(57)【要約】      （修正有）【課題】配線基板と半導体チップとの接触を防止することができる半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体チップ２０は、集積回路２２が形成された面に、電極２４及び電極２４上に設けられたバンプ２６並びに無機材料からなるパッシベーション膜２８を有する。基板１０は、配線パターン１２を有し、半導体チップ２０が、バンプ２６と配線パターン１２が対向して電気的に接続されるように搭載され、半導体チップ２０よりも大きくて半導体チップ２０とオーバーラップする領域に開口が形成されない。第１の樹脂成形体３０は、パッシベーション膜２８と基板１０との間であって、電極２４よりも半導体チップ２０の外縁近くに配置されている。第２の樹脂成形体４０は、半導体チップ２０及び基板１０に密着して設けられた、第１の樹脂成形体３０とは硬さが異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路が形成され、前記集積回路が形成された面に、無機材料からなるパッシベーション膜及び電極並びに前記電極上に設けられたバンプを有する半導体チップと、
配線パターンを有し、前記半導体チップが、前記バンプと前記配線パターンが対向して電気的に接続されるように搭載され、前記半導体チップよりも大きくて前記半導体チップとオーバーラップする領域に開口が形成されない基板と、
前記パッシベーション膜と前記基板との間であって、前記電極よりも前記半導体チップの外縁近くに配置されてなる第１の樹脂成形体と、
前記半導体チップ及び前記基板に密着して設けられた、前記第１の樹脂成形体とは硬さが異なる第２の樹脂成形体と、
を含む半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体装置において、
前記第１の樹脂成形体は、前記電極を囲む領域に、連続的に設けられてなる半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載された半導体装置において、
前記第１の樹脂成形体は、前記電極を囲む領域に、断続的に設けられてなる半導体装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれ１つに記載された半導体装置において、
前記第１の樹脂成形体は、前記第２の樹脂成形体よりも柔らかい半導体装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１つに記載された半導体装置において、
前記第１の樹脂成形体は、前記第２の樹脂成形体よりも硬い半導体装置。
【請求項６】
集積回路が形成され、前記集積回路が形成された面に、電極及び前記電極上に設けられたバンプ並びに無機材料からなるパッシベーション膜を有する半導体チップと、
配線パターンが形成され、前記半導体チップよりも大きい基板と、
を用意し、
前記パッシベーション膜と前記基板の間に、第１の樹脂成形体及び樹脂前駆体を介在させて、前記半導体チップと前記基板を配置し、前記配線パターンと前記バンプを対向させて電気的に接続し、
前記樹脂前駆体を硬化させて第２の樹脂成形体にすること、
を含み、
前記第１の樹脂成形体を、前記電極よりも前記半導体チップの外縁近くに配置する半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された半導体装置の製造方法において、
前記第１の樹脂成形体を前記半導体チップに設けた後に、前記半導体チップと前記基板の間に前記樹脂前駆体を設け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、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板に半導体チップをフェースダウンボンディングすることが知られている（特許文献１参照）。半導体チップと配線基板の間に樹脂が設けると、樹脂が硬化収縮することで配線基板が反るので、配線基板が半導体チップのエッジに接触することが想定される。この場合、特に、配線が半導体チップに接触するとショートの可能性があるのでその対策が求められていた。
【特許文献１】特開２００４−３２７９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述したような課題を解決するものであり、その目的は、配線基板と半導体チップとの接触を防止することができる半導体装置及びそ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】
【０００４】
（１）本発明に係る半導体装置は、
集積回路が形成され、前記集積回路が形成された面に、無機材料からなるパッシベーション膜及び電極並びに前記電極上に設けられたバンプを有する半導体チップと、
配線パターンを有し、前記半導体チップが、前記バンプと前記配線パターンが対向して電気的に接続されるように搭載され、前記半導体チップよりも大きくて前記半導体チップとオーバーラップする領域に開口が形成されない基板と、
前記パッシベーション膜と前記基板との間であって、前記電極よりも前記半導体チップの外縁近くに配置されてなる第１の樹脂成形体と、
前記半導体チップ及び前記基板に密着して設けられた、前記第１の樹脂成形体とは硬さが異なる第２の樹脂成形体と、
を含む。本発明によれば、第２の樹脂成形体が収縮したときに、第１の樹脂成形体によってパッシベーション膜と基板のギャップが確保される。
（２）この半導体装置において、
前記第１の樹脂成形体は、前記電極を囲む領域に、連続的に設けられていてもよい。
（３）この半導体装置において、
前記第１の樹脂成形体は、前記電極を囲む領域に、断続的に設けられていてもよい。
（４）この半導体装置において、
前記第１の樹脂成形体は、前記第２の樹脂成形体よりも柔らかくてもよい。これによれば、第１の樹脂成形体が半導体チップに与える衝撃を小さくすることができる。
（５）この半導体装置において、
前記第１の樹脂成形体は、前記第２の樹脂成形体よりも硬くてもよい。これによれば、パッシベーション膜と基板のギャップを確保する性能が高い。
（６）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
集積回路が形成され、前記集積回路が形成された面に、電極及び前記電極上に設けられたバンプ並びに無機材料からなるパッシベーション膜を有する半導体チップと、
配線パターンが形成され、前記半導体チップよりも大きい基板と、
を用意し、
前記パッシベーション膜と前記基板の間に、第１の樹脂成形体及び樹脂前駆体を介在させて、前記半導体チップと前記基板を配置し、前記配線パターンと前記バンプを対向させて電気的に接続し、
前記樹脂前駆体を硬化させて第２の樹脂成形体にすること、
を含み、
前記第１の樹脂成形体を、前記電極よりも前記半導体チップの外縁近くに配置する。本発明によれば、樹脂前駆体が硬化するときに収縮しても、第１の樹脂成形体によってパッシベーション膜と基板のギャップが確保される。
（７）この半導体装置の製造方法において、
前記第１の樹脂成形体を前記半導体チップに設けた後に、前記半導体チップと前記基板の間に前記樹脂前駆体を設けてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００６】
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一部断面図である。半導体装置は、基板１０を有する。基板１０は、ポリエチレンテレフタレートやポリイミド樹脂などの有機系材料で構成されていてもよいし、無機材料で構成されていてもよいし、これらの複合材料から構成されてもよい。基板１０は、テープであってもよいし、フィルムであってもよいし、フレキシブル基板であってもよい。基板１０には、配線パターン１２が形成されている。配線パターン１２は、導電体又はその積層体から構成され、電子部品間の電気的な接続のために使用される。基板１０は、一方の面のみ配線パターン１２が形成された片面基板であってもよいし、両面に配線パターンが形成された両面基板であってもよい。
【０００７】
半導体装置は、半導体チップ２０を有する。半導体チップ２０には、集積回路２２が形成されている。集積回路２２が形成された面（能動面）には、電極２４が形成され、電極２４上にバンプ２６が形成されている。バンプ２６は、アルミニウム又は銅、金等から形成されている。電極２４及びバンプ２６は、集積回路２２と電気的に接続されている。集積回路２２が形成された面には、無機材料（ＳｉＯ２又はＳｉＮ等）からなるパッシベーション膜２８も形成されている。パッシベーション膜２８には、電極２４を露出させる開口が形成されている。
【０００８】
半導体チップ２０は、バンプ２６と配線パターン１２が対向して電気的に接続されるように、基板１０に搭載されている。バンプ２６と配線パターン１２は、金属接合されていてもよいし、圧力がかかった状態で接触しているだけでもよいし、両者間に導電粒子が介在してもよいし、両者の共晶合金によって連結されていてもよい。配線パターン１２がバンプ２６にめり込んでいる場合（又はその逆）や、配線パターン１２が基板１０にめり込む場合もある。
【０００９】
基板１０は、半導体チップ２０よりも大きい。詳しくは、半導体チップ２０の全体が基板１０とオーバーラップし、かつ、基板１０は、半導体チップ２０とのオーバーラップ領域１４からのはみ出し部分１６を有する。はみ出し部分１６は、オーバーラップ領域１４を囲むものであってもよいし、オーバーラップ領域１４を囲まないようにこれに隣接していてもよい。基板１０は、オーバーラップ領域１４には開口が形成されないが、はみ出し部分１６に開口が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。
【００１０】
半導体装置は、第１の樹脂成形体３０を有する。第１の樹脂成形体３０は、基板１０とパッシベーション膜２８の間であって、電極２４よりも半導体チップ２０の外縁近くに配置されている。第１の樹脂成形体３０は、パッシベーション膜２８に接触（密着）しているが、基板１０及び配線パターン１２とは離れていてもよい。図２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の、半導体チップの能動面を示す図である。図２に示す例では、第１の樹脂成形体３０は、電極２４及びバンプ２６を囲む領域に、連続的に設けられている。第１の樹脂成形体３０は、樹脂（ポリイミド、シリコーン変性ポリイミド、エポキシ、シリコーン変性エポキシ、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）、フェノール等）から形成されている。
【００１１】
図３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の、第１の樹脂成形体の変形例を示す図である。この変形例では、第１の樹脂成形体１３０は、電極２４及びバンプ２６を囲む領域に、断続的に設けられている。それ以外の点は、上述した点が該当する。本発明は、このような例も含む。さらに、図示しない例として、半導体チップ２０の平行な二辺に沿ってのみ第１の樹脂成形体を設けてもよい。例えば、半導体チップ２０が長方形である場合、その短辺に沿ってのみ第１の樹脂成形体を設けてもよいし、その長辺に沿ってのみ第１の樹脂成形体を設けてもよい。
【００１２】
半導体装置は、第２の樹脂成形体４０を有する。第２の樹脂成形体４０は、基板１０及び半導体チップ２０に密着して設けられている。第２の樹脂成形体４０は、基板１０と半導体チップ２０のギャップに設けられており、両者間の外側に至るようになっている。例えば、第２の樹脂成形体４０にはフィレットが形成されている。詳しくは、第２の樹脂成形体の一部は、基板１０のはみ出し部分１６の上面（半導体チップ２０が搭載される面）から、半導体チップ２０の側面（基板１０の上面から立ち上がる面）に至るように形成されている。第２の樹脂成形体４０は、基板１０及び半導体チップ２０のギャップを埋める封止材であり、両者を接着する接着剤であってもよい。第２の樹脂成形体４０は、第１の樹脂成形体３０とは硬さ（又はヤング率）が異なる。第２の樹脂成形体４０も、樹脂から形成されている。第１及び第２の樹脂成形体３０，４０は、構成物質の含有比率の違いによって硬さが異なっていてもよい。
【００１３】
半導体装置は、第３の樹脂成形体５０を有する。第３の樹脂成形体５０は、基板１０とパッシベーション膜２８の間であって、電極２４よりも半導体チップ２０の中央近くに配置されている。第３の樹脂成形体５０も、樹脂（ポリイミド、シリコーン変性ポリイミド、エポキシ、シリコーン変性エポキシ、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）、フェノール等）から形成されている。第１及び第３の樹脂成形体３０，５０は、同一の材料から形成されていてもよい。
【００１４】
本実施の形態によれば、基板１０が、半導体チップ２０とのオーバーラップ領域１４からのはみ出し部分１６を有する。基板１０には、半導体チップ２０が搭載された面が凹となるように反る力が加えられることがある。例えば、第２の樹脂成形体４０（例えばそのフィレット）が収縮することで、基板１０のはみ出し部分１６を、半導体チップ２０の側面に引き付ける力が加えられる。このとき、第１の樹脂成形体３０によってパッシベーション膜２８と基板１０のギャップが確保される。第１の樹脂成形体３０が第２の樹脂成形体４０よりも柔らかい場合、基板１０から半導体チップ２０（特のそのエッジ）に与える衝撃を吸収して小さくする性能が、第２の樹脂成形体４０よりも高い。第１の樹脂成形体３０が第２の樹脂成形体４０よりも硬い場合、パッシベーション膜２８と基板１０とのギャップを確保する性能が、第２の樹脂成形体４０よりも高い。
【００１５】
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する。本実施の形態では、上述した基板１０及び半導体チップ２０を用意する。また、半導体チップ２０には、上述した第１の樹脂成形体３０を形成しておき、必要であれば、第３の樹脂成形体５０も形成しておく。第１の樹脂成形体３０は、電極２４よりも半導体チップ２０の外縁近くに配置する。また、第１の樹脂成形体３０は、バンプ２６よりも低くなるように形成する。そして、半導体チップ２０を基板１０にフェースダウンボンディングして、配線パターン１２とバンプ２６を対向させて電気的に接続する。
【００１６】
本実施の形態では、パッシベーション膜２８と基板１０の間に、第１の樹脂成形体３０（既に硬化した状態）及び上述した第２の樹脂成形体４０の硬化前の状態である樹脂前駆体を介在させる。例えば、半導体チップ２０を基板１０に搭載してから、そのギャップに樹脂前駆体を注入してもよいし、予め基板１０に樹脂前駆体を設けておいてその上に半導体チップ２０を搭載してもよい。樹脂前駆体は、半導体チップ２０及び基板１０に密着するように配置する。樹脂前駆体は、絶縁性接着剤、絶縁性封止材又は異方性導電材料のいずれであってもよい。樹脂前駆体は、基板１０と半導体チップ２０のギャップから、両者間の外側に至るように設ける。例えば、樹脂前駆体を、フィレットを有するように設ける。その後、樹脂前駆体を硬化（重合又は架橋反応）させて第２の樹脂成形体４０にする。
【００１７】
本実施の形態では、基板１０が、半導体チップ２０とのオーバーラップ領域１４からのはみ出し部分１６を有しており、樹脂前駆体が硬化するときに収縮することで、基板１０には、半導体チップ２０が搭載された面が凹となるように反る力が加えられる。しかし、樹脂前駆体が硬化するときに、既に硬化している第１の樹脂成形体３０によってパッシベーション膜２８と基板１０のギャップが確保されるので、基板１０（特に配線パターン１２）と半導体チップ２０（特にそのエッジ）との接触を防止することができる。
【００１８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。さらに、本発明は、実施の形態で説明した技術的事項のいずれかを限定的に除外した内容を含む。あるいは、本発明は、上述した実施の形態から公知技術を限定的に除外した内容を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一部断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の、半導体チップの能動面を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の、第１の樹脂成形体の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０…基板、  １２…配線パターン、  １４…オーバーラップ領域、  １６…はみ出し部分、  ２０…半導体チップ、  ２２…集積回路、  ２４…電極、  ２６…バンプ、  ２８…パッシベーション膜、  ３０…第１の樹脂成形体、  ４０…第２の樹脂成形体、  ５０…第３の樹脂成形体、  １３０…第１の樹脂成形体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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