(57)【要約】【課題】実装基板との接続信頼性を確保しつつ、実装後の取り付け高さを低く抑えることが可能な半導体装置と、この半導体装置を安定した姿勢で備え、薄型化した電子機器を提供する。【解決手段】第一基板１０１と、第一基板の一方の主面１０１Ｓ側に載置され、機能素子をなす第二基板１０３と、第二基板１０３と第一基板の主面１０１Ｓとを覆う樹脂層１０４と、樹脂層１０４の中央域Ａに配された第一配線層１０５Ａと、樹脂層１０４の外周域Ｂに配された第二配線層１０５Ｂと、第一配線層１０５Ａに載置された第一バンプ１０７Ａと、第二配線層１０５Ｂに載置された第二バンプ１０７Ｂと、を有し、第一基板の主面１０１Ｓから樹脂層１０４表面までの距離が、外周域Ｂにおいて、中央域Ａより短く、第一バンプ１０７Ａと第二バンプ１０７Ｂの頂部が、仮想の平面に接する形状をなしていることを特徴とする半導体装置１００。【選択図】図１
2012054309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板と、
前記第一基板の一方の主面側に載置され、機能素子をなす第二基板と、
前記第二基板と前記第一基板の一方の主面とを覆う樹脂層と、
前記樹脂層の中央域に配された第一配線層と、
前記樹脂層の外周域に配された第二配線層と、
前記第一配線層に載置された第一バンプと、
前記第二配線層に載置された第二バンプと、
を有する半導体装置であって、
前記第一基板の一方の主面から前記樹脂層表面までの距離が、外周域において、中央域より短く、
前記第一バンプと前記第二バンプの頂部が、仮想の平面に接する形状をなしていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
機能素子をなす第三基板と、
前記第三基板の一方の主面を覆う樹脂層と、
前記樹脂層の中央域に配された第一配線層と、
前記樹脂層の外周域に配された第二配線層と、
前記第一配線層に載置された第一バンプと、
前記第二配線層に載置された第二バンプと、
を有する半導体装置であって、
前記第三基板の一方の主面から前記樹脂層表面までの距離が、外周域において、中央域より短く、
前記第一バンプと前記第二バンプの頂部が、仮想の平面に接する形状をなしていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
機能素子をなす第四基板と、
前記第四基板の一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通配線と、
前記第四基板の他方の主面を覆う樹脂層と、
前記樹脂層の中央域に配された第一配線層と、
前記樹脂層の外周域に配された第二配線層と、
前記第一配線層に載置された第一バンプと、
前記第二配線層に載置された第二バンプと、
を有する半導体装置であって、
前記第四基板の他方の主面から前記樹脂層表面までの距離が、外周域において、中央域より短く、
前記第一バンプと前記第二バンプの頂部が、仮想の平面に接する形状をなしていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記樹脂層は、中央域から外周域への遷移領域において、傾斜していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置が、第一バンプおよび第二バンプを用いて第五基板に実装されていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１５は、従来の製造方法で得られた半導体装置の一例を示す部分断面図である。従来の半導体装置５００は、第一基板５０１と、第一基板５０１の主面５０１Ｓ側に形成された機能素子５０３と、主面５０１Ｓおよび機能素子５０３を覆う樹脂層５０４と、樹脂層５０４の開口部に形成される配線層５０５と、樹脂層５０４および配線層５０５を覆う樹脂層５０６と、を有し、配線層５０５を介して、バンプ（外部端子）５０７と機能素子５０３が有する電極５０８とを導通させたものである。樹脂層５０４は、膜厚が一様であり、樹脂層５０４上に配線層５０５を介して、一様な大きさのバンプ５０７を載置した構造をとっている（特許文献１参照）。
【０００３】
このような構造の半導体装置を第五基板（実装基板）に実装した場合、半導体装置を構成する半導体素子と第五基板との熱膨張率の差に起因する応力が発生し、実装後の半導体装置と第五基板との接続信頼性を低下させる虞がある。
半導体装置と第五基板との接続信頼性を保つ方法として、半導体装置と第五基板との接合に用いるバンプを大きくすることにより、半導体装置と第五基板との距離を広げ、応力の影響を緩和する方法が知られている。
しかしながら、半導体装置と第五基板との距離を広げることで、実装後の半導体装置の取り付け高さが増加してしまう。取り付け高さの増加は、近年の電子機器の薄型化に向けた要求と相反することになる。
【０００４】
半導体装置と第五基板との距離を広げて接続信頼性を確保しつつ、実装後の半導体装置の取り付け高さを低く抑えるために、内蔵する半導体素子を薄く加工する方法があるが、その場合には薄型化した半導体素子の取り扱いが難しくなる。そのため、取り扱い不良により歩留まりが低下するという問題がある。
またバンプを大きくして取り付け高さを高くすると、バンプの大きさ高さの製造ばらつきが顕在化し始めるので、第五基板に載置する半導体装置の姿勢が、不安定になりやすいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５８１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたものであり、半導体装置と第五基板との距離を広げて接続信頼性を確保しつつ、実装後の第五基板に接する半導体装置の取り付け高さを低く抑えることが可能な構造を有する半導体装置を提供することを第一の目的とする。
この半導体装置を備えることにより薄型化が図れ、また第五基板に搭載した際に、第五基板に対する半導体装置の安定した姿勢が確保される電子機器を提供することを、第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る半導体装置は、第一基板と、前記第一基板の一方の主面側に載置され、機能素子をなす第二基板と、前記第二基板と前記第一基板の一方の主面とを覆う樹脂層と、前記樹脂層の中央域に配された第一配線層と、前記樹脂層の外周域に配された第二配線層と、前記第一配線層に載置された第一バンプと、前記第二配線層に載置された第二バンプと、を有し、前記第一基板の一方の主面から前記樹脂層表面までの距離が、外周域において、中央域より短く、前記第一バンプと前記第二バンプの頂部が、仮想の平面に接する形状をなしていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る半導体装置は、機能素子をなす第三基板と、前記第三基板の一方の主面を覆う樹脂層と、前記樹脂層の中央域に配された第一配線層と、前記樹脂層の外周域に配された第二配線層と、前記第一配線層に載置された第一バンプと、前記第二配線層に載置された第二バンプと、を有し、前記第三基板の一方の主面から前記樹脂層表面までの距離が、外周域において、中央域より短く、前記第一バンプと前記第二バンプの頂部が、仮想の平面に接する形状をなしていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る半導体装置は、機能素子をなす第四基板と、前記第四基板の一方の主面から他方の主面にかけて貫通する貫通配線と、前記第四基板の他方の主面を覆う樹脂層と、前記樹脂層の中央域に配された第一配線層と、前記樹脂層の外周域に配された第二配線層と、前記第一配線層に載置された第一バンプと、前記第二配線層に載置された第二バンプと、を有し、前記第四基板の他方の主面から前記樹脂層表面までの距離が、外周域において、中央域より短く、前記第一バンプと前記第二バンプの頂部が、仮想の平面に接する形状をなしていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係る半導体装置は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記樹脂層は、中央域から外周域への遷移領域において、傾斜していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係る電子機器は、請求項１〜４のいずれか１項において、半導体装置が、第一バンプおよび第二バンプを用いて第五基板に実装されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体装置によれば、第一基板の実装部側の主面から樹脂層表面までの距離が、外周域において、中央域より短く形成される。そのため、実装後の外周域においては半導体装置と第五基板との距離が広がる。従って外周域においては、半導体装置と第五基板とを接合するバンプが変形し易くなり、半導体装置と第五基板との間に働く応力が緩和されるため、実装後の接続信頼性を高めることが出来る。また、本発明の半導体装置では、第一基板の実装部側の主面から樹脂層表面までの距離が短い外周域でのみ、第五基板との距離を広げるため、従来構造のように全領域で第五基板との距離を広げる場合より低い取り付け高さも実現出来る。
【００１３】
本発明の半導体装置が、大きさ調整した第一バンプおよび第二バンプを用いて第五基板に実装されることにより、半導体装置と第五基板との距離を広げることと、第五基板に接する半導体装置の取り付け高さを低く抑えることとを、両立させた構造の電子機器が得られる。また、第一バンプおよび第二バンプの大きさを調整して、各々の頂部が仮想の平面に接する形状とすることで、第五基板に載置する半導体装置の安定した姿勢が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図２】第一実施形態に係る半導体装置の上面図である。
【図３】本発明と従来技術との差異を説明する図である。
【図４】第一実施形態に係る電子機器の断面図である。
【図５】第一実施形態の変形例１−２に係る半導体装置の上面図である。
【図６】第一実施形態の変形例１−３に係る半導体装置の断面図である。
【図７】第一実施形態の変形例１−４に係る半導体装置の断面図である。
【図８】第一実施形態の変形例１−４に係る半導体装置の上面図である。
【図９】第二実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図１０】第二実施形態に係る電子機器の断面図である。
【図１１】第二実施形態の変形例２−２に係る半導体装置の断面図である。
【図１２】第三実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図１３】第三実施形態に係る電子機器の断面図である。
【図１４】第三実施形態の変形例３−２に係る半導体装置の断面図である。
【図１５】従来構造の半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
【００１６】
＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係る半導体装置１００の断面図である。半導体装置１００は、第一基板１０１と、接着剤１０２と、第二基板１０３と、樹脂層１０４および１０６と、第一配線層１０５Ａと、第二配線層１０５Ｂと、第一バンプ１０７Ａと、第二バンプ１０７Ｂと、電極１０８と、を有する。
【００１７】
第二基板１０３は機能素子をなし、機能部および電極１０８を含み、第一基板１０１の一方の主面１０１Ｓ側に、接着剤１０２を介して載置される。図１においては、第二基板１０３が中央域に設けられている例を示しているが、第二基板１０３の全体または一部が中央域外に設けられていてもよい。樹脂層１０４は、機能素子１０３を覆うように主面１０１Ｓに配され、第一基板の主面１０１Ｓから樹脂層１０４表面までの距離が、外周域Ｂにおいて、中央域Ａより短く形成される。第一配線層１０５Ａおよび第二配線層１０５Ｂは、一端側が樹脂層１０４上にあり、他端側が、電極１０８上に設けられた樹脂層１０４の開口部を通して、電極１０８に電気的に接続される。樹脂層１０６は、第一配線層１０５Ａおよび第二配線層１０５Ｂを覆うように半導体装置１００の実装面に配され、外部と電気的に接続する箇所において開口される。第一バンプ１０７Ａは、中央域Ａの樹脂層１０６の開口部において露出される第一配線層１０５Ａに載置され、第二バンプ１０７Ｂは、外周域Ｂの樹脂層１０６の開口部において露出される第二配線層１０５Ｂに載置される。第一バンプ１０７Ａおよび第二バンプ１０７Ｂの頂部が、仮想の平面１００Ｐに接する形状をなすように形成される。
【００１８】
図２は本実施形態に係る半導体装置の上面図であり、上記構成を反映した第一バンプ１０７Ａ、第二バンプ１０７Ｂの配置の一例を示している。ここでは第一基板１０１、第二基板１０３、第一バンプ１０７Ａ、第二バンプ１０７Ｂ以外の構成要素は省略されている。第一バンプ１０７Ａ、第二バンプ１０７Ｂは、それぞれ第一基板１０１の主面１０１Ｓ側の中央域Ａ、外周域Ｂに搭載されている。
【００１９】
以下、本実施形態の各構成要素に用いられる部材について、詳細に説明する。第一基板１０１は機能素子搭載用の基板であり、構成材料としては、金属（Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ＳＵＳ、Ｓｉ等）、セラミックス、高分子有機物（エポキシ、ポリイミド等）、あるいはそれらの積層体などを用いることが出来る。第一基板１０１は、矩形、多角形、円形などのいかなる形状であってもよい。
【００２０】
接着剤１０２は、第二基板１０３を第一基板１０１上に固定させる。接着剤１０２の形成方法には、予め第一基板１０１上に形成して、その上に第二基板１０３を搭載する方法と、予め第二基板１０３の搭載面に形成して、それを第一基板１０１上に搭載する方法とがあり、どちらを用いてもよい。
【００２１】
接着剤１０２としては、熱硬化性もしくは熱可塑性の有機材料を用いることが出来る。これらに無機物からなるフィラーを添加してもよい。特に金属性のフィラーを添加することで第一基板１０１への放熱特性を向上させることが出来る。また第一基板１０１が透光性である場合には、紫外線硬化型の接着材料も用いることが出来る。その他、プリント基板の積層に用いるプリプレグのような材料、ハンダなどの低融点無機物も用いることが出来る。
【００２２】
第二基板１０３としては、例えば半導体素子が用いられ、その表面に電極１０８を有する。第二基板１０３は、第一基板１０１の中央域Ａに搭載されることが望ましい。
【００２３】
樹脂層１０４および１０６は、スピンコート法またはスプレーコート法によって塗布される。塗布後、露光、現像によってパターン加工して、電気的コンタクト部を開口させる。樹脂層１０４および１０６としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂などの高分子有機物、およびそれらの複合体を用いることが出来、無機物からなるフィラーが含有されていてもよい。
【００２４】
中央域Ａ、外周域Ｂにおける、第一基板の主面１０１Ｓから樹脂層１０４表面までの距離を、それぞれ５０〜２００ｕｍ、５〜５０ｕｍ程度とする。樹脂層１０４の中央域Ａから外周域Ｂへの遷移領域は、傾斜する形状であることが望ましい。これにより、遷移領域の樹脂層１０４上に配される配線層を容易に形成することが出来る。さらに配線層への応力集中を抑えることが出来るため、実装後の接続信頼性を高めることが出来る。
【００２５】
第一配線層１０５Ａおよび第二配線層１０５Ｂは、電解めっき、無電解めっき、ＰＶＤなどにより形成する。第一配線層１０５Ａおよび第二配線層１０５Ｂは、それぞれＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇなどを主成分とする。Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｄなどの異種金属との積層体であってもよい。中央域Ａから外周域Ｂへの遷移領域において樹脂層１０４を覆う配線層は、樹脂層１０４の形状を維持し、遷移領域の前後で厚さが一定であることが望ましい。
【００２６】
第一バンプ１０７Ａおよび第二バンプ１０７Ｂは、ハンダボール搭載法またはペースト印刷法により形成する。第一バンプ１０７Ａおよび第二バンプ１０７Ｂは、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｌなどの合金で構成される。導電性ペーストを用いてもよい。第一バンプ１０７Ａおよび第二バンプ１０７Ｂを構成するハンダの量は互いに異なってもよい。第二バンプ１０７Ａが有するハンダの量を、第一バンプ１０７Ｂよりも多くすることにより、複数の第一バンプ１０７Ａおよび第二バンプ１０７Ｂの頂部が、仮想の平面１００Ｐに接する形状をなすように調整する。
【００２７】
しかしながら、図１に示すような複数のバンプを有する構造とされる場合には、仮想の平面に対して、バンプ個々の頂部が接する方向のバンプ高さばらつきが生じやすい。本発明の効果を確実に得るためには、半導体装置に形成された複数のバンプのうち、最も高い位置にあるバンプ頂部と、最も低い位置にあるバンプ頂部との差が、２０μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
また、第一基板の実装部側の主面から樹脂層表面までの距離の差が、中央域Ａと外周域Ｂとで１０ｕｍ以上あることが好ましい。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置の外周域Ｂを拡大し、本実施形態と従来技術との差異を示す図である。図３（ａ）、（ｂ）は、バンプ５０７Ｂが搭載された従来構造の半導体装置５００（図１５参照）の、外周域Ｂにおける断面を示している。図３（ａ）におけるバンプが、従来の大きさ（高さ）Ｄａのバンプを示している。図３（ｂ）におけるバンプの大きさＤｂは、従来の大きさＤａよりも大きい。そのため図３（ａ）、（ｂ）のそれぞれにおいて、半導体装置５００がバンプ５０７Ｂを用いて第五基板に実装された場合、図３（ｂ）の半導体装置５００と第五基板との距離は、図３（ａ）に比べて大きい。
【００３０】
半導体装置を構成する半導体素子と、第五基板との熱膨張率の差に起因して発生する応力の影響は、半導体装置と第五基板との距離が大きくなるほど弱まる。従って図３（ｂ）に示すようにバンプ５０７Ｂを大きくすることにより、実装後の接続信頼性が高まることになる。
【００３１】
ただし図３（ｂ）に示される半導体装置５００では、実装後の取り付け高さＨｂが、図３（ａ）での取り付け高さＨａに比べて大きくなる。従って図３（ｂ）の構成では、取り付け高さを低くすることによる電子機器の薄型化に向けた要求を満たせない。
【００３２】
一方図３（ｃ）は、第二バンプ１０７Ｂが搭載された本実施形態の半導体装置１００（図１参照）の、外周域Ｂにおける断面を示している。半導体装置１００では、外周域Ｂでの樹脂層１０４が、中央域Ａよりも薄くなっている。第二バンプの大きさＤｃは、図３（ｂ）に示されるバンプの大きさＤｂと同じであるため、図３（ｂ）と同等の接続信頼性を有する。そしてさらに図３（ｃ）に示される半導体装置１００は、外周域Ｂを薄くしている分、第二バンプ１０７Ｂ頂部の位置が、図３（ｂ）に比べて、第一基板に近づいたところにある。従って図３（ｃ）に示される半導体装置の実装後の取り付け高さＨｃを、図３（ｂ）での取り付け高さＨｂに比べて小さくすることが出来る。
【００３３】
従って本実施形態の半導体装置１００を第五基板に実装した場合、従来構造の半導体装置５００を実装した場合よりも、実装後の接続信頼性を高めつつ、低い取り付け高さを実現することが出来る。
【００３４】
また、本実施形態に係る半導体装置１００の構成によれば、中央域Ａにおける第一基板の主面１０１Ｓから樹脂層１０４表面までの距離を短くする必要がない。従って第二基板１０３が薄型化されないため、薄型化に伴った取り扱い不良により、第二基板１０３の歩留まりが低下する問題が生じない。
【００３５】
図４は、第一実施形態に係る電子機器１１０の断面図である。図１に示される半導体装置１００と同じ構成の半導体装置が、第一バンプ１１７Ａおよび第二バンプ１１７Ｂを用いて第五基板１１９に実装されている。
【００３６】
半導体装置が、大きさ調整した第一バンプ１１７Ａおよび第二バンプ１１７Ｂを用いて第五基板１１９に実装されることにより、半導体装置と第五基板１１９との距離を広げることと、第五基板１１９に接する半導体装置の取り付け高さを低く抑えることとを、両立させた構造の電子機器１１０が得られる。また、第一バンプ１１７Ａと第二バンプ１１７Ｂの大きさを調整して、各々の頂部を仮想の平面に接する形状とすることで、第五基板１１９に載置する半導体装置の安定した姿勢が確保される。
【００３７】
［変形例１−１］
第一実施形態においては、第一バンプおよび第二バンプが、半導体装置側に設けたハンダのみで構成されるものとし、実装していない状態において、各々の頂部が仮想の平面に接するような形状としていた。これに対し変形例１−１では、第一バンプおよび第二バンプの頂部が、実装時に第五基板の一面に接する形状であればよい。従って、第一バンプおよび第二バンプは、半導体装置側に設けたハンダと、第五基板側に設けたハンダとを一体化させることにより構成されてもよいし、第五基板側に設けたハンダのみで構成されてもよい。
【００３８】
半導体装置側に設けたハンダと第五基板側に設けたハンダとを一体化させたあかつきに、形成されるバンプの各々の頂部が、仮想の平面に接する形状となるようにハンダの量を調整することにより、第一実施形態と同じ構造の電子機器が得られる。従って変形例１−１を適用した場合にも、半導体装置と第五基板との距離を広げることと、第五基板の取り付け高さを低く抑えることとを両立させた電子機器が得られる。また、第五基板に載置する半導体装置の安定した姿勢が確保される。
【００３９】
［変形例１−２］
図５は、第一実施形態の変形例に係る半導体装置の上面図である。図５に示すように、本例では、搭載されるバンプの配置が第一実施形態と異なる。すなわち本例において搭載されるバンプは、外周域Ｂにのみ配置される。その他の構成は、第一実施形態と同様である。
【００４０】
上記構成によれば、搭載されるバンプが第二バンプ１２７Ｂのみとなるため、バンプ１個当たりの大きさを一律に揃えることが出来る。本例では、複数種類のバンプが存在する場合のように、バンプの大きさを調整して頂部の位置を揃える必要がない。従って第五基板に載置する半導体装置の姿勢を容易に安定化させることが出来る。また、バンプ加工の難易度を下げることが出来る。
【００４１】
［変形例１−３］
図６は、第一実施形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。図６に示すように、本例の半導体装置１３０の構成では、第一基板を用いない点で第一実施形態と異なる。その他の構成は、第一実施形態と同様である。本例の機能素子１３３は、第一基板が存在せず、樹脂体１３４に埋め込まれている。図６では、機能素子１３３の全ての面が樹脂体１３４に覆われているが、裏面については外気に露出していてもよい。
すなわち本例の半導体装置１３０は、樹脂体１３４と、樹脂体１３４に覆われ、機能素子をなす第二基板１３３と、樹脂体１３４の中央域Ａに配された第一配線層１３５Ａと、樹脂体１３４の外周域Ｂに配された第二配線層１３５Ｂと、第一配線層１３５Ａに載置された第一バンプ１３７Ａと、第二配線層１３５Ｂに載置された第二バンプ１３７Ｂと、
を有し、樹脂体１３４の一方の主面から他方の主面までの距離が、外周域Ｂにおいて、中央域Ａよりも短く、第一バンプ１３７Ａと第二バンプ１３７Ｂの頂部が、仮想の平面１３０Ｐに接する形状をなしていることを特徴とする。
【００４２】
上記構成により、第一基板がない分、実装後の取り付け高さをより低く抑えることが出来る。従って実装後の電子機器薄型化の要求に応えることが出来る。
【００４３】
［変形例１−４］
図７は、第一実施形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。図７に示すように、本例での半導体装置１４０の構成では、外周域Ｂより外側に樹脂層１４４を備えていない領域（外周域Ｃ）を有する点で第一実施形態と異なる。その他の構成は、第一実施形態と同様である。外周域Ｃは、外周域Ｂ外側の全域に渡って設けられてもよいし、部分的に設けられてもよい。外周域Ｃにおいて、第一基板１４１の主面１４１Ｓ上に直接形成された第三配線層１４５Ｃを介して第三バンプ１４７Ｃが搭載されている。第三バンプ１４７Ｃは電気接点としての機能を有していなくてもよい。
【００４４】
図８は、第一基板１４１の主面１４１Ｓ上の４隅が外周域Ｃに含まれる場合の、半導体装置の上面図であり、上記構成を反映した第一バンプ１４７Ａ、第二バンプ１４７Ｂ、第三バンプ１４７Ｃの配置の一例を示している。ここでは第一基板１４１、機能素子１４３、樹脂層１４４、第一バンプ１４７Ａ、第二バンプ１４７Ｂ、第三バンプ１４７Ｃ以外の構成要素は省略されている。第一バンプ１４７Ａ、第二バンプ１４７Ｂ、第三バンプ１４７Ｃは、それぞれ第一基板１４１上の中央域Ａ、外周域Ｂ、外周域Ｃに搭載されている。
【００４５】
上記構成により、半導体装置１４１を第五基板に実装した場合、外周域Ｃにおいて樹脂層１４４がない分、半導体装置１４１と第五基板との距離がさらに大きくなる。従って半導体装置を構成する半導体素子と、第五基板との熱膨張率の差に起因して発生する応力の影響が、第一実施形態よりも弱まるため、実装後の接続信頼性をより高めることが出来る。
一般的に、半導体装置を第五基板に実装した電子機器においては、半導体装置の４隅に配置されたバンプに応力負荷が加わる。従って、図８のように、半導体装置の４隅において半導体装置と第五基板との距離をさらに大きくした場合は、半導体装置を構成する半導体素子と、第五基板との熱膨張率の差に起因して発生する応力の影響が、さらに弱まるため、実装後の接続信頼性をより高めることが出来る。
【００４６】
（第二実施形態）
図９は、第二実施形態に係る半導体装置２００の断面図である。半導体装置２００は、第三基２０３Ｇと、樹脂層２０４および２０６と、第一配線層２０５Ａと、第二配線層２０５Ｂと、第一バンプ２０７Ａと、第二バンプ２０７Ｂと、を有する。
【００４７】
機能素子をなす第三基板２０３Ｇは、機能部２０３Ｆおよび電極２０８を有する。図９においては、機能部２０３Ｆが、第三基板２０３Ｇの一方の主面２０３Ｓの一部をなすように、第三基板２０３Ｇの内部に配された例を示しているが、機能部２０３Ｆの位置については限定されない。また図９においては、機能部が中央域に設けられている例を示しているが、機能部が中央域外に設けられていてもよい。樹脂層２０４は、第三基板２０３Ｇの一方の主面２０３Ｓを覆う。第三基板の主面２０３Ｓから樹脂層２０４表面までの距離は、外周域Ｂにおいて、中央域Ａより短く形成される。第一配線層２０５Ａおよび第二配線層２０５Ｂは、一端側が樹脂層２０４上にあり、他端側が、電極２０８上に設けられた樹脂層２０４の開口部を通して、電極２０８に電気的に接続される。樹脂層２０６は、第一配線層２０５Ａおよび第二配線層２０５Ｂを覆うように半導体装置２００の実装面に配され、外部と電気的に接続する箇所において開口される。第一バンプ２０７Ａは、中央域Ａの樹脂層２０６の開口部において露出される第一配線層２０５Ａに載置され、第二バンプ２０７Ｂは、外周域Ｂの樹脂層２０６の開口部において露出される第二配線層２０５Ｂに載置される。第一バンプ２０７Ａおよび第二バンプ２０７Ｂの頂部が、仮想の平面２００Ｐに接する形状をなすように形成される。
【００４８】
本実施形態の半導体装置２００を構成する第三基板２０３Ｇは、図１に示した第一実施形態の半導体装置１００を構成する第二基板１０３に相当する機能素子をなし、かつ第一基板１０１に相当する基板としての役割を担う。その他の構成は、第一実施形態と同様である。また、本実施形態の各構成要素については、第一実施形態と同様の部材を用いる。
【００４９】
本実施形態では、第三基板の主面２０３Ｓから樹脂層２０４表面までの距離を、外周域Ｂにおいて、中央域Ａより短く形成させる方法が、第一実施形態と異なる。すなわち、第三基板の主面２０３Ｓ上に形成した樹脂層２０４を、上記形状が得られるように、例えばプラズマ等を利用したドライエッチング法で処理する。
【００５０】
上記方法により、第三基板の主面２０３Ｓから樹脂層２０４表面までの距離を、外周域Ｂにおいて、中央域Ａより短く加工することが出来、第一実施形態と同構造の半導体装置が得られる。従って本実施形態の半導体装置２００を第五基板に実装した場合、従来構造の半導体装置５００を実装した場合よりも、実装後の接続信頼性を高めつつ、低い取り付け高さを実現することが出来る。
【００５１】
なお、本実施形態における、バンプ頂部がばらつく問題および段差設定の問題に対しても、第一実施形態で述べた方法を適用することが出来る。
【００５２】
図１０は、第二実施形態に係る電子機器２１０の断面図である。図９に示される半導体装置２００と同じ構成の半導体装置が、大きさ調整した第一バンプ２１７Ａおよび第二バンプ２１７Ｂを用いて第五基板２１９に実装されている。
【００５３】
上記構成により、半導体装置と第五基板２１９との距離を広げることと、第五基板２１９に実装される半導体装置の取り付け高さを低く抑えることとを、両立させた構造の電子機器２１０が得られる。また、第一バンプ２１７Ａと第二バンプ２１７Ｂの大きさを調整して、各々の頂部を仮想の平面に接する形状とすることで、第五基板２１９に載置する半導体装置の安定した姿勢が確保される。
【００５４】
［変形例２−１］
第二実施形態においては、第一バンプおよび第二バンプが、半導体装置側に設けたハンダのみで構成されるものとし、実装していない状態において、各々の頂部が仮想の平面に接するような形状としていた。これに対し変形例２−１では、第一バンプおよび第二バンプの頂部が、実装時に第五基板の一面に接する形状であればよい。従って、第一バンプおよび第二バンプは、半導体装置側に設けたハンダと、第五基板側に設けたハンダとを一体化させることにより構成されてもよいし、第五基板側に設けたハンダのみで構成されてもよい。
【００５５】
半導体装置側に設けたハンダと第五基板側に設けたハンダとを一体化させたあかつきに、形成されるバンプの各々の頂部が、仮想の平面に接する形状となるようにハンダの量を調整することにより、第二実施形態と同じ構造の電子機器が得られる。従って変形例２−１を適用した場合にも、半導体装置と第五基板との距離を広げることと、第五基板の取り付け高さを低く抑えることとを両立させた電子機器が得られる。また、第五基板に載置する半導体装置の安定した姿勢が確保される。
【００５６】
［変形例２−２］
図１１は、第二実施形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。図１１に示すように、本例での半導体装置２２０の構成では、外周域Ｂより外側に樹脂層２２４を備えていない領域（外周域Ｃ）を有する点で第二実施形態と異なる。その他の構成は、第二実施形態と同様である。外周域Ｃは、外周域Ｂ外側の全域に渡って設けられてもよいし、部分的に設けられてもよい。外周域Ｃにおいて、第三基板２２３Ｇの主面２２３Ｓ上に直接形成され、第三配線層２２５Ｃを介して第三バンプ２２７Ｃが搭載されている。第三バンプ２２７Ｃは電気接点としての機能を有していなくてもよい。
【００５７】
上記構成により、半導体装置２２０を第五基板に実装した場合、外周域Ｃにおいて樹脂層２２４がない分、半導体装置２２０と第五基板との距離がさらに大きくなる。従って半導体装置を構成する半導体素子と、第五基板との熱膨張率の差に起因して発生する応力の影響が、第二実施形態よりも弱まるため、接続信頼性をより高めることが出来る。
【００５８】
（第三実施形態）
図１２は、第三実施形態に係る半導体装置３００の断面図である。半導体装置３００は、第四基板３０３Ｇと、貫通配線３０３Ｖと、樹脂層３０４および３０６と、第一配線層３０５Ａと、第二配線層３０５Ｂと、第一バンプ３０７Ａと、第二バンプ３０７Ｂとを有する。
【００５９】
機能素子をなす第四基板３０３Ｇは、機能部３０３Ｆおよび電極３０８ならびに第四基板３０３Ｇを貫通する貫通配線３０３Ｖを有する。図１２においては、機能部３０３Ｆが、第四基板３０３Ｇの一方の主面３０３Ｓの一部をなすように、第四基板３０３Ｇの内部に配された例を示しているが、機能部３０３Ｆの位置については限定されない。また図１２においては、機能部が中央域に設けられている例を示しているが、機能部が中央域外に設けられていてもよい。樹脂層３０４は、第四基板３０３Ｇの他方の主面３０３Ｔを覆う。第四基板の主面３０３Ｔから樹脂層３０４表面までの距離は、外周域Ｂにおいて、中央域Ａより短く形成される。第一配線層３０５Ａおよび第二配線層３０５Ｂは、一端側が樹脂層３０４上にあり、他端側が、電極３０８上に設けられた樹脂層３０４の開口部を通して、電極３０８に電気的に接続される。樹脂層３０６は、第一配線層３０５Ａおよび第二配線層３０５Ｂを覆うように半導体装置３００の実装面に配され、外部と電気的に接続する箇所において開口される。第一バンプ３０７Ａは、中央域Ａの樹脂層３０６の開口部において露出される第一配線層３０５Ａに載置され、第二バンプ３０７Ｂは、外周域Ｂの樹脂層３０６の開口部において露出される第二配線層３０５Ｂに載置される。第一バンプ３０７Ａおよび第二バンプ３０７Ｂの頂部が、仮想の平面３００Ｐに接する形状をなすように形成される。
【００６０】
本実施形態の半導体装置３００を構成する機能素子３０３は、図１に示した第一実施形態の半導体装置１００を構成する機能素子１０３に相当し、かつ第一基板１０１に相当する基板としての役割を担う。その他の構成は、第一実施形態と同様である。また、本実施形態の各構成要素については、第一実施形態と同様の部材を用いる。
【００６１】
本実施形態では、第四基板の主面３０３Ｓから樹脂層３０４表面までの距離を、外周域Ｂにおいて、中央域Ａより短く形成させる方法が、第一実施形態と異なる。すなわち、第四基板３０３Ｇの主面３０３Ｔ上に形成した樹脂層３０４を、上記形状が得られるように、例えばプラズマ等を利用したドライエッチング法で処理する。
【００６２】
上記方法により、第四基板の主面３０３Ｓから樹脂層３０４表面までの距離を、外周域Ｂにおいて、中央域Ａより短く加工することが出来、第一実施形態と同構造の半導体装置が得られる。従って本実施形態の半導体装置３００を第五基板に実装した場合、従来構造の半導体装置５００を実装した場合よりも、実装後の接続信頼性を高めつつ、低い取り付け高さを実現することが出来る。
【００６３】
なお、本実施形態における、バンプ頂部がばらつく問題および段差設定の問題に対しても、第一実施形態で述べた方法を適用することが出来る。
【００６４】
図１３は、第三実施形態に係る電子機器３１０の断面図である。図１２に示される半導体装置３００と同じ構成の半導体装置が、大きさ調整した第一バンプ３１７Ａおよび第二バンプ３１７Ｂを用いて第五基板３１９に実装されている。
【００６５】
上記構成により、半導体装置と第五基板３１９との距離を広げることと、第五基板３１９に実装される半導体装置の取り付け高さを低く抑えることとを、両立させた構造の電子機器３１０が得られる。また、第一バンプ３１７Ａと第二バンプ３１７Ｂの大きさを調整して、各々の頂部を仮想の平面に接する形状とすることで、第五基板３１９に載置する半導体装置の安定した姿勢が確保される。
【００６６】
［変形例３−１］
第三実施形態においては、第一バンプおよび第二バンプが、半導体装置側に設けたハンダのみで構成されるものとし、実装していない状態において、各々の頂部が仮想の平面に接するような形状としていた。これに対し変形例３−１では、第一バンプおよび第二バンプの頂部が、実装時に第五基板の一面に接する形状であればよい。従って、第一バンプおよび第二バンプは、半導体装置側に設けたハンダと、第五基板側に設けたハンダとを一体化させることにより構成されてもよいし、第五基板側に設けたハンダのみで構成されてもよい。
【００６７】
半導体装置側に設けたハンダと第五基板側に設けたハンダとを一体化させたあかつきに、形成されるバンプの各々の頂部が、仮想の平面に接する形状となるようにハンダの量を調整することにより、第三実施形態と同じ構造の電子機器が得られる。従って変形例３−１を適用した場合にも、半導体装置と第五基板との距離を広げることと、第五基板の取り付け高さを低く抑えることとを両立させた電子機器が得られる。また、第五基板に載置する半導体装置の安定した姿勢が確保される。
【００６８】
［変形例３−２］
図１４は、第三実施形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。図１４に示すように、本例での半導体装置３２０の構成では、外周域Ｂより外側に樹脂層３２４を備えていない領域（外周域Ｃ）を有する点で第三実施形態と異なる。その他の構成は、第三実施形態と同様である。外周域Ｃは、外周域Ｂ外側の全域に渡って設けられてもよいし、部分的に設けられてもよい。外周域Ｃにおいて、第四基板３２３Ｇの主面３２３Ｔ上の、少なくとも４隅が外周域Ｃに含まれる。外周域Ｃにおいて、第四基板３２３Ｇの主面３２３Ｔ上に直接形成された第三配線層３２５Ｃの上に第三バンプ３２７Ｃが搭載されている。第三バンプ３２７Ｃは電気接点としての機能を有していなくてもよい。
【００６９】
上記構成により、半導体装置３２０を第五基板に実装した場合、外周域Ｃにおいて樹脂層３２４がない分、半導体装置３２０と第五基板との距離がさらに大きくなる。従って半導体装置を構成する半導体素子と、第五基板との熱膨張率の差に起因して発生する応力の影響が、第三実施形態よりも弱まるため、接続信頼性をより高めることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、接続信頼性を確保しつつ、取り付け高さを低く抑えた構造の半導体装置と、この半導体装置を安定した姿勢で備え、薄型化した電子機器に広く適用することが出来る。
【符号の説明】
【００７１】
１００、２００、３００・・・半導体装置、１０１・・・第一基板、
１００Ｐ、２００Ｐ、３００Ｐ・・・仮想の平面、
１０１Ｓ、２０３Ｓ、３０３Ｓ、３０３Ｔ・・・主面、
１０３・・・第二基板、
１０４、２０４、３０４・・・樹脂層、
１０５Ａ、２０５Ａ、３０５Ａ・・・第一配線層、
１０５Ｂ、２０５Ｂ、３０５Ｂ・・・第二配線層、
１０７Ａ、２０７Ａ、３０７Ａ・・・第一バンプ、
１０７Ｂ、２０７Ｂ、３０７Ｂ・・・第二バンプ、
１１０、２１０、３１０・・・電子機器、
１１９、２１９、３１９・・・第五基板、
２０３Ｇ・・・第三基板、
２０３Ｆ、３０３Ｆ・・・機能部、
３０３Ｇ・・・第四基板、
３０３Ｖ・・・貫通配線、
Ａ・・・中央域、Ｂ・・・外周域
【図１】
2012054309.tif 000003
【図２】
2012054309.tif 000004
【図３】
2012054309.tif 000005
【図４】
2012054309.tif 000006
【図５】
2012054309.tif 000007
【図６】
2012054309.tif 000008
【図７】
2012054309.tif 000009
【図８】
2012054309.tif 000010
【図９】
2012054309.tif 000011
【図１０】
2012054309.tif 000012
【図１１】
2012054309.tif 000013
【図１２】
2012054309.tif 000014
【図１３】
2012054309.tif 000015
【図１４】
2012054309.tif 000016
【図１５】
2012054309.tif 000017