(57)【要約】【課題】接続信頼性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１は、配線基板２及びその配線基板２に実装された半導体素子３と、半導体素子３の上方に設けられた配線基板４及びその配線基板４に実装された半導体素子５を含む。配線基板２，４は、それらの間に設けられた接続部６によって電気的に接続する。配線基板２，４の間には、樹脂層７を設け、この樹脂層７により、配線基板２に実装されている半導体素子３を封止すると共に、半導体素子３，５がそれぞれ実装されている配線基板２，４同士を接着する。【選択図】図１
2012204631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１配線基板と、
前記第１配線基板に実装された第１半導体素子と、
前記第１半導体素子の上方に設けられた第２配線基板と、
前記第２配線基板に実装された第２半導体素子と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを電気的に接続する接続部と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１半導体素子を封止し、且つ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接着する第１樹脂層と、
を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１樹脂層は、単層であ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】
前記接続部は、前記第１樹脂層で封止されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接続部の少なくとも一部は、前記第１樹脂層から表出することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２半導体素子を封止する第２樹脂層を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
第１配線基板に第１半導体素子を実装する工程と、
前記第１半導体素子の上方に、第２半導体素子が実装された第２配線基板を配置する工程と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられた接続部によって、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを電気的に接続する工程と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられた樹脂層によって、前記第１半導体素子を封止し、且つ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接着する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
第１配線基板と、
前記第１配線基板に実装された第１半導体素子と、
前記第１半導体素子の上方に設けられた第２配線基板と、
前記第２配線基板に実装された第２半導体素子と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを電気的に接続する接続部と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１半導体素子を封止し、且つ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接着する樹脂層と、
を含む半導体装置と、
前記半導体装置が実装された第３配線基板と、
を含むことを特徴とする電子装置。
【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、並びに半導体装置を含む電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置における実装形態のひとつとして、半導体素子を配線基板に実装した素子同士を積層し、それらの配線基板間を接続端子で接続する実装形態が知られている。例えば、半導体素子（チップ）をパッケージ基板等の配線基板に実装した半導体パッケージを積層し、それらの配線基板間をバンプ等で接続した、所謂パッケージオンパッケージ（Package on Package；ＰｏＰ）が知られている。
【０００３】
尚、半導体素子の配線基板への実装形態としては、ワイヤ接続によるものや、フリップチップ接続による実装形態が広く知られている。このうち、フリップチップ接続の方法に関しては、例えば、半導体素子と配線基板の間に、バンプと共に樹脂層を介在させておき、バンプ及び樹脂層を溶融させて、半導体素子を配線基板に実装する方法が知られている。また、配線基板に柱状電極等を設けておき、それに半導体素子のバンプを接続する方法等も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２３９９０９号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８０６０９号公報
【特許文献３】特開２０００−２６０８１７号公報
【特許文献４】特許第４３３７９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＰｏＰ実装では、下側と上側の半導体パッケージが干渉すると、接続不良が発生してしまう場合がある。例えば、下側の半導体パッケージの半導体素子を封止している樹脂層が、上側の半導体パッケージの配線基板と干渉すると、上側の配線基板に設けられているバンプ等の接続端子を下側の配線基板のパッドに接続できない、といったことが起こり得る。
【０００６】
このような下側と上側の半導体パッケージの干渉を起こさせずに両半導体パッケージを、接続端子を含む接続部で接続することを可能にするため、例えば、下側の配線基板のパッド位置を高くしたり、パッド上に電極を別途設けたりする方法もある。しかし、いずれの方法もコストの増加を招く可能性がある。また、これまでの実装形態では、下側と上側の半導体パッケージの間が空隙となり、両半導体パッケージは接続部で接続されてはいるものの、それだけでは十分な耐衝撃性、接続信頼性を得ることができない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、第１配線基板と、前記第１配線基板に実装された第１半導体素子と、前記第１半導体素子の上方に設けられた第２配線基板と、前記第２配線基板に実装された第２半導体素子と、前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを電気的に接続する接続部と、前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１半導体素子を封止し、且つ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接着する第１樹脂層とを含む半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の半導体装置によれば、コストの増加を抑制し、高い接続信頼性を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】半導体装置の一構成例を示す図である。
【図２】半導体装置の一例を示す図（その１）である。
【図３】半導体パッケージの一例を示す図である。
【図４】半導体装置の形成方法の一例を示す図（その１）である。
【図５】半導体装置の形成方法の一例を示す図（その２）である。
【図６】別形態の半導体装置及びその形成方法の説明図である。
【図７】別形態の半導体装置及びその形成方法の一例を示す図（その１）である。
【図８】別形態の半導体装置及びその形成方法の一例を示す図（その２）である。
【図９】半導体装置の一例を示す図（その２）である。
【図１０】半導体装置の一例を示す図（その３）である。
【図１１】電子装置の一例を示す図である。
【図１２】フリップチップ接続を含む半導体装置の一例を示す図（その１）である。
【図１３】フリップチップ接続を含む半導体装置の一例を示す図（その２）である。
【図１４】半導体装置の形成方法の第１実施例を示す図である。
【図１５】半導体装置の形成方法の第２実施例を示す図である。
【図１６】半導体装置の形成方法の第３実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は半導体装置の一構成例を示す図である。
図１に示す半導体装置１は、配線基板２とそれに実装された半導体素子３、及び配線基板４とそれに実装された半導体素子５を有している。尚、半導体素子３は、例えば、ワイヤ接続又はフリップチップ接続によって配線基板２に実装される。同様に、半導体素子５は、例えば、ワイヤ接続又はフリップチップ接続によって配線基板４に実装される。
【００１１】
半導体装置１の、下側と上側の配線基板２，４は、それらの間に設けられた接続部６によって電気的に接続されている。接続部６には、例えば、半田ボール等のバンプ（突起電極）が用いられる。更に、半導体装置１の下側と上側の配線基板２，４の間には、樹脂層７が設けられている。この樹脂層７により、下側の配線基板２に実装されている半導体素子３が封止され、且つ、半導体素子３，５がそれぞれ実装された下側と上側の配線基板２，４同士が接着されている。
【００１２】
このように半導体装置１は、配線基板２に半導体素子３が実装された下側の素子部と、配線基板４に半導体素子５が実装された上側の素子部とが積層され、間の接続部６によって電気的に接続される。そして、下側の素子部に含まれる半導体素子３は、樹脂層７によって封止され、この樹脂層７によって、下側と上側の素子部同士が接着される。即ち、樹脂層７は、下側の半導体素子３を封止する封止樹脂としての役割を果たすと共に、下側と上側の素子部同士（配線基板２，４同士）を接着する接着剤、アンダーフィル材としての役割を果たす。この半導体装置１の下側の素子部には、上側の素子部が積層されていない状態において、予め半導体素子３が封止樹脂で封止されているような半導体パッケージを用いることを要しない。
【００１３】
上記のような構成を有する半導体装置１では、下側と上側の素子部を、干渉させることなく積層し、接続部６によって電気的に接続することができ、接続不良の発生を回避することが可能になる。更に、この半導体装置１では、下側と上側の素子部を樹脂層７によって接着するため、接続部６の高い耐衝撃性、接続信頼性を実現することが可能になる。また、下側と上側の素子部を積層するにあたり、配線基板の構造を大幅に変更したり、配線基板に別途所定高さの電極を設けたりすることを要せず、コストの増加を抑えることが可能になる。
【００１４】
以下、半導体装置について、より詳細に説明する。
図２は半導体装置の一例を示す図である。尚、図２には、半導体装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
【００１５】
図２に示す半導体装置１０は、配線基板２０と、その配線基板２０に実装された半導体素子３０を有している。
配線基板２０は、コア基板２１、並びにコア基板２１の表裏面側に設けられた導電部２２、及び絶縁性の保護膜２３を有している。コア基板２１は、例えば、単層のコア層とすることができる。或いはコア基板２１は、単層のコア層の表裏面にそれぞれ、配線パターン等を含む１層又は複数層の導電部と、そのような導電部間に設けられる絶縁部とを含んだ多層配線層や、コア層を含まないコアレス構造とすることもできる。配線基板２０の導電部２２のうち、表裏面の保護膜２３から表出する一部の導電部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、パッド（電極パッド）として機能する。
【００１６】
半導体素子３０は、このような配線基板２０上に配置され、その配置領域の外側で保護膜２３から表出する導電部２２ａに、ワイヤ４０によって接続されている。また、この図２の例では、配線基板２０の、ワイヤ４０が接続される導電部２２ａの外側で保護膜２３から表出する導電部２２ｂに、バンプ５０を設けている。このバンプ５０には、例えば、金（Ａｕ）バンプ、銅（Ｃｕ）バンプを用いることができる。
【００１７】
半導体装置１０では、配線基板２０に実装された半導体素子３０の上方に、半導体パッケージ６０が積層されている。
ここで、図３（Ａ）は半導体パッケージの一例を示す図である。尚、図３（Ａ）には、半導体パッケージの一例の要部断面を模式的に図示している。
【００１８】
図３（Ａ）に示す半導体パッケージ６０は、配線基板７０と、その配線基板７０の一主面（表面）側に実装された半導体素子８０、及び配線基板７０の半導体素子８０実装面側と反対の面（裏面）側に設けられたバンプ９０を有している。
【００１９】
半導体パッケージ６０の配線基板７０は、上記の配線基板２０と同様の構造とすることができる。即ち、配線基板７０は、コア基板７１、並びにコア基板７１の表裏面側に設けられた導電部７２、及び絶縁性の保護膜７３を有している。コア基板７１は、例えば、単層のコア層、或いは、コア層の表裏面にそれぞれ１層又は複数層の導電部と当該導電部間に設けられる絶縁部とを含んだ多層配線層とすることができる。配線基板７０の導電部７２のうち、表裏面の保護膜７３から表出する一部の導電部７２ａ，７２ｂが、パッドとして機能する。
【００２０】
図３（Ａ）に示す半導体パッケージ６０では、このような配線基板７０の一主面（表面）上に半導体素子８０が配置され、半導体素子８０は、その配置領域の外側で保護膜７３から表出する導電部７２ａに、ワイヤ１００によって接続されている。半導体素子８０及びワイヤ１００は、樹脂層１１０によって封止されている。配線基板７０の半導体素子８０実装面側と反対の面（裏面）側において保護膜７３から表出する導電部７２ｂに、バンプ９０が設けられている。このバンプ９０には、半田ボール等を用いることができる。
【００２１】
図２の例では、この図３（Ａ）に示したような構成を有する半導体パッケージ６０の、配線基板７０、バンプ９０及び樹脂層１１０を図示している。
このような半導体パッケージ６０が、配線基板２０に実装された半導体素子３０の上方に配置され、配線基板７０の導電部７２ｂに設けられたバンプ９０が、配線基板２０の導電部２２ｂに設けられたバンプ５０に、又はバンプ５０と導電部２２ｂに、接続される。図２の例では、下側の配線基板２０のバンプ５０が、上側の配線基板７０のバンプ９０に埋め込まれた状態を図示している。バンプ５０，９０を接続することにより、半導体パッケージ６０（上側の素子部）と、半導体素子３０が配線基板２０に実装された下側の素子部とが、電気的に接続される。
【００２２】
図２に示す半導体装置１０では、更に、下側と上側の配線基板２０，７０の間に、樹脂層１２０が設けられている。この樹脂層１２０により、下側の配線基板２０に実装された半導体素子３０が封止されると共に、下側と上側の配線基板２０，７０が接着されている。即ち、半導体装置１０は、半導体素子３０が配線基板２０に実装された下側の素子部（半導体パッケージ）と、上側の素子部である半導体パッケージ６０とが、樹脂層１２０で接着された状態で積層された構造になっている。
【００２３】
上記のような構成を有する半導体装置１０は、例えば、次のような方法を用いて形成することができる。
図４は半導体装置の形成方法の一例を示す図である。尚、図４（Ａ）〜（Ｅ）には、半導体装置の各形成工程の要部断面を模式的に図示している。
【００２４】
半導体装置１０の形成では、例えば、まず図４（Ａ）に示すような配線基板２０を準備する。配線基板２０は、例えば、ビルドアップ法を用いて形成することができる。その際、配線基板２０のコア基板２１（或いはコア基板２１内部のコア層）には、セラミック基板、金属基板、プリプレグ等を用いることができる。配線基板２０の導電部（導電部２２のほか、コア基板２１内部に導電部がある場合には当該導電部を含む）には、Ｃｕ等を用いることができる。配線基板２０の絶縁部（保護膜２３のほか、コア基板２１内部に絶縁部がある場合には当該絶縁部を含む）には、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料を用いることができる。
【００２５】
配線基板２０を準備した後は、図４（Ｂ）に示すように、配線基板２０に半導体素子３０を実装する。例えば、半導体素子３０を、配線基板２０の所定領域にダイアタッチ材等（図示せず）を用いて固定配置し、配置した半導体素子３０と配線基板２０の導電部２２ａとを、Ａｕ等のワイヤ４０を用いて接続する。
【００２６】
また、この例では、図４（Ｃ）に示すように、配線基板２０の半導体素子３０実装面側の導電部２２ｂに、比較的小さな（例えば半導体パッケージ６０のバンプ９０に比べて小さな）バンプ５０、又はそのような比較的小さな先端部分を有するバンプ５０を設ける。これは、このバンプ５０を、後述する半導体パッケージ６０の圧着時に、半導体パッケージ６０のバンプ９０と接続し易くするため、より具体的にはバンプ５０をバンプ９０に食い込ませ易くするためである。
【００２７】
バンプ５０は、例えば、Ａｕバンプとすることができる。Ａｕバンプは、Ａｕワイヤの先端部を導電部２２ｂに接続した後に切断することで形成される、Ａｕスタッドバンプとすることができる。Ａｕスタッドバンプの形成は、上記のワイヤ４０による接続と同じ装置を用いて実施することができ、例えば、上記のワイヤ４０による接続と共に、実施することができる。
【００２８】
また、バンプ５０としては、Ｃｕのスタッドバンプやポストを用いることもできる。Ｃｕスタッドバンプは、例えば、Ａｕスタッドバンプと同様に、配線基板２０への半導体素子３０の実装後に、Ｃｕワイヤを用いて、導電部２２ｂ上に形成することができる。Ｃｕポストは、例えば、配線基板２０の準備工程において、その導電部２２ｂ上に、めっき法等を用いて形成しておくことができる。
【００２９】
ワイヤ４０による接続及びバンプ５０の形成後は、図４（Ｄ）に示すように、配線基板２０上に、所定量の樹脂材料１２１を供給（配置）する。樹脂材料１２１には、上記図２で述べた樹脂層１２０として利用可能な材料を用いる。即ち、樹脂材料１２１には、配線基板２０に実装された半導体素子３０を封止することができ、且つ、配線基板２０を後述のようにその上側に配置される配線基板７０と接着することのできる材料が選択される。
【００３０】
この樹脂材料１２１には、様々なものを用いることができる。例えば、樹脂材料１２１には、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂ほか、熱可塑性樹脂や紫外線硬化型樹脂等も用いることができる。また、そのような樹脂に非導電性フィラーを含有させた材料（樹脂組成物）を用いることもできる。供給する樹脂材料１２１には、液状のもの、又はパウダー状のものを用いることができる。
【００３１】
樹脂材料１２１を配線基板２０上に供給した後は、配線基板２０の上に、予め準備された半導体パッケージ６０を、バンプ９０と導電部２２ｂの位置合わせを行って配置し、例えば所定温度で加熱しながら、配線基板２０に圧着する。
【００３２】
半導体パッケージ６０を熱圧着する際の温度は、例えば、バンプ９０が、そこに配線基板２０のバンプ５０が食い込む程度、例えばバンプ９０の表面に生じ得る酸化膜をバンプ５０が突き破る程度の硬さになるような（軟化するような）温度とすることができる。更に、半導体パッケージ６０を熱圧着する際の温度は、樹脂材料１２１が液状である場合には、当該樹脂が流動性を失わず、硬化しないような温度とし、樹脂材料１２１がパウダー状である場合には、当該樹脂が溶融し、流動性を発現するような温度とする。半導体パッケージ６０を配線基板２０に熱圧着する際には、樹脂材料１２１及びバンプ５０，９０の材質の組み合わせに基づいて、熱圧着時の温度、圧力（荷重）等の条件を設定する。
【００３３】
所定の条件で配線基板２０に半導体パッケージ６０を圧着することで、図４（Ｅ）に示すように、半導体パッケージ６０のバンプ９０に、配線基板２０のバンプ５０を食い込ませる。それにより、バンプ９０が、バンプ５０或いはバンプ５０と導電部２２ｂの両方に接続され、配線基板２０と、半導体パッケージ６０の配線基板７０とが、電気的に接続されるようになる。バンプ５０を用いることで、配線基板２０，７０の間の、一定の接続信頼性を確保することが可能になっている。
【００３４】
また、この圧着時には、図４（Ｄ）の工程で供給された、流動性を有する或いは供給後に溶融されて流動性が発現された樹脂材料１２１が、半導体パッケージ６０に押され、配線基板２０，７０の間に、例えば図４（Ｅ）に示したように全体的に、充填される。尚、この場合、図４（Ｄ）の工程では、図４（Ｅ）に示したような構造（配線基板２０，７０の間に樹脂材料１２１が全体的に充填された構造）が得られるような量の樹脂材料１２１を供給しておく。
【００３５】
また、バンプ９０とバンプ５０とが接続される前に樹脂材料１２１がバンプ５０を被覆してしまい、バンプ９０とバンプ５０の電気的な接続が不完全となることを防ぐために、配線基板２０の各バンプ５０の樹脂材料１２１供給位置側に、樹脂材料の流動を阻止する所定の寸法のダムを所定の材料で形成しておくことも可能である。これにより、バンプ９０とバンプ５０の電気的接続をより確実に行える。
【００３６】
このようにして配線基板２０，７０の間に充填された樹脂材料１２１が、硬化されることで、樹脂層１２０が形成される。それにより、半導体素子３０が樹脂層１２０で封止され、且つ、配線基板２０，７０が樹脂層１２０で接着された状態が得られるようになる。
【００３７】
尚、樹脂材料１２１は、その材質に応じ、半導体パッケージ６０を熱圧着する場合の加熱により、或いは当該加熱後の冷却により、或いはまた、紫外線等の照射により、硬化することができる。また、樹脂材料１２１の材質に応じ、半導体パッケージ６０の圧着後にキュア処理を実施し、樹脂材料１２１を硬化させることもできる。
【００３８】
また、半導体パッケージ６０の圧着後には、バンプ９０を溶融させ、バンプ９０がバンプ５０の周囲や導電部２２ｂの上に濡れ広がるようにするためのリフロー処理を実施してもよい。上記のようなバンプ５０を用い、これをバンプ９０に食い込ませるようにすることで、リフロー処理を行う場合には、フラックスを用いなくても、バンプ５０や導電部２２ｂに対するバンプ９０の一定の濡れ性を確保することができる。
【００３９】
以上、この図４に示したような方法により、図２に示した半導体装置１０を形成することができる。
また、半導体装置１０は、次のような方法を用いて形成することもできる。
【００４０】
図５は半導体装置の形成方法の一例を示す図である。尚、図５（Ａ）〜（Ｅ）には、半導体装置の各形成工程の要部断面を模式的に図示している。
この図５（Ａ）〜（Ｅ）に示す各形成工程のうち、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、上記の図４（Ａ）〜（Ｃ）と同様に行うことができる。即ち、配線基板２０を準備した後（図５（Ａ））、その配線基板２０に半導体素子３０を固定配置し、半導体素子３０と配線基板２０をワイヤ４０で接続し（図５（Ｂ））、配線基板２０の導電部２２ｂにバンプ５０を形成する（図５（Ｃ））。
【００４１】
その後、ここでは、図５（Ｄ）に示すように、配線基板２０の上に、予め準備された半導体パッケージ６０を、バンプ９０と導電部２２ｂの位置合わせを行って配置し、所定の条件で圧着する。半導体パッケージ６０を熱圧着する場合には、その時の温度を、例えば、半導体パッケージ６０のバンプ９０が、そこに配線基板２０のバンプ５０が食い込む程度の硬さになるような温度とすることができる。
【００４２】
所定の条件で配線基板２０に半導体パッケージ６０を圧着することにより、図５（Ｄ）に示したように、半導体パッケージ６０のバンプ９０に、配線基板２０のバンプ５０を食い込ませる。それにより、配線基板２０と、半導体パッケージ６０の配線基板７０とを、電気的に接続させる。尚、半導体パッケージ６０を配線基板２０に圧着する際、或いは圧着した後に、バンプ９０を溶融させ、バンプ９０がバンプ５０の周囲や導電部２２ｂの上に濡れ広がるようにするためのリフロー処理を実施してもよい。
【００４３】
配線基板２０に半導体パッケージ６０を接続した後、図５（Ｅ）に示すように、配線基板２０と、半導体パッケージ６０の配線基板７０の間に、樹脂材料１２１を供給、充填し、硬化させることで、樹脂層１２０を形成する。これにより、半導体素子３０が樹脂層１２０で封止され、且つ、配線基板２０，７０が樹脂層１２０で接着された状態が得られるようになる。尚、樹脂材料１２１の材質に応じ、更にキュア処理を実施してもよい。
【００４４】
以上、この図５に示したような方法によっても、図２に示した半導体装置１０を形成することができる。
上記の図４及び図５に示した方法によれば、半導体素子３０が配線基板２０に実装された下側の素子部に、上側の素子部となる半導体パッケージ６０を積層する際に、双方の素子部が干渉してしまうといった状況を回避することができる。
【００４５】
ここで、比較のため、別形態の半導体装置及びその形成方法について、図６〜図８を参照して説明する。
図６は別形態の半導体装置及びその形成方法の説明図である。
【００４６】
この図６に示す方法では、まず図６（Ａ）に示すように配線基板２０を準備した後、図６（Ｂ）に示すように、その配線基板２０に半導体素子３０を固定配置し、半導体素子３０と配線基板２０をワイヤ４０で接続する。そして、半導体素子３０及びワイヤ４０を樹脂層１３０によって封止する。このようにして下側の素子部（半導体パッケージ）１４０を形成した後に、半導体パッケージ１４０に対して、予め準備された半導体パッケージ６０の接続が行われる。
【００４７】
この方法では、上側に配置される半導体パッケージ６０のバンプ９０の高さが、少なくとも、下側に配置される半導体パッケージ１４０の樹脂層１３０の高さよりも高くなければならない。このような条件を満たさないと、図６（Ｃ）に示すように、上側の半導体パッケージ６０の配線基板７０が、下側の半導体パッケージ１４０の樹脂層１３０と干渉してしまい、半導体パッケージ６０のバンプ９０を、配線基板２０の導電部２２ｂに接続できなくなる。
【００４８】
また、ここでは図示を省略するが、バンプ９０及び樹脂層１３０自体は上記のような高さの条件を満たしていても、半導体パッケージ６０，１４０に生じる反り等の変形により、配線基板２０，７０の間の距離が広がってしまい、上記同様の接続不良が発生してしまう場合もある。
【００４９】
このような干渉による接続不良は、バンプ９０の大型化、或いは半導体素子３０や樹脂層１３０の薄型化によって、回避することも可能である。しかし、バンプ９０の狭ピッチ化、それによる微細化に伴い、バンプ９０を大型化することができなかったり、半導体素子３０や樹脂層１３０の更なる薄型化が難しかったりする場合もある。
【００５０】
上記のような干渉による接続不良を回避するために、次の図７及び図８に示すような方法を用いることも考えられる。
図７及び図８はそれぞれ、別形態の半導体装置及びその形成方法の一例を示す図である。
【００５１】
例えば、図７の例では、配線基板２０を準備し（図７（Ａ））、その配線基板２０に実装した半導体素子３０を樹脂層１３０で封止して半導体パッケージ１４０を形成し、導電部２２ｂに半田等の電極層１５０を所定高さで形成する（図７（Ｂ））。そして、予め準備された半導体パッケージ６０のバンプ９０を、電極層１５０に接続する（図７（Ｃ））。図７に示す方法では、予め所定高さの電極層１５０を設けておくことで、上記のような配線基板７０と樹脂層１３０との干渉による接続不良の発生を抑制する。
【００５２】
また、図８の例では、導電部２２ｂの下に１層又は複数層からなる別の層２４を形成した配線基板２０を用い（図８（Ａ））、下側の半導体パッケージ１４０の形成（図８（Ｂ））、上側の半導体パッケージ６０の接続を行う（図８（Ｃ））。図８に示す方法では、配線基板２０に層２４を設けておくことで、上記のような配線基板７０と樹脂層１３０との干渉による接続不良の発生を抑制する。
【００５３】
但し、図７及び図８に示したような方法で得られる半導体装置では、その半導体装置全体の厚みが増してしまう場合がある。更に、図８に示したように、配線基板２０に新たに層２４を設け、その構造を変更するような場合には、配線基板２０のコストの増加、それによる半導体装置のコストの増加を招く可能性がある。
【００５４】
また、図７及び図８に示したような方法で得られる半導体装置では、半導体パッケージ６０，１４０の間が空隙となり、それらはバンプ９０を介して接続されてはいるものの、それだけでは十分な耐衝撃性、接続信頼性を得ることができない場合がある。
【００５５】
このほか、上記のような半導体素子３０を含む下側の素子部に干渉しないような中間基板を別途設け、その上に、上記の半導体パッケージ６０のような上側の素子部を積層する方法も考えられる。しかし、この方法の場合、中間基板を設けるため、半導体装置の厚みが増し、また、コストの増加を招いてしまう。また、下側の素子部を樹脂封止後、積層する上側の素子部との接続に用いる接続端子を改めて作製する方法、下側の素子部について、半導体素子を配線基板に内蔵する方法等も考えられる。しかし、これらの方法もまた、半導体装置の厚みが増す、コストの増加を招く等の可能性がある。
【００５６】
一方、図４及び図５に示したような方法では、上記のような干渉による接続不良を回避でき、また、装置の大型化やコストの増加を抑えて、接続信頼性の高い半導体装置１０を実現することができる。
【００５７】
即ち、図４に示した方法では、半導体素子３０を実装した配線基板２０上に樹脂材料１２１を供給した後、上側の半導体パッケージ６０を圧着し、その際に樹脂材料１２１を押し広げることで、配線基板２０，７０の間に充填された樹脂層１２０を形成する。また、図５に示した方法では、半導体素子３０を実装した配線基板２０に、上側の半導体パッケージ６０を圧着により接続した後、配線基板２０，７０の間に樹脂材料１２１を充填し、樹脂層１２０を形成する。図４及び図５のいずれの場合も、樹脂層１２０により、半導体素子３０が封止され、配線基板２０，７０が接着される。
【００５８】
図４及び図５に示した方法のようにして、半導体素子３０を封止する樹脂層１２０を形成することで、図６に示したような半導体パッケージ６０の干渉、及びそれによる接続不良の発生を回避することができる。
【００５９】
図４及び図５に示した方法によれば、バンプ９０が微細化した場合でも、バンプ９０が一定の高さ（図４及び図５の例では導電部２２ｂの表面からワイヤ４０の上端までの高さ）を上回れば、配線基板２０，７０の間をバンプ９０で精度良く接続することができる。
【００６０】
また、図４及び図５に示した方法によれば、配線基板２０の導電部２２ｂの上に電極層１５０を設けたり、導電部２２ｂの下に層２４を設けたりすることを要せず、半導体装置１０の厚みが増すのを抑えることができ、更に、コストの増加を抑えることができる。
【００６１】
図４及び図５に示した方法で形成される半導体装置１０において、樹脂層１２０は、半導体素子３０を封止すると共に、配線基板２０，７０を接着する。このような樹脂層１２０を設けることにより、耐衝撃性、接続信頼性に優れた半導体装置１０を実現することができる。
【００６２】
尚、以上の説明では、配線基板２０，７０の間に全体的に樹脂層１２０が充填される場合を例にして述べたが、配線基板２０，７０の間に部分的に樹脂層１２０が充填される場合にも、上記同様の効果を得ることができる。
【００６３】
図９は半導体装置の一例を示す図である。尚、図９には、半導体装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
樹脂層１２０は、図９（Ａ）に示すように、バンプ９０よりも内側の領域で、半導体素子３０及びワイヤ４０を封止するように設けられていてもよい。また、半導体素子３０及びワイヤ４０を封止する樹脂層１２０は、図９（Ｂ）に示すように、バンプ９０に接していてもよい。図９（Ａ），（Ｂ）に示したような半導体装置１０ａ，１０ｂでは、配線基板２０，７０の間に部分的に設けられた樹脂層１２０により、配線基板２０，７０が接着される。
【００６４】
図９（Ａ），（Ｂ）に示したような半導体装置１０ａ，１０ｂは、例えば、図４に示した方法の例に従い、上側の半導体パッケージ６０を圧着する前に供給する樹脂材料１２１（図４（Ｄ））の量を調整することにより、得ることができる。例えば、樹脂材料１２１の供給量を図４（Ｄ）の場合よりも少なく調整し、図９（Ａ）に示したような半導体装置１０ａを得ることが可能である。また、樹脂材料１２１の供給量を、それよりは多く、且つ、図４（Ｄ）の場合よりも少なく調整すれば、図９（Ｂ）に示したような半導体装置１０ｂを得ることが可能である。樹脂材料１２１の粘度、バンプ９０のピッチやサイズ等によっては、バンプ９０が、半導体パッケージ６０の圧着時に樹脂材料１２１が外側へ流出するのを抑えるダムとして機能し得る。
【００６５】
この図９（Ａ），（Ｂ）に示したように、バンプ９０の少なくとも一部が表出するように樹脂層１２０が設けられている場合であっても、上記の半導体装置１０について述べたのと同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、以上述べた半導体装置１０等は、ＬＧＡ（Land Grid Array）型の半導体装置として利用することができる。このほか、半導体装置１０等は、ＢＧＡ（Ball Grid Array）型半導体装置とすることもできる。
【００６７】
図１０はＢＧＡ型半導体装置の一例を示す図である。尚、図１０には、ＢＧＡ型半導体装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
図１０（Ａ）に示す半導体装置１０ｃは、図２に示した半導体装置１０（配線基板２０，７０の間に全体的に樹脂層１２０が充填）の配線基板２０の導電部２２ｃに、外部接続用の半田ボール等のバンプ９１を設けたＢＧＡ構造を有している。
【００６８】
図１０（Ｂ）に示す半導体装置１０ｄは、図９（Ａ）に示した半導体装置１０ａ（配線基板２０，７０の間に部分的に樹脂層１２０が充填）の配線基板２０の導電部２２ｃに、バンプ９１を設けたＢＧＡ構造を有している。尚、図９（Ｂ）に示した半導体装置１０ｂについても、同様のＢＧＡ構造を得ることができる。
【００６９】
このようなＢＧＡ構造を有する半導体装置１０ｃ，１０ｄ等を形成することもできる。
また、半導体装置１０ｃ，１０ｄ等を、それらの配線基板２０に設けたバンプ９１を用いて、マザーボードやインターポーザ等、別の配線基板に実装し、電子装置を実現することもできる。
【００７０】
図１１は電子装置の一例を示す図である。尚、図１１には、電子装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
図１１（Ａ）に示す電子装置２００ａは、半導体装置１０ｃ（配線基板２０，７０の間に全体的に樹脂層１２０が充填）、配線基板２１０及びアンダーフィル材２２０を有している。配線基板２１０は、ここでは図示を省略するが、配線パターン等を含む１層又は複数層の導電部と、そのような導電部間に設けられる絶縁部とを含む。半導体装置１０ｃは、バンプ９１によって、配線基板２１０と電気的に接続（フリップチップ接続）されている。このようにして接続された半導体装置１０ｃと配線基板２１０の間を埋めるように、アンダーフィル材２２０が設けられている。
【００７１】
図１１（Ｂ）に示す電子装置２００ｂは、半導体装置１０ｄ（配線基板２０，７０の間に部分的に樹脂層１２０が充填）が用いられている点で、図１１（Ａ）の電子装置２００ａと相違する。電子装置２００ｂでは、アンダーフィル材２２０が、バンプ９１を介して接続された半導体装置１０ｄと配線基板２１０の間のほか、半導体装置１０ｄの配線基板２０，７０の間で樹脂層１２０が充填されていない領域にも、充填される。尚、図９（Ｂ）に示した半導体装置１０ｂを用いても、同様の電子装置を得ることができる。
【００７２】
半導体装置１０ｃ，１０ｄ等を用いることで、接続不良が抑えられ、耐衝撃性、接続信頼性に優れた電子装置を実現することができる。
また、以上の説明では、半導体装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ等が備える下側の配線基板２０に、半導体素子３０をワイヤ４０で接続する構造を例示したが、配線基板２０には、半導体素子をフリップチップ接続することもできる。
【００７３】
図１２はフリップチップ接続を含む半導体装置の一例を示す図である。尚、図１２には、半導体装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
図１２（Ａ）に示す半導体装置１０ｅは、半田ボール等のバンプ３１を有する半導体素子３０ａ、及び半導体素子３０ａのバンプ３１に対応する位置に、保護膜２３から表出する導電部２２ｄ（パッド）が設けられた配線基板２０ａを備える。半導体素子３０ａは、配線基板２０ａ上に配置され、バンプ３１が導電部２２ｄに接続されて、配線基板２０ａにフリップチップ接続されている。
【００７４】
半導体装置１０ｅでは、このように半導体素子３０ａが配線基板２０ａにフリップチップ接続された素子部の上に、半導体パッケージ６０が、バンプ９０を介して接続されている。そして、配線基板２０ａ，７０の間には、全体的に樹脂層１２０が充填され、この樹脂層１２０により、半導体素子３０ａが封止されると共に、配線基板２０ａ，７０が接着されている。
【００７５】
図１２（Ｂ）に示す半導体装置１０ｆは、樹脂層１２０が配線基板２０ａ，７０の間に部分的に充填されている点で、図１２（Ａ）の半導体装置１０ｅと相違する。尚、図１２（Ｂ）には、樹脂層１２０がバンプ９０から離間した場合を例示しているが、樹脂層１２０は、バンプ９０と接していてもよい。
【００７６】
このような半導体装置１０ｅ，１０ｆ等によれば、樹脂層１２０によって配線基板２０ａ，７０を接着するため、樹脂層１２０を設けなかった場合に比べ、耐衝撃性、接続信頼性を高めることができる。また、接続信頼性を高めるために、樹脂層１２０を設けなかった場合の、下側と上側の素子部の間に、別途アンダーフィル材を充填することを要しない。更に、樹脂層１２０を設けることで、配線基板２０ａ，７０の間や、下側の素子部における半導体素子３０ａと配線基板２０ａの間に、別途アンダーフィル材を充填することも要しない。即ち、樹脂層１２０を、配線基板２０ａ，７０を接着する接着剤として用いると共に、半導体素子３０ａと配線基板２０ａの間のアンダーフィル材として用いることができる。
【００７７】
また、以上の説明では、半導体装置１０のほか、半導体装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ等において、上側の素子部として、図３（Ａ）に示したような半導体パッケージ６０を用いる場合を例にして述べた。上記の手法は、このような半導体パッケージ６０、即ち、半導体素子８０が配線基板７０にワイヤ１００で接続された構造を有する半導体パッケージ６０に限らず、図３（Ｂ）に示すような半導体パッケージ１６０を用いる場合にも、同様に適用可能である。
【００７８】
図３（Ｂ）に示す半導体パッケージ１６０は、配線基板１７０、及びその配線基板１７０に実装された半導体素子１８０を有している。そして、配線基板１７０の半導体素子１８０実装面側と反対面側に、バンプ９０が設けられている。
【００７９】
半導体パッケージ１６０の配線基板１７０は、コア基板１７１、並びにコア基板１７１の表裏面側に設けられた導電部１７２、及び絶縁性の保護膜１７３を有している。コア基板１７１は、例えば、単層のコア層、或いは、コア層の表裏面にそれぞれ１層又は複数層の導電部と当該導電部間に設けられる絶縁部とを含んだ多層配線層とすることができる。配線基板１７０の導電部１７２のうち、表裏面の保護膜１７３から表出する一部の導電部１７２ａ，１７２ｂが、パッドとして機能する。
【００８０】
図３（Ｂ）に示す半導体パッケージ１６０では、このような配線基板１７０に、半導体素子１８０が、半田ボール等のバンプ１８１を介してフリップチップ接続されている。バンプ１８１は、配線基板１７０の表面側の保護膜１７３から表出する導電部１７２ａと接続されている。配線基板１７０と半導体素子１８０の間には、アンダーフィル材１９０が充填されている。バンプ９０は、配線基板１７０の裏面側の保護膜１７３から表出する導電部１７２ｂに接続されている。
【００８１】
図１３はフリップチップ接続を含む半導体装置の一例を示す図である。尚、図１３には、半導体装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
図１３（Ａ）に示す半導体装置１０ｇは、図３（Ａ）に示したような半導体パッケージ６０に替えて、図３（Ｂ）に示したような半導体パッケージ１６０を用いている点で、上記の半導体装置１０（図２）と相違する。
【００８２】
図１３（Ｂ）に示す半導体装置１０ｈは、図３（Ａ）に示したような半導体パッケージ６０に替えて、図３（Ｂ）に示したような半導体パッケージ１６０を用いている点で、上記の半導体装置１０ａ（図９（Ａ））と相違する。
【００８３】
半導体パッケージ１６０を用いる場合にも、図４及び図５に示した方法の例に従って、半導体装置１０ｇ，１０ｈを形成することができる。即ち、半導体素子３０が配線基板２０に実装された下側の素子部の上に、半導体パッケージ１６０を積層し、配線基板２０，１７０の間をバンプ５０，９０で電気的に接続すると共に、樹脂層１２０で充填する。半導体装置１０ｇ，１０ｈにおいても、上記の半導体装置１０について述べたのと同様の効果を得ることができる。
【００８４】
尚、半導体パッケージ１６０は、上記の半導体装置１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆにおける半導体パッケージ６０に替えて、用いることもできる。
尚、以上の説明では、下側と上側の素子部にそれぞれ１個ずつ半導体素子（半導体素子３０，８０又は半導体素子３０，１８０）を設ける場合を例示したが、半導体素子の個数はこれに限定されるものではない。下側の素子部の配線基板２０上に複数個の半導体素子を実装したり、上側の素子部の配線基板７０，１７０上にそれぞれ複数個の半導体素子を実装したりすることもできる。
【００８５】
また、以上述べたような半導体装置に用いる半導体素子としては、ロジック素子やメモリ素子等、様々な種類の半導体素子を用いることができる。例えば、下側の素子部の半導体素子３０としてロジック素子を用い、上側の素子部の半導体素子８０，１８０としてメモリ素子を用いて、半導体装置を構成することが可能である。
【００８６】
以上、半導体装置について説明した。以下、半導体装置の形成方法について更に説明する。ここでは、図２，図１０に示した半導体装置１０，１０ｃを例に、その形成方法を第１〜第３実施例として説明する。
【００８７】
まず、第１実施例について説明する。
図１４は半導体装置の形成方法の第１実施例を示す図である。尚、図１４（Ａ）〜（Ｇ）には、半導体装置の各形成工程の要部断面を模式的に図示している。
【００８８】
まず、図１４（Ａ）に示すように、複数（一例として４つ）の半導体素子３０が搭載可能な大判の配線基板２０Ａを準備する。ここでは図示を省略するが、配線基板２０Ａには、搭載される各半導体素子３０に対応して、図２，図１０に示したような配線基板２０の構造が含まれる。このような配線基板２０Ａ上に、ダイアタッチ材（図示せず）を用いて各半導体素子３０を搭載する。
【００８９】
次いで、図１４（Ｂ）に示すように、配線基板２０Ａ上に搭載された各半導体素子３０と、配線基板２０Ａの所定箇所（図２等に示した導電部２２ａ）とを、それぞれ、例えばＡｕのワイヤ４０によって接続する。これにより、配線基板２０Ａに各半導体素子３０が実装された状態を得る。更に、図１４（Ｃ）に示すように、配線基板２０Ａの、各半導体素子３０を実装した面側の所定箇所（図２等に示した導電部２２ｂ）にそれぞれ、バンプ５０を設ける。バンプ５０としては、例えばＡｕスタッドバンプを設ける。
【００９０】
次いで、図１４（Ｄ）に示すように、配線基板２０Ａに実装された各半導体素子３０の上にそれぞれ、液状又はパウダー状の樹脂材料１２１を供給する。液状の樹脂材料１２１を用いる場合には、例えば、配線基板２０Ａ上の各半導体素子３０の位置に、そのような液状の樹脂材料１２１を所定量ずつ滴下していくことで、樹脂材料１２１の供給を行う。パウダー状の樹脂材料１２１を用いる場合には、例えば、配線基板２０Ａ上の各半導体素子３０の位置に、そのようなパウダー状の樹脂材料１２１を所定量ずつ配置していくことで、樹脂材料１２１の供給を行う。各位置に供給する樹脂材料１２１の量は、後述のように上側の半導体パッケージ６０を配線基板２０Ａに圧着したときに、その半導体パッケージ６０の配線基板７０と、下側の配線基板２０Ａとの間に、全体的に樹脂材料１２１が充填されるような量に設定する。
【００９１】
次いで、図１４（Ｅ）に示すように、上側の半導体パッケージ６０を、それに設けられているバンプ９０（例えば半田ボール）と、下側の配線基板２０Ａに設けられているバンプ５０（例えばＡｕスタッドバンプ）とが接続されるように、加熱しながら圧着する。
【００９２】
半導体パッケージ６０の圧着には、フリップチップボンダを用いることができる。フリップチップボンダにより、半導体パッケージ６０を配線基板２０Ａの上方に、バンプ９０とバンプ５０（図２等に示した導電部２２ｂ）の位置を合わせて配置し、配線基板２０Ａ側に圧着する。フリップチップボンダには、配線基板２０Ａが載置されるステージや、半導体パッケージ６０を保持（吸着等）して搬送するコレットに、加熱機構を設けておくことができる。半導体パッケージ６０の圧着時の加熱は、そのようなステージ、コレット、或いはその両方によって、行うことができる。半導体パッケージ６０の圧着時の温度は、半導体パッケージ６０のバンプ９０が、そこに配線基板２０Ａのバンプ５０が食い込む程度、例えばバンプ９０の表面に生じ得る酸化膜をバンプ５０が突き破る程度の硬さになるような温度とすることができる。
【００９３】
このような半導体パッケージ６０の圧着時に、先に供給した樹脂材料１２１を、配線基板２０Ａ，７０の間に充填させる。液状の樹脂材料１２１を用いている場合には、半導体パッケージ６０の圧着時の温度を、樹脂材料１２１が流動性を失わず、硬化しないような温度に設定する。パウダー状の樹脂材料１２１を用いている場合には、半導体パッケージ６０の圧着時の温度を、樹脂材料１２１が溶融し、流動性を発現するような温度に設定する。
【００９４】
半導体パッケージ６０の圧着により、流動性を示す樹脂材料１２１が押し広げられ、図１４（Ｅ）に示したように、半導体パッケージ６０が配線基板２０Ａに接続されると共に、樹脂材料１２１が配線基板２０Ａ，７０の間に充填される。樹脂材料１２１は、その材質に応じて、半導体パッケージ６０の圧着時の加熱によって硬化されるか、或いは当該加熱後の冷却によって硬化される。或いはまた、紫外線等が照射されることで硬化される場合もある。樹脂材料１２１が硬化されることで、樹脂層１２０Ａが形成される。樹脂層１２０Ａは、各半導体素子３０を封止すると共に、配線基板２０Ａと各配線基板７０とを接着する。
【００９５】
尚、この段階では、樹脂層１２０Ａは、必ずしも完全に硬化した状態になっていることを要せず、半硬化状態であってもよい。その場合には、半硬化状態の樹脂層１２０Ａの硬化を更に進めるための処理を実施すればよい。例えば、樹脂層１２０Ａ（樹脂材料１２１）に熱硬化性樹脂を用いている場合で、樹脂層１２０Ａを半硬化状態としている場合には、更に硬化を進めるキュア処理を実施する。尚、このようなキュア処理は、後述するバンプ９１搭載後のリフロー処理と兼ねることもできる。
【００９６】
また、上記のような半導体パッケージ６０の圧着後には、バンプ９０の、バンプ５０等に対する接合性の観点から、バンプ９０の材質に応じた温度でのリフロー処理を実施してもよい。
【００９７】
半導体パッケージ６０と配線基板２０Ａとをバンプ９０及び樹脂層１２０Ａを介して接続した後は、例えば、図１４（Ｆ）に示すように、配線基板２０Ａにバンプ９１（例えば半田ボール）を搭載する。バンプ９１は、配線基板２０Ａの裏面（半導体パッケージ６０側と反対側の面）の所定箇所（図２等に示した導電部２２ｃ）に搭載する。バンプ９１の搭載後、リフロー処理を実施する。これにより、図１４（Ｆ）に示したようなＢＧＡ構造を得る。
【００９８】
その後、図１４（Ｆ）に点線で示したような位置で配線基板２０Ａ及び樹脂層１２０Ａのダイシングを行うことで、図１４（Ｇ）に示すような、個片化された配線基板２０及び樹脂層１２０を含む、ＢＧＡ型の半導体装置１０ｃを得る。
【００９９】
尚、図１４（Ｆ）に示したようなバンプ９１を搭載せずに、ダイシングを行い、ＬＧＡ型の半導体装置１０を得ることもできる。
次に、第２実施例について説明する。
【０１００】
図１５は半導体装置の形成方法の第２実施例を示す図である。尚、図１５（Ａ）〜（Ｄ）には、半導体装置の各形成工程の要部断面を模式的に図示している。
この第２実施例では、上記第１実施例で述べた図１４（Ａ）〜（Ｄ）の工程までは同じとすることができる。第２実施例では、図１４（Ｄ）の工程に続き、図１５（Ａ）に示すような、凹部３０１を備える冶具（下側冶具）３００を用い、樹脂材料１２１を供給した配線基板２０Ａを、その下側冶具３００の凹部３０１に配置する。そして、例えばフリップチップボンダを用い、半導体パッケージ６０を配線基板２０Ａに圧着し、バンプ５０，９０を接続する。尚、この圧着時に加熱を行うようにしてもよい。
【０１０１】
このような半導体パッケージ６０の圧着に伴い、樹脂材料１２１が配線基板２０Ａ，７０の間に押し広げられる。このとき、この第２実施例では、図１５（Ａ）に示したような下側冶具３００を用いていることで、樹脂材料１２１が配線基板２０Ａの外方に流出するのを抑えることが可能になっている。
【０１０２】
次いで、図１５（Ｂ）に示すような、押圧面３１１と加熱機構（図示せず）を備えた冶具（上側冶具）３１０を用い、配線基板２０Ａ上の半導体素子３０を、加熱しながら一括で押圧する。これにより、半導体パッケージ６０のバンプ９０と、配線基板２０Ａのバンプ５０とを接合すると共に、配線基板２０Ａ，７０の間に樹脂材料１２１を充填、硬化（完全に硬化又は半硬化）する。このときも、下側冶具３００を用いていることで、樹脂材料１２１の外方への流出を抑えることが可能になっている。配線基板２０Ａ，７０の間に充填された樹脂材料１２１が硬化することで、樹脂層１２０Ａが形成される。樹脂層１２０Ａは、各半導体素子３０を封止すると共に、配線基板２０Ａと各配線基板７０とを接着する。
【０１０３】
尚、この後、更に樹脂層１２０のキュア処理を実施したり、バンプ９０のリフロー処理を実施したりしてもよい。
以後は、上記第１実施例と同様、図１５（Ｃ）に示すように、配線基板２０Ａにバンプ９１（例えば半田ボール）を搭載し、リフロー処理後、図１５（Ｃ）に点線で示したような位置で配線基板２０Ａ及び樹脂層１２０Ａのダイシングを行う。これにより、図１５（Ｄ）に示すような、個片化された配線基板２０及び樹脂層１２０を含む、ＢＧＡ型の半導体装置１０ｃを得る。
【０１０４】
尚、図１５（Ｃ）に示したようなバンプ９１を搭載せずに、ダイシングを行い、ＬＧＡ型の半導体装置１０を得ることもできる。
次に、第３実施例について説明する。
【０１０５】
図１６は半導体装置の形成方法の第３実施例を示す図である。尚、図１６（Ａ）〜（Ｇ）には、半導体装置の各形成工程の要部断面を模式的に図示している。
第３実施例では、上記第１実施例と同じように、まず、図１６（Ａ）に示すように、配線基板２０Ａに複数の半導体素子３０を搭載し、図１６（Ｂ）に示すように、各半導体素子３０と配線基板２０Ａとをワイヤ４０で接続する。更に、図１６（Ｃ）に示すように、配線基板２０Ａ上にバンプ５０を設ける。
【０１０６】
次いで、この第３実施例では、図１６（Ｄ）に示すように、半導体パッケージ６０を配線基板２０Ａに圧着し、バンプ５０，９０を接続する。半導体パッケージ６０の圧着には、フリップチップボンダを用いることができる。フリップチップボンダのステージ、コレットに加熱機構を設け、加熱しながら半導体パッケージ６０を配線基板２０Ａに圧着してもよい。また、半導体パッケージ６０を配線基板２０Ａに圧着した後に、リフロー処理を実施してもよい。
【０１０７】
半導体パッケージ６０を配線基板２０Ａに圧着した後は、図１６（Ｅ）に示すように、配線基板２０Ａ，７０の間に液状の樹脂材料１２１を充填する。樹脂材料１２１は、例えば、配線基板２０Ａの端部から、配線基板２０Ａ，７０の間の空隙に注入し、配線基板２０Ａ，７０の間に充填することができる。充填した樹脂材料１２１を、その材質に応じた方法で硬化することで、樹脂層１２０Ａが形成される。樹脂層１２０Ａは、各半導体素子３０を封止すると共に、配線基板２０Ａと各配線基板７０とを接着する。尚、この後、更に樹脂層１２０のキュア処理を実施したり、バンプ９０のリフロー処理を実施したりしてもよい。
【０１０８】
以後は、上記第１実施例同様、図１６（Ｆ）に示すように、配線基板２０Ａにバンプ９１（半田ボール）を搭載し、リフロー処理後、図１６（Ｆ）に点線で示したような位置で配線基板２０Ａ及び樹脂層１２０Ａのダイシングを行う。これにより、図１６（Ｇ）に示すような、個片化された配線基板２０及び樹脂層１２０を含む、ＢＧＡ型の半導体装置１０ｃを得る。
【０１０９】
尚、図１６（Ｆ）に示したようなバンプ９１を搭載せずに、ダイシングを行い、ＬＧＡ型の半導体装置１０を得ることもできる。
以上説明したように、半導体素子を配線基板に実装した下側の素子部に、同様に半導体素子を配線基板に実装した上側の素子部が積層され、両素子部が、バンプ等を含む接続部で電気的に接続され、更に、両素子部間に設けられた樹脂層で接着される。この樹脂層により、下側と上側の素子部同士が接着されると共に、下側の素子部に含まれる半導体素子が封止される。このような構造を採用することにより、接続部の狭ピッチ化、微細化に対応でき、接続信頼性の高い半導体装置を実現することが可能になる。
【０１１０】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  第１配線基板と、
前記第１配線基板に実装された第１半導体素子と、
前記第１半導体素子の上方に設けられた第２配線基板と、
前記第２配線基板に実装された第２半導体素子と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを電気的に接続する接続部と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１半導体素子を封止し、且つ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接着する第１樹脂層と、
を含むことを特徴とする半導体装置。
【０１１１】
（付記２）  前記第１樹脂層は、単層であることを特徴とする付記１に記載の半導体装置。
（付記３）  前記接続部は、前記第１配線基板に設けられた第１突起電極と、前記第２配線基板に設けられ、前記第１突起電極に接続された第２突起電極とを含むことを特徴とする付記１又は２に記載の半導体装置。
【０１１２】
（付記４）  前記接続部は、前記第１樹脂層で封止されていることを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
（付記５）  前記接続部の少なくとも一部は、前記第１樹脂層から表出することを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【０１１３】
（付記６）  前記第２半導体素子を封止する第２樹脂層を含むことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の半導体装置。
（付記７）  第１配線基板に第１半導体素子を実装する工程と、
前記第１半導体素子の上方に、第２半導体素子が実装された第２配線基板を配置する工程と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられた接続部によって、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを電気的に接続する工程と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられた樹脂層によって、前記第１半導体素子を封止し、且つ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接着する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１１４】
（付記８）  前記第１半導体素子の上方に前記第２配線基板を配置する工程前に、前記第１配線基板の、前記第１半導体素子の実装面側に、前記樹脂層を設ける工程を含むことを特徴とする付記７に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１５】
（付記９）  前記接続部によって前記第１配線基板と前記第２配線基板とを電気的に接続する工程後に、前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に前記樹脂層を設ける工程を含むことを特徴とする付記７に記載の半導体装置の製造方法。
【０１１６】
（付記１０）  第１配線基板と、
前記第１配線基板に実装された第１半導体素子と、
前記第１半導体素子の上方に設けられた第２配線基板と、
前記第２配線基板に実装された第２半導体素子と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを電気的に接続する接続部と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板の間に設けられ、前記第１半導体素子を封止し、且つ、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接着する樹脂層と、
を含む半導体装置と、
前記半導体装置が実装された第３配線基板と、
を含むことを特徴とする電子装置。
【符号の説明】
【０１１７】
１，１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ  半導体装置
２，４，２０，２０ａ，２０Ａ，７０，１７０，２１０  配線基板
３，５，３０，３０ａ，８０，１８０  半導体素子
６  接続部
７，１１０，１２０，１２０Ａ，１３０  樹脂層
２１，７１，１７１  コア基板
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，７２，７２ａ，７２ｂ，１７２，１７２ａ，１７２ｂ  導電部
２３，７３，１７３  保護膜
２４  層
３１，５０，９０，９１，１８１  バンプ
４０，１００  ワイヤ
６０，１４０，１６０  半導体パッケージ
１２１  樹脂材料
１５０  電極層
１９０，２２０  アンダーフィル材
２００ａ，２００ｂ  電子装置
３００  下側冶具
３０１  凹部
３１０  上側冶具
３１１  押圧面
【図１】
2012204631.tif 000003
【図２】
2012204631.tif 000004
【図３】
2012204631.tif 000005
【図４】
2012204631.tif 000006
【図５】
2012204631.tif 000007
【図６】
2012204631.tif 000008
【図７】
2012204631.tif 000009
【図８】
2012204631.tif 000010
【図９】
2012204631.tif 000011
【図１０】
2012204631.tif 000012
【図１１】
2012204631.tif 000013
【図１２】
2012204631.tif 000014
【図１３】
2012204631.tif 000015
【図１４】
2012204631.tif 000016
【図１５】
2012204631.tif 000017
【図１６】
2012204631.tif 000018