で張り合わせてもよいし、あるいは、前記インターポーザ１を用いて前記半導体装置を製造するときの最初の工程で張り合わせてもよい。また、前記接着材料３は、前記シート状のものを張り合わせる代わりに、例えば、未硬化状態の前記接着剤を、前記インターポーザ１の表面に塗布あるいは印刷して、硬化反応を中間段階まで進めてもよい。
【０１０８】
以上説明したように、本実施例４の半導体装置によれば、前記実施例１の半導体装置と同様に、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、前記半導体チップ２が前記接着材料３からはがれるのを防ぐことができる。
【０１０９】
また、前記半導体チップ２のはがれを防ぐことができるので、例えば、半導体チップ２の厚さが１５０μｍ程度であっても、前記半導体チップ２そのものが破壊されるのを防ぐことができる。
【０１１０】
また、前記接着材料３の室温時における弾性率を１．６ＧＰａ以下にすることで、例えば、前記半導体チップ２を薄型化した場合でも、前記半導体チップ２のはがれや前記半導体チップ２そのものの破壊を防ぐことができる。
【０１１１】
また、本実施例４の半導体装置によれば、半導体チップを薄くしたときのはがれを防ぐことができるので、半導体装置を薄型化したときの故障発生率を低くすることができる。
【０１１２】
また、前記接着材料３として、例えば、アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂を用いることにより、従来の接着材料と同じ条件で前記接着材料３を完全硬化させることができる。そのため、故障発生率の低い半導体装置を容易に製造することができる。
【０１１３】
また、本実施例４の半導体装置の場合も、前記接着材料３には、前記アクリルゴムで変性させたエポキシ樹脂の代わりに、例えば、シリコーンゴムや熱可塑性のポリイミド等を用いてもよい。
【０１１４】
また、本実施例４では、ＢＧＡと呼ばれる形態の半導体装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、ＬＧＡと呼ばれる形態の半導体装置を製造するときに、前記実施例４で説明した接着材料３を用いてもよい。
【０１１５】
また、前記接着材料３は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示したように、前記インターポーザ１上に前記半導体チップ２をフェースアップ実装する場合だけでなく、マザーボードやドータボードと呼ばれるプリント配線板６上にフェースアップ実装する場合にも用いることができる。
【０１１６】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【０１１７】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【０１１８】
（１）配線板上に接着された半導体チップのはがれを防ぐことができる。
【０１１９】
（２）配線板上に半導体チップをフリップチップ実装した半導体装置において、前記半導体チップの接着界面付近に設けられた配線のはがれを低減することができる。
【０１２０】
（３）配線板上に半導体チップを実装した半導体装置において、前記半導体チップのはがれにともなう前記半導体チップの破壊を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例１の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図１（ａ）は半導体装置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図である。
【図２】本実施例１の半導体装置の作用効果を説明するための模式図であり、縦軸を前記接着材料の弾性率、横軸を前記接着材料の線膨張係数としたグラフである。
【図３】前記実施例１の応用例を説明するための模式図であり、図３（ａ）は電子装置の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図４】本発明による実施例２の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図４（ａ）は半導体装置の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線での断面図である。
【図５】本実施例２の半導体装置に用いる配線板の概略構成を示す模式図である。
【図６】本発明による実施例３の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図６（ａ）は半導体装置の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ’線での断面図である。
【図７】本実施例３の半導体装置に用いる配線板の概略構成を示す模式図である。
【図８】本実施例３の半導体装置を用いた電子装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図９】本発明による実施例４の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図９（ａ）は半導体装置の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ’線での断面図である。
【図１０】本実施例４の半導体装置に用いる配線板の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  インターポーザ（配線板）
１０１  絶縁基板
１０２  導体パターン
１０２Ａ  導体パターンの端子部
２  半導体チップ
２０１  半導体チップの外部電極
３  接着材料
４  バンプ
５  外部接続端子
６  プリント配線板
７  ボンディングワイヤ
８  絶縁樹脂
９  接続端子
１０  ベース基板
１１  第１半導体装置
１２  第２半導体装置
１３  カバー基板
【図１】
2004273885.tif 000003
【図２】
2004273885.tif 000004
【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】
2004273885.tif 000009
【図８】
2004273885.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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