(57)【要約】【課題】半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、半導体素子をフリップチップ実装した半導体装置であって、樹脂保護膜の開口部内に存在する表層配線の強度と絶縁性を向上させることができる半導体装置を提供する。【解決手段】封止樹脂シートを樹脂保護膜３の開口部の大きさより大きくカットして、開口部を覆うように貼り付け、半導体素子５をフリップチップ実装する際に、封止樹脂シート７の樹脂を流動させ、樹脂保護膜３の開口部内に隙間なく充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装した半導体装置であって、前記半導体素子が搭載された前記開口部内の配線および前記開口部周辺の前記樹脂保護膜の上面は、前記封止樹脂シートの樹脂で覆われていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装した半導体装置であって、前記半導体素子が搭載された前記開口部内は、前記封止樹脂シートの樹脂で充填されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１もしくは２のいずれかに記載の半導体装置であって、前記開口部の形状は、四角形、または角部の角度が９０度より大きい多角形、または角部が円弧状の四角形、または角部が円弧状の多角形、または円形のいずれかであることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装して半導体装置を製造する方法であって、
封止樹脂シートを樹脂保護膜の開口部の大きさよりも大きくして、その開口部全面を覆うように貼り付ける工程と、
樹脂保護膜の開口部内の基板電極部と半導体素子の電極の位置を合わせ、半導体素子に熱と圧力を加えて、半導体素子の電極と基板電極部を接続するとともに、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部内を充填し、開口部周辺の樹脂保護膜の上面を覆っている封止樹脂シートの樹脂、および開口部内を充填している封止樹脂シートの樹脂を加熱硬化させる工程と、
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】
半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装して半導体装置を製造する方法であって、
封止樹脂シートを樹脂保護膜の開口部の大きさよりも大きくして、その開口部全面を覆うように貼り付ける工程と、
樹脂保護膜の開口部周辺の封止樹脂シートに熱と圧力を加えて、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部周囲の段差に密着させ、開口部周辺の樹脂保護膜の上面を覆っている封止樹脂シートの樹脂、および開口部周囲の段差に密着した封止樹脂シートの樹脂を加熱硬化させる工程と、
樹脂保護膜の開口部内の基板電極部と半導体素子の電極の位置を合わせ、半導体素子に熱と圧力を加えて、半導体素子の電極と基板電極部を接続するとともに、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部内を充填し、その樹脂を加熱硬化させる工程と、
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６】
半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装して半導体装置を製造する方法であって、
封止樹脂シートを樹脂保護膜の開口部の大きさよりも大きくして、その開口部全面を覆うように貼り付ける工程と、
樹脂保護膜の開口部内の基板電極部と半導体素子の電極の位置を合わせ、半導体素子に熱と圧力を加えて、半導体素子の電極と基板電極部を接続するとともに、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部内を一部充填し、その樹脂を加熱硬化させる工程と、
樹脂保護膜の開口部周辺の封止樹脂シートに熱と圧力を加えて、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部周囲の段差に密着させ、開口部周辺の樹脂保護膜の上面を覆っている封止樹脂シートの樹脂、および開口部周囲の段差に密着した封止樹脂シートの樹脂を加熱硬化させる工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に半導体素子をフリップチップ実装してなる半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の携帯情報機器の小型化、薄型化が進展してきている。それに伴い、これらの機器に搭載される半導体装置の小型化、薄型化が求められている。そこで、この要求に答えるべく、近年、半導体素子を配線基板に直接実装するフリップチップ工法によって製造された半導体装置が登場してきた（例えば、特許文献１、２参照。）。このフリップチップ実装によれば、半導体装置の実装構造、すなわち半導体素子と配線基板間の隙間を薄型化できる。
【０００３】
図６は半導体素子がフリップチップ実装される配線基板の断面図である。図６において、１は配線基板、２は配線基板１の表面に形成された表層配線、２´は半導体素子の電極と接続するための基板電極部であり、基板電極部２´は表層配線２の一部である。また、３は配線基板１の半導体素子搭載面に形成された樹脂保護膜であり、表層配線２を保護している。４は樹脂保護膜３の開口部である。
【０００４】
図６に示すように、半導体素子搭載領域以外の領域には表層配線２を保護するために樹脂保護膜３が形成されている。一方、半導体素子搭載領域は、樹脂保護膜３が未形成の開口部４となっており、その開口部４内には表層配線２と基板電極部２´が露出している。
【０００５】
このように半導体素子搭載領域において樹脂保護膜３が未形成となっているのは、フリップチップ実装では半導体素子と配線基板の間に樹脂保護膜の厚みより狭い隙間が形成されるため、樹脂保護膜がその隙間に存在できず、保護膜の役目を果たさなくなるからである。
【０００６】
図７は、半導体素子がフリップチップ実装された従来の半導体装置の断面図である。図７において、５は半導体素子搭載領域に封止樹脂シートを介してフリップチップ実装される半導体素子、６は半導体素子５の電極に形成されたバンプ、７は熱硬化性の封止樹脂シートである。封止樹脂シート７は、完成品においては加熱硬化された封止樹脂となる。
【０００７】
図７に示すように、半導体素子５は、配線基板１の基板電極部２´にバンプ６を介して接続される。また、封止樹脂シート７の樹脂は、半導体素子５が搭載された開口部内の一部（半導体素子５と配線基板１の隙間やその隙間の周辺）、および半導体素子５の周囲に充填、硬化され、接着されて半導体素子５を封止している。
【０００８】
続いて、配線基板に封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装して半導体装置を製造する従来の方法について図８を用いて説明する。図８において、８ａは封止樹脂シート７の未接着部、９は封止樹脂シート７を配線基板１に貼り付けるためのシート貼り付けツール、１０は半導体素子５を配線基板１に実装するための樹脂圧着ツールである。
【０００９】
まず、図８（ａ）に示すように、ワイヤボンディング法により、金ワイヤを用いて半導体素子５の電極にバンプ６を形成する。一方、樹脂保護膜３の開口部内に、シート貼り付けツール９により熱と荷重（圧力）を加えて封止樹脂シート７を貼り付ける。その際、封止樹脂シート７が硬化反応しないように反応温度以下の低温で貼り付けるため、開口部内の表層配線２（基板電極部２´を含む。）と配線基板１との段差に封止樹脂シート７の未接着部８ａが形成される。
【００１０】
次に、図８（ｂ）に示すように、封止樹脂シート７を貼り付けた配線基板１の基板電極部２´に半導体素子５のバンプ６を位置合わせし、仮搭載を行う。次に、図８（ｃ）に示すように、半導体素子５の裏面側から樹脂圧着ツール１０により高温の熱と荷重（圧力）を加えて半導体素子５に形成されたバンプ６を変形させつつ、その熱により溶融された封止樹脂シート７の樹脂を流動させて、半導体素子５の電極をバンプ６を介して基板電極部２´と接続する。その際、封止樹脂シート７は高温下で粘度が下がっており、半導体素子５と配線基板１の隙間の体積に対して余分な樹脂分が未接着部８ａを充填しつつ流動し、さらには半導体素子５の周辺にはみ出す。その後、時間経過とともに硬化反応が進み、加熱硬化される。
【００１１】
以上のように、従来は、樹脂保護膜の開口部に封止樹脂シートを貼り付け、樹脂圧着ツールにより半導体素子を半導体素子搭載領域に搭載する際に、樹脂圧着ツールの熱により封止樹脂シートの樹脂を流動、硬化させ、開口部内の一部（半導体素子５と配線基板１の隙間やその隙間の周辺）、および半導体素子５の周囲を封止樹脂で充填していた。
【００１２】
しかしながら、上記従来の半導体装置の製造方法では、樹脂保護膜の開口部に対し封止樹脂シートが小さくなくなった場合に、樹脂保護膜で保護されていない表層配線２が露出してしまう。表層配線が露出すると、非常に高密度で微細な配線が配線基板全面に形成されていることから以下のような問題（１）〜（３）が発生し、半導体装置の特性、信頼性を低下させる要因になる。
【００１３】
（１）表層配線の露出部分は、封止樹脂シートや封止樹脂で覆われた部分よりも機械的な強度が弱くなり、半導体装置の製造時や半導体装置の実装基板への実装時に発生する配線基板への外力によりクラックや亀裂が発生し、導通不良となる。
【００１４】
（２）表層配線の熱膨張係数が樹脂保護膜と封止樹脂の熱膨張係数より小さいため（例えば配線として銅を使用する場合、配線の熱膨張係数は１７ｐｐｍとなる。一方、樹脂保護膜は４０〜６０ｐｐｍ、封止樹脂は３０〜５０ｐｐｍである。）、高温状態となる半導体装置のリフロー実装時に、表層配線と樹脂保護膜との熱膨張差、および表層配線と封止樹脂の熱膨張差によって、表層配線の露出部分へ熱応力が集中し、熱ストレスが過大となって、クラック、亀裂が発生し、導通不良となる。
【００１５】
（３）露出した部分の配線は、イオン性の不純物等の付着により絶縁特性が悪くなり絶縁不良が発生し易くなる。
【特許文献１】特許第３１５０３４７号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記問題点に鑑み、樹脂保護膜の開口部内の配線と開口部周辺の樹脂保護膜の上面を、加熱硬化された封止樹脂シートの樹脂で覆うことにより、開口部内の表層配線の機械的強度と絶縁特性が向上し、半導体装置のリフロー実装時における開口部内の表層配線への熱応力の集中が緩和される半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１記載の半導体装置は、半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装した半導体装置であって、前記半導体素子が搭載された前記開口部内の配線および前記開口部周辺の前記樹脂保護膜の上面は、前記封止樹脂シートの樹脂で覆われていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２記載の半導体装置は、半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装した半導体装置であって、前記半導体素子が搭載された前記開口部内は、前記封止樹脂シートの樹脂で充填されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項３記載の半導体装置は、請求項１もしくは２のいずれかに記載の半導体装置であって、前記開口部の形状は、四角形、または角部の角度が９０度より大きい多角形、または角部が円弧状の四角形、または角部が円弧状の多角形、または円形のいずれかであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項４記載の半導体装置の製造方法は、半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装して半導体装置を製造する方法であって、封止樹脂シートを樹脂保護膜の開口部の大きさよりも大きくして、その開口部全面を覆うように貼り付ける工程と、樹脂保護膜の開口部内の基板電極部と半導体素子の電極の位置を合わせ、半導体素子に熱と圧力を加えて、半導体素子の電極と基板電極部を接続するとともに、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部内を充填し、開口部周辺の樹脂保護膜の上面を覆っている封止樹脂シートの樹脂、および開口部内を充填している封止樹脂シートの樹脂を加熱硬化させる工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項５記載の半導体装置の製造方法は、半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装して半導体装置を製造する方法であって、封止樹脂シートを樹脂保護膜の開口部の大きさよりも大きくして、その開口部全面を覆うように貼り付ける工程と、樹脂保護膜の開口部周辺の封止樹脂シートに熱と圧力を加えて、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部周囲の段差に密着させ、開口部周辺の樹脂保護膜の上面を覆っている封止樹脂シートの樹脂、および開口部周囲の段差に密着した封止樹脂シートの樹脂を加熱硬化させる工程と、樹脂保護膜の開口部内の基板電極部と半導体素子の電極の位置を合わせ、半導体素子に熱と圧力を加えて、半導体素子の電極と基板電極部を接続するとともに、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部内を充填し、その樹脂を加熱硬化させる工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項６記載の半導体装置の製造方法は、半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装して半導体装置を製造する方法であって、封止樹脂シートを樹脂保護膜の開口部の大きさよりも大きくして、その開口部全面を覆うように貼り付ける工程と、樹脂保護膜の開口部内の基板電極部と半導体素子の電極の位置を合わせ、半導体素子に熱と圧力を加えて、半導体素子の電極と基板電極部を接続するとともに、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部内を一部充填し、その樹脂を加熱硬化させる工程と、樹脂保護膜の開口部周辺の封止樹脂シートに熱と圧力を加えて、封止樹脂シートの樹脂を流動させて樹脂保護膜の開口部周囲の段差に密着させ、開口部周辺の樹脂保護膜の上面を覆っている封止樹脂シートの樹脂、および開口部周囲の段差に密着した封止樹脂シートの樹脂を加熱硬化させる工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、樹脂保護膜の開口部内の配線が封止樹脂シートの樹脂で覆われるので、表層配線が露出しない構造となり、開口部内の表層配線の機械的強度と絶縁特性が向上し、さらに半導体装置のリフロー実装時における開口部内の表層配線への熱応力の集中が緩和され、半導体装置の特性、信頼性の向上を図ることができる。
【００２４】
また、樹脂保護膜の開口部の形状を、角部の角度が９０度より大きい多角形、または角部が円弧状の四角形、または角部が円弧状の多角形とすることにより、封止樹脂シートが高粘度で流動性の悪い樹脂であっても、封止樹脂を充填させ難い角部における封止樹脂の密着性が向上する。また、円形とすることにより、封止樹脂を充填させ難い角部の無い構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に本発明の実施の形態における半導体装置の断面図を示す。図１に示す半導体装置は、半導体素子搭載領域に樹脂保護膜の開口部を有する配線基板に対し、封止樹脂シートを介して半導体素子をフリップチップ実装することにより製造される。
【００２６】
図１において、１は半導体素子がフリップチップ実装される配線基板、２は配線基板１の表面に形成された表層配線、２´は半導体素子の電極と接続するための基板電極部であり、基板電極部２´は表層配線２の一部である。また、３は配線基板１の半導体素子搭載面に形成された樹脂保護膜であり、表層配線２を保護している。
【００２７】
図１に示すように、半導体素子搭載領域以外の領域には表層配線２を保護するために樹脂保護膜３が形成されている。一方、半導体素子搭載領域は、樹脂保護膜３が未形成の開口部となっており、その開口部内には表層配線２と基板電極部２´が露出している。
【００２８】
また、５は半導体素子搭載領域に封止樹脂シートを介してフリップチップ実装される半導体素子、６は半導体素子５の電極に形成されたバンプ、７は熱硬化性の封止樹脂シートであり、樹脂保護膜３の開口部の大きさよりも大きくカットされ、開口部全面を覆うように貼り付けられる。封止樹脂シート７は、完成品においては加熱硬化された封止樹脂となる。
【００２９】
図１に示すように、半導体素子５は、配線基板１の基板電極部２´にバンプ６を介して接続される。また、封止樹脂シート７の樹脂は、開口部周辺の樹脂保護膜３上面と、半導体素子５が搭載された開口部内、さらには半導体素子５の周囲に充填、硬化され、接着されて半導体素子５を封止している。
【００３０】
配線基板１は、ガラス繊維やアラミド材をエポキシ樹脂で含浸させた基材に銅配線でパターンが形成され、また表裏および内層がビアホールで接続された構造をしている。また、配線基板１の表裏層には樹脂保護膜が形成されている。表層の樹脂保護膜３は配線の保護を目的に形成されており、裏面の樹脂保護膜は実装基板への実装の際の半田付け性のために形成されている。
【００３１】
半導体素子搭載領域において樹脂保護膜３が未形成となっているのは、フリップチップ実装では半導体素子と配線基板の隙間が約２０〜３０μｍとなるのに対し、樹脂保護膜の厚みが２０〜３０μｍとなるため、樹脂保護膜が半導体素子と配線基板の隙間に存在できず、保護膜の役目を果たさなくなるからである。
【００３２】
封止樹脂シートは、例えば主成分となるエポキシ樹脂中に導電性の粒子を含んだＡＣＦや、エポキシ樹脂中に導電性の粒子を含まないＮＣＦからなる。また、封止樹脂シートは、液状の樹脂材に溶剤を混ぜ込みスクリーン印刷法等で一定の厚みに成形しその後溶剤分を揮発させることによりシート状に形成した材料であり、半導体装置の樹脂で成形する領域をシートのサイズで制御できる特徴があり、樹脂の量コントロールが容易となり樹脂の塗布領域がシートサイズで決定できる。また、封止樹脂シートは加熱されることで一旦粘度が下がり流動性を有するが、その後硬化反応を開始し、短時間で硬化反応を完了させる材料である。
【００３３】
本実施の形態では、図１に示すように、加熱硬化された封止樹脂シートの樹脂（封止樹脂）により、半導体素子が搭載された開口部内の配線および開口部周辺の樹脂保護膜の上面を覆っている。よって、表層配線２の露出がない構造となっている。
【００３４】
本実施の形態によれば、樹脂保護膜に近い線膨張係数を有する封止樹脂により開口部内が充填されているため、半導体装置のリフロー実装時における開口部内の表層配線への熱応力の集中を緩和できる。また、表層配線が露出していないので、銅配線への直接的なイオン性不純物の付着がなくなり、耐絶縁特性が向上する。また、機械的強度にも強くなる。
【００３５】
図２に本実施の形態における半導体装置の平面図を示す。なお、封止樹脂シート７は説明のため透過させている。図２において、４は樹脂保護膜３の開口部である。図２（ａ）では、樹脂保護膜３の開口部４の形状が四角形となっている。半導体素子の形状は通常四角形の形状となっており、樹脂保護膜３の開口部４の大きさは、半導体素子の大きさに対し例えば０．５ｍｍ以上大きなサイズの形状とする。また、貼り付ける封止樹脂シート７の大きさは樹脂保護膜３の開口部４の大きさに対し例えば０．５ｍｍ以上大きなサイズとする。なお、封止樹脂シート７の大きさの限界は配線基板１の大きさとなる。但し、貼り付ける封止樹脂シートのコストを考慮すると可能な限り小さな方が望ましい。
【００３６】
図２（ｂ）では配線基板１に形成した樹脂保護膜３の開口部４の形状が、角部の角度が９０度より大きい多角形となっている。開口部４が四角形の場合、封止樹脂シートを貼り付ける際に角部が直角に開口されているため、高粘度で流動性が悪い封止樹脂シートが角部に密着し難く、結果、封止樹脂が角部に充填され難い。そこで、これを防止する目的で、角度を鈍角にすることにより、封止樹脂が充填され易い構造とした。なお、角部を円弧状にした四角形や多角形でも同様に封止樹脂が充填され易い構造となる。また、図２（ｃ）では、封止樹脂の充填性をさらに向上させるために、樹脂保護膜３の開口部４の形状を円形とし、角部を無くした構造とした。
【００３７】
続いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法について、図３を用いて説明する。図３において、８ａ、８ｂは封止樹脂シート７の未接着部、９は封止樹脂シート７を配線基板１に貼り付けるためのシート貼り付けツール、１０は半導体素子５を配線基板１に実装するための樹脂圧着ツールである。
【００３８】
まず、図３（ａ）に示すように、ワイヤボンディング法により、金ワイヤを用いて半導体素子５の電極にバンプ６を形成する。バンプの形成方法には、金ワイヤの先端にボールを形成し、そのボールを半導体素子の電極部に熱と超音波で接合し、ボールの先端部を引きちぎって形成するワイヤボンディング方法や、メッキ法によって金バンプ、半田バンプを形成する方法があるが、ここでは半導体素子５と配線基板１の接合時に金バンプ６を変形させながら接合するため、最も低荷重にて変形が容易なバンプが形成されるワイヤボンディング法を採用する。
【００３９】
一方、配線基板１では、先端に耐熱性のゴムを貼り付けたシート貼り付けツール９により、封止樹脂膜３の開口部よりも大きいサイズにカットされた封止樹脂シート７に熱と荷重（圧力）を加えて、開口部全面を覆うように貼り付ける。その際、封止樹脂シート７には常温時に比べて若干粘着性があり、配線基板１に貼り付く。また、封止樹脂シート７が硬化反応しないように反応温度以下の低温で貼り付けるので、開口部内の表層配線２（基板電極部２´を含む。）と配線基板１との段差と、樹脂保護膜３の開口部周囲の段差に封止樹脂シート７の未接着部８ａ、８ｂが形成される。
【００４０】
硬化反応を開始させない温度で貼り付けを実施するのは、封止樹脂シート７が途中で一旦硬化反応を開始してしまうと、半導体素子５を配線基板１に接続する工程で封止樹脂シート７の粘度が下がりきらずに、封止樹脂シートの樹脂が流動し難くなり、かつ本来必要な圧着荷重に対し荷重不足となるからである。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、封止樹脂シート７を貼り付けた配線基板１の基板電極部２´に半導体素子５のバンプ６を位置合わせし、仮搭載を行う。次に、図３（ｃ）に示すように、半導体素子５の裏面側から樹脂圧着ツール１０により高温の熱と荷重（圧力）を加えて半導体素子５に形成されたバンプ６を変形させつつ、その熱により溶融された封止樹脂シート７の樹脂を流動させて、半導体素子５の電極をバンプ６を介して基板電極部２´と接続する。その際、封止樹脂シート７は高温下で粘度が下がっており、半導体素子５と配線基板１の隙間の体積に対して余分な樹脂分が未接着部８ａ、８ｂを充填しつつ流動し、さらには半導体素子５の周辺にはみ出す。その後、時間経過とともに硬化反応が進み、加熱硬化される。
【００４２】
以上のように、樹脂圧着ツールにより半導体素子を半導体素子搭載領域に搭載する際に、樹脂圧着ツールの熱により封止樹脂シートの樹脂を流動させ、開口部内に隙間無く接着させることにより、開口部内を加熱硬化された封止樹脂で充填する。また、開口部周辺の樹脂保護膜３上面にも接着して、加熱硬化された封止樹脂で覆う。
【００４３】
本実施の形態では、以上のようにして半導体装置を製造する。しかし、封止樹脂シートの粘性によっては、上記製造方法では確実に未接着部８ｂを封止樹脂で充填することができない場合がある。そこで、未接着部８ｂを封止樹脂で確実に充填することができる半導体装置の製造方法について、以下に説明する。
【００４４】
図４は本実施の形態における半導体装置の他の製造工程を説明するための工程断面図である。図４において、１１は未接着部８ｂに封止樹脂シート７の樹脂を流動させ、硬化させるためのシート圧着ツールである。
【００４５】
まず、図３で説明した製造工程と同様に、ワイヤボンディング法により、金ワイヤを用いて半導体素子５の電極にバンプ６を形成するとともに、シート貼り付けツール９により、樹脂保護膜３の開口部に、該開口部よりも大きいサイズにカットされた封止樹脂シート７を貼り付ける（図４（ａ））。
【００４６】
次に、図４（ｂ）に示すように、貼り付けられた封止樹脂シート７の半導体素子搭載領域の周辺部（樹脂保護膜３の開口部周辺）に対し、封止樹脂シート７が硬化反応を開始する反応温度以上に設定されたシート圧着ツール１１により高温の熱と荷重（圧力）を加える。その際、溶融した封止樹脂シート７の樹脂が、樹脂保護膜の開口部周囲の段差に存在する未接着部８ｂを充填しつつ流動する。その後、溶融された封止樹脂シート７の樹脂が時間経過とともに硬化され、その加熱硬化された封止樹脂が樹脂保護膜の開口部周囲の段差に密着して、未接着部８ｂを充填する。なお、シート圧着ツール１１に設定する温度は、半導体素子５の周辺の封止樹脂シート７が硬化反応を開始する反応温度に達しないように設定する必要がある。
【００４７】
次に、図３で説明した製造工程と同様に、配線基板１の基板電極部２´に半導体素子５のバンプ６を位置合わせし、仮搭載を行い、半導体素子５の裏面側から樹脂圧着ツール１０により高温の熱と荷重（圧力）を加えて半導体素子５に形成されたバンプ６を変形させて、半導体素子５の電極をバンプ６を介して基板電極部２´と接続する。その際、図３で説明した製造工程と同様に、樹脂圧着ツール１０の熱により溶融された封止樹脂シート７の樹脂を流動、硬化させる（図４（ｃ）、（ｄ））。封止樹脂を未接着部８ｂに密着させた直後は、半導体素子５周辺の封止樹脂シート７には硬化反応が完了する熱は加わっておらず、封止樹脂シート７の樹脂が流動する程度の粘度変化が発生する。
【００４８】
続いて、未接着部８ｂを封止樹脂で確実に充填することができる他の製造方法について、図５を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）の工程は、図３（ａ）〜（ｃ）で説明した工程と同様であるので、説明を省略する。但し、図３で説明した実施の形態と異なり、図５（ｃ）の工程では、樹脂保護膜の開口部周囲の段差に存在する未接着部（未充填部）８ｂが封止樹脂で充填されずに残る。また、樹脂圧着ツール１０に設定する温度は、樹脂保護膜３の開口部周辺の封止樹脂シート７が硬化反応を開始する反応温度に達しないように設定する必要がある。
【００４９】
この製造方法では、半導体素子５を配線基板に接続後、図５（ｄ）に示すように、封止樹脂シート７の半導体素子搭載領域の周辺部（樹脂保護膜３の開口部周辺）に対し、封止樹脂シート７が硬化反応を開始する反応温度以上に設定されたシート圧着ツール１１により高温の熱と荷重（圧力）を加える。その際、溶融した封止樹脂シート７の樹脂が未接着部８ｂを充填しつつ流動する。半導体素子５を配線基板１に接続した直後は、半導体素子搭載領域の周辺部の封止樹脂シート７には硬化反応が完了する熱は加わっておらず、封止樹脂シート７の樹脂が流動する程度の粘度変化が発生する。その後、溶融された封止樹脂シート７の樹脂が時間経過とともに硬化され、その加熱硬化された封止樹脂が未接着部８ｂに密着して、未接着部８ｂを充填する。
【００５０】
この製造方法によれば、封止樹脂は樹脂保護膜に重ねられた状態になり、しかも配線基板と基板電極部および配線基板と表層配線の段差と、樹脂保護膜の開口部周囲の段差に流動して、樹脂保護膜の開口部内に隙間なく接着された形状を有することができる。
【００５１】
本実施の形態によれば、配線基板の表層配線が露出することがないので、表層配線の強度と絶縁特性が向上し、さらに半導体装置のリフロー実装時における表層配線への熱応力の集中が緩和され、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明にかかる半導体装置およびその製造方法は、配線基板の表層配線の機械的強度と絶縁特性を向上させることができ、さらに半導体装置のリフロー実装時における表層配線への熱応力の集中を緩和させることができ、半導体装置が実装される機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態における半導体装置の平面図
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図４】本発明の実施の形態における半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図５】本発明の実施の形態における半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【図６】従来の配線基板の断面図
【図７】従来の半導体装置の断面図
【図８】従来の半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図
【符号の説明】
【００５４】
１      配線基板
２      表層配線
２´    基板電極部
３      樹脂保護膜
４      開口部
５      半導体素子
６      バンプ
７      封止樹脂シート
８ａ    未接着部
８ｂ    未接着部
９      シート貼り付けツール
１０      樹脂圧着ツール
１１      シート圧着ツール
【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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