(57)【要約】【課題】  シリコン基板の上面中央部に設けられた高周波集積回路上の上層絶縁膜の上面を高周波集積回路とのクロストークを避けるための配線形成禁止領域とした半導体装置において、実装時の接合力が不足しないようにする。【解決手段】  上層絶縁膜５の上面の配線形成禁止領域７の周囲には配線９が設けられている。配線９の接続パッド部上面には柱状電極１０が設けられている。配線９を含む上層絶縁膜５の上面には封止膜１１が設けられている。封止膜１１上において配線形成禁止領域７の周囲には半田ボール１４が表面処理層１２を介して柱状電極１０の上面に接続されて設けられている。封止膜１１上において配線形成禁止領域７内にはダミー表面処理層１３およびダミー半田ボール１５が設けられている。そして、ダミー半田ボール１５の存在により実装時の接合力が不足しないようにすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面周辺部に複数の接続パッドが設けられた半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜の上面周辺部に前記接続パッドに接続されて設けられた配線と、前記配線の接続パッド部上面に設けられた柱状電極と、前記配線を含む前記絶縁膜の上面に上面が前記柱状電極の上面と面一となるように設けられた封止膜と、前記柱状電極の上面に設けられた半田層と、前記封止膜の上面中央部に設けられたダミー半田層とを備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記ダミー半田層は、前記絶縁膜の上面中央部に設けられたダミー配線の上面に設けられたダミー柱状電極の上面に設けら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または２に記載の発明において、前記絶縁膜の上面中央部は配線非形成領域となっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、前記半導体基板の上面中央部に高周波集積回路が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の発明において、前記半田層下における前記柱状電極の上面に表面処理層が設けられ、前記ダミー半田層下における前記封止膜の上面にダミー表面処理層が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
上面周辺部に複数の接続パッドが設けられた半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられ、上面中央部を配線非形成領域とされた第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上面周辺部に前記接続パッドに接続されて設けられた第１の配線と、前記第１の配線を含む前記第１の絶縁膜の上面に設けられた第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜の上面全体に前記第１の配線の接続パッド部に接続されて設けられた第２の配線と、前記第２の配線の接続パッド部上面に設けられた柱状電極と、前記第２の配線を含む前記第２の絶縁膜の上面に上面が前記柱状電極の上面と面一となるように設けられた封止膜と、前記柱状電極の上面に設けられた半田層とを備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発明において、前記半導体基板の上面中央部に高周波集積回路が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置には、半導体基板の上面中央部に所定の機能の集積回路が設けられ、半導体基板の上面周辺部に複数の接続パッドが集積回路に接続されて設けられ、半導体基板の上面に絶縁膜が設けられ、絶縁膜の上面に配線が接続パッドに接続されて設けられ、配線の接続パッド部上面に柱状電極が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。この場合、複数の柱状電極は半導体基板上の全面にマトリクス状に配置されている（特許文献１の図２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２１８０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような半導体装置を、例えばブルートゥースの送受信信号回路を内蔵し、携帯電話等の電子機器に組み込んで、高周波用として使用する場合には、半導体基板の上面中央部に設けられた高周波集積回路上の絶縁膜の上面を高周波集積回路とのクロストークを避けるための配線形成禁止領域とし、この配線形成禁止領域の周囲における絶縁膜の上面に配線および柱状電極を設けることになる。しかしながら、このようにした場合には、半導体装置を配線形成禁止領域の周囲のみに設けられた柱状電極を介して回路基板上に実装すると、実装時の接合力が不足し、実装上の信頼性が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、実装時の接合力が不足しないようにすることができる半導体装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、上面周辺部に複数の接続パッドが設けられた半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜の上面周辺部に前記接続パッドに接続されて設けられた配線と、前記配線の接続パッド部上面に設けられた柱状電極と、前記配線を含む前記絶縁膜の上面に上面が前記柱状電極の上面と面一となるように設けられた封止膜と、前記柱状電極の上面に設けられた半田層と、前記封止膜の上面中央部に設けられたダミー半田層とを備えていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、上面周辺部に複数の接続パッドが設けられた半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられ、上面中央部を配線非形成領域とされた第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上面周辺部に前記接続パッドに接続されて設けられた第１の配線と、前記第１の配線を含む前記第１の絶縁膜の上面に設けられた第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜の上面全体に前記第１の配線の接続パッド部に接続されて設けられた第２の配線と、前記第２の配線の接続パッド部上面に設けられた柱状電極と、前記第２の配線を含む前記第２の絶縁膜の上面に上面が前記柱状電極の上面と面一となるように設けられた封止膜と、前記柱状電極の上面に設けられた半田層とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、封止膜の上面周辺部に半田層を柱状電極の上面に接続させて設け、封止膜の上面中央部にダミー半田層を設けているので、ダミー半田層の存在により実装時の接合力が不足しないようにすることができ、ひいては実装上の信頼性を向上することができる。
請求項５に記載の発明によれば、第１の絶縁膜の上面中央部が配線非形成領域であっても、その上に設けられた第２の絶縁膜の上面全体を配線形成可能領域とし、第２の絶縁膜の上面全体に設けられた第２の配線の接続パッド部上面に柱状電極を設け、柱状電極の上面に半田層を設けているので、実装時の接合力が不足しないようにすることができ、ひいては実装上の信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態）
図１（Ａ）はこの発明の第１実施形態としての半導体装置の平面図を示し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。この半導体装置は、一般的にはＣＳＰ(chip size package)と呼ばれるものであり、例えばブルートゥースの送受信信号回路を内蔵し、携帯電話等の電子機器に組み込まれるものである。
【０００９】
この半導体装置は平面正方形状のシリコン基板（半導体基板）１を備えている。シリコン基板１の上面中央部の図１（Ａ）において点線で囲まれた領域（図１（Ｂ）において矢印で示す領域）には所定の機能の高周波集積回路（図示せず）が設けられ、上面周辺部にはアルミニウム系金属等からなる複数の接続パッド２が高周波集積回路に接続されて設けられている。接続パッド２の中央部を除くシリコン基板１の上面には酸化シリコン等からなる絶縁膜３が設けられ、接続パッド２の中央部は絶縁膜３に設けられた開口部４を介して露出されている。
【００１０】
絶縁膜３の上面にはポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）等からなる上層絶縁膜５が設けられている。絶縁膜３の開口部４に対応する部分における上層絶縁膜５には開口部６が設けられている。ここで、シリコン基板１の上面中央部に設けられた高周波集積回路上の上層絶縁膜７の上面、つまり図１（Ａ）において点線で囲まれた領域（図１（Ｂ）において矢印で示す領域）は、高周波集積回路とのクロストークを避けるための配線形成禁止領域（配線非形成領域）７となっている。
【００１１】
上層絶縁膜５の上面には銅等からなる下地金属層８が設けられている。下地金属層８の上面全体には銅からなる配線９が設けられている。下地金属層８を含む配線９の一端部は、絶縁膜３および上層絶縁膜５の開口部４、６を介して接続パッド２に接続されている。この場合、下地金属層８を含む配線９は、配線形成禁止領域７の周囲における絶縁膜５の上面に設けられている。配線９の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極１０が設けられている。配線９を含む上層絶縁膜５の上面にはエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等からなる封止膜１１がその上面が柱状電極１０の上面と面一となるように設けられている。
【００１２】
柱状電極１０の上面にはチタン／銅等からなる酸化防止用の表面処理層１２が設けられている。配線形成禁止領域７に対応する部分における封止膜１１の上面中央部にはダミー表面処理層１３が設けられている。表面処理層１２およびダミー表面処理層１３は、メタルマスクを用いたスパッタ、無電解メッキ等により形成されている。表面処理層１２上には半田ボール（半田層）１４が設けられている。ダミー表面処理層１３上にはダミー半田ボール（ダミー半田層）１５が設けられている。
【００１３】
ここで、図１（Ａ）に示すように、複数の半田ボール１４は封止膜１１の上面周辺部つまり配線形成禁止領域７の周囲に対応する部分に設けられ、複数のダミー半田ボール１５は封止膜１１の上面中央部つまり配線形成禁止領域７に対応する部分に設けられている。これにより、複数の半田ボール１４および複数のダミー半田ボール１５は封止膜１１上の全面にマトリクス状に配置されている。
【００１４】
そして、封止膜１１の上面中央部に設けられた複数のダミー半田ボール１５は、この半導体装置を回路基板（図示せず）上に実装する際に、封止膜１１の上面周辺部に設けられた半田ボール１４のみでは実装時の接合力が不足するため、これを回避して接合力を補強するためのものである。したがって、ダミー半田ボール１５の存在により実装時の接合力が不足しないようにすることができ、ひいては実装上の信頼性を向上することができる。
【００１５】
（第２実施形態）
図２（Ａ）はこの発明の第２実施形態としての半導体装置の平面図を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。この半導体装置において、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す半導体装置と異なる点は、上層絶縁膜５の上面中央部の配線形成禁止領域７にダミー下地金属層１６を含むダミー配線１７を設け、ダミー配線１７の上面にダミー柱状電極１８を設け、ダミー柱状電極１８の上面にダミー表面処理層１３を介してダミー半田ボール１５を設けた点である。
【００１６】
この場合、ダミー下地金属層１６を含むダミー配線１７は平面円形状の接続パッド部のみからなり、絶縁膜３および上層絶縁膜５にはダミー下地金属層１６に対応する開口部は形成されておらず、電気的にはシリコン基板１の高周波集積回路には接続されていない。したがって、上層絶縁膜５の上面中央部の配線形成禁止領域７にダミー下地金属層１６を含むダミー配線１７を設けても、ダミー配線１７とシリコン基板１の上面中央部に設けられた高周波集積回路との間でクロストークが発生することはない。この場合、ダミー下地金属層１６を含むダミー配線１７は、相互には接続されていないことが望ましいが、支障がなければ、適宜、隣接のものと接続されるように一体的にパターン形成してもよい。
【００１７】
（第３実施形態）
図３（Ａ）はこの発明の第３実施形態としての半導体装置の平面図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。この半導体装置において、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す半導体装置と大きく異なる点は、ダミー半田ボール１５を有せず、上層絶縁膜および配線を２層とした点である。
【００１８】
すなわち、第１の上層絶縁膜５Ａの上面には第１の下地金属層８Ａを含む第１の配線９Ａが設けられている。第１の下地金属層８Ａを含む第１の配線９Ａの一端部は、絶縁膜３および第１の上層絶縁膜５Ａの開口部４、６Ａを介して接続パッド２に接続されている。第１の配線９Ａを含む第１の上層絶縁膜５Ａの上面には、第１の上層絶縁膜５Ａと同一の材料からなる第２の上層絶縁膜５Ｂが設けられている。
【００１９】
第２の上層絶縁膜５Ｂの上面には第２の下地金属層８Ｂを含む第２の配線９Ｂが設けられている。第２の下地金属層８Ｂを含む第２の配線９Ｂの一端部は、第２の上層絶縁膜５Ｂの開口部６Ｂを介して第１の配線９Ａの接続パッド部に接続されている。第２の配線９Ｂの接続パッド部上面には柱状電極１０が設けられている。第２の配線９Ｂを含む第２の上層絶縁膜５Ｂの上面には封止膜１１がその上面が柱状電極１０の上面と面一となるように設けられている。柱状電極１０の上面には半田ボール１５が設けられている。
【００２０】
そして、この半導体装置では、第１の上層絶縁膜５Ａの上面中央部が配線形成禁止領域７であっても、第１の上層絶縁膜５Ａとその上に設けられた第２の上層絶縁膜５Ｂとの合計厚さにより、第２の上層絶縁膜５Ｂの上面全体をシリコン基板１の高周波集積回路とのクロストークを防止して配線形成可能領域とし、第２の上層絶縁膜５Ｂの上面全体に設けられた第２の配線９Ｂの接続パッド部上面に柱状電極１０を設け、柱状電極１０の上面に半田ボール１４を設けているので、実装時の接合力が不足しないようにすることができ、ひいては実装上の信頼性を向上することができる。
【００２１】
ところで、図１（Ｂ）に示す半導体装置では、絶縁膜５の上面の配線形成禁止領域７の周囲に配線９を設けているので、配線９の引き回し可能面積が比較的小さくなり、ひいては柱状電極１０および半田ボール１４の狭ピッチ化を強いられる。これに対し、図３（Ｂ）に示す半導体装置では、第２の上層絶縁膜５Ｂの上面全体に第２の配線９Ｂを設けているので、柱状電極１０および半田ボール１４の狭ピッチ化を強いられないようにすることができる。この場合、例えば、図３（Ｂ）において左側に示すように、第１の配線９Ａの少なくとも一部は実質的に接続パッド部のみとすることも可能である。
【００２２】
なお、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す半導体装置では、シリコン基板１の上面中央部に高周波集積回路が設けられていることにより、絶縁膜５の上面中央部を配線形成禁止領域７とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、接続パッド２の数や配線９の引き回し、あるいは回路基板の配線等の関係により、柱状電極１０をシリコン基板１の周縁部のみに形成すればよく、シリコン基板１の中央部にまで形成する必要が無い場合、あるいは形成することができない場合においては、いかような集積回路を有するシリコン基板１に対しても、封止膜１１の上面中央部にダミー半田ボール１５を設け、実装時の接合力が十分となるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１実施形態としての半導体装置の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図２】（Ａ）はこの発明の第２実施形態としての半導体装置の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図３】（Ａ）はこの発明の第３実施形態としての半導体装置の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１  シリコン基板
２  接続パッド
３  絶縁膜
５  上層絶縁膜
７  配線形成禁止領域（配線非形成領域）
９  配線
１０  柱状電極
１１  封止膜
１２  表面処理層
１３  ダミー表面処理層
１４  半田ボール（半田層）
１５  ダミー半田ボール（ダミー半田層）
１７  ダミー配線
１８  ダミー柱状電極
５Ａ  第１の上層絶縁膜
５Ｂ  第２の上層絶縁膜
９Ａ  第１の配線
９Ｂ  第２の配線
【図１】
2007288038.tif 000003
【図２】
2007288038.tif 000004
【図３】
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