(57)【要約】【課題】エレクトロマイグレーション現象の発生を抑制して高い接続信頼性を確保すると共に、従来技術と同等以上の放熱性および導電性を確保したフリップチップ接続部を有する半導体装置およびそれを用いた電子部品を提供する。【解決手段】本発明に係る半導体装置は、球状の金属コアを内蔵したはんだボールが配設されたフリップチップ接続部を備えた半導体装置であって、前記半導体装置は前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線を有しており、前記金属コアは前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記ランドには前記はんだボールと接続する表面に球面状の窪みが形成されており、前記窪みの中心と前記引出配線との距離が前記ランドの中心と前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。【選択図】図３
2012099642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状の金属コアを内蔵したはんだボールが配設されたフリップチップ接続部を備えた半導体装置であって、
前記半導体装置は、前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線を有しており、
前記金属コアは、前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、
前記ランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の窪みが形成されており、
前記窪みの中心と前記引出配線との距離が、前記ランドの中心と前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記窪みは、前記ランドの中心が該窪みの領域内に入るように形成され、
前記窪みの最深部の深さは、3μm以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置において、
前記ランドの平面視における前記窪みの外径は、前記ランドの外径または短辺長の1/2倍以上かつ1倍以下であり、
前記ランドの断面視における前記窪みの曲率半径は、前記金属コアの半径の0.7倍以上かつ2.3倍以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の半導体装置において、
前記ランドの平面視における前記窪みの外縁が前記ランドの外縁を超えないように、前記窪みが形成さ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乃至請求項４のいずれかに記載の半導体装置において、
前記金属コアの直径は、前記ランドの外径または短辺長の0.5倍以上かつ0.9倍以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の半導体装置において、
前記金属コアの主成分が銅であり、
前記金属コアの表面にニッケル層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、
前記半導体装置が電力伝送用であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の半導体装置が基板部品に対してフリップチップ接続されていることを特徴とする電子部品。
【請求項９】
球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板部品とを具備する電子部品であって、
前記半導体装置と前記基板部品とは、前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、
前記金属コアは、前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、
前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、厚さの薄い方のランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、
前記第１の窪みの中心と前記薄い方のランドに接続する前記引出配線との距離が、前記薄い方のランドの中心と該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする電子部品。
【請求項１０】
球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板部品とを具備する電子部品であって、
前記半導体装置と前記基板部品とは、前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、
前記金属コアは、前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、
前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、厚さの厚い方のランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、
前記第１の窪みの中心を対面する厚さの薄い方のランドに投影した位置と該薄い方のランドに接続する前記引出配線との距離が、前記薄い方のランドと該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする電子部品。
【請求項１１】
球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板部品とを具備する電子部品であって、
前記半導体装置と前記基板部品とは、前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、
前記金属コアは、前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、
前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、ランドとの接続面積が小さい方の前記引出配線が接続されているランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、
前記第１の窪みの中心と該第１の窪みが形成されたランドに接続する前記引出配線との距離が、前記第１の窪みが形成されたランドの中心と該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする電子部品。
【請求項１２】
球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板部品とを具備する電子部品であって、
前記半導体装置と前記基板部品とは、前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、
前記金属コアは、前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、
前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、ランドとの接続面積が大きい方の前記引出配線が接続されているランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、
前記第１の窪みの中心を対面するランドに投影した位置と該対面するランドに接続する前記引出配線との距離が、前記対面するランドの中心と該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする電子部品。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の電子部品において、
前記ランドとの接続面積が小さい方の引出配線が接続されているランドと対になるランドに接続されている前記引出配線がビアであることを特徴とする電子部品。
【請求項１４】
請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の電子部品において、
前記第１の窪みは、該第１の窪みが形成された前記ランドの中心が該第１の窪みの領域内に入るように形成され、
前記第１の窪みの最深部の深さは、3μm以上であることを特徴とする電子部品。
【請求項１５】
請求項９乃至請求項１４のいずれかに記載の電子部品において、
前記ランドの平面視における前記第１の窪みの外径は、前記ランドの外径または短辺長の1/2倍以上かつ1倍以下であり、
前記ランドの断面視における前記第１の窪みの曲率半径は、前記金属コアの半径の0.7倍以上かつ2.3倍以下であることを特徴とする電子部品。
【請求項１６】
請求項９乃至請求項１５のいずれかに記載の電子部品において、
前記第１の窪みが形成されたランドと対になるランドの表面に球面状の第２の窪みが形成され、
前記第２の窪みの中心は前記第１の窪みの中心と正対していることを特徴とする電子部品。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電子部品において、
前記ランドの平面視における前記第２の窪みの外径は、前記ランドの外径または短辺長の1/2倍以上かつ1倍以下であり、
前記ランドの断面視における前記第２の窪みの曲率半径は、前記金属コアの半径の0.7倍以上かつ2.3倍以下であることを特徴とする電子部品。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７に記載の電子部品において、
前記第１の窪みおよび前記第２の窪みは、前記ランドの平面視においてそれぞれの外縁が前記ランドの外縁を超えないように形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
請求項９乃至請求項１８のいずれかに記載の半導体装置において、
前記金属コアの直径は、前記第１の窪みが形成されたランドの外径または短辺長の0.5倍以上かつ0.9倍以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
請求項９乃至請求項１９のいずれかに記載の電子部品において、
前記金属コアの主成分が銅であり、
前記金属コアの表面にニッケル層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２１】
請求項９乃至請求項２０のいずれかに記載の電子部品において、
前記半導体装置が電力伝送用であることを特徴とする電子部品。
【請求項２２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
複数の突起部を有する治具を前記ランドに押圧することで複数の前記窪みを一括して形成する工程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２３】
請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の電子部品の製造方法であって、
前記はんだの融点以上まで昇温しながら前記半導体装置と前記基板部品とを押圧してフリップチップ接続することで前記金属コアを前記第１の窪みの中心領域に配置させる工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の実装技術に関し、特に半導体装置のフリップチップ接続部における接続信頼性の高い半導体装置、それを用いた電子部品、およびそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型コンピュータ、パーソナルコンピュータ、携帯機器などの様々な情報機器は、年々高性能化や小型化が進んでいる。そのため、これらの機器に搭載される電子部品では、限られた空間の中により多くの半導体装置を実装すること（高密度実装化）が要求され、半導体装置の小型化とともに配線や端子構造の微細化が進展している。
【０００３】
半導体装置の小型化（配線や端子構造の微細化）の進展に伴って、半導体装置と基板の配線や端子とを接続するフリップチップ接続部（通常、はんだボールを用いた接続）での電気的および機械的な接続信頼性を確保するための技術が非常に重要になっている。そして、そのような要求を満たす接続技術として、フリップチップ接続部のはんだボール内部にコア材を配置させた接続構造および電子部品が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
一方、半導体装置の小型化とそれに伴う配線・端子の微細化の進展によって、（たとえ流れる電流値が同じであっても）近年、通電部分の電流密度が増大する傾向にある。電流密度の増大と微細化の進展は、半導体装置（フリップチップ接続部も含めて）での発熱密度の著しい増大につながり、熱による半導体装置の誤作動や破壊が懸念されている。このことから、熱対策（放熱性の向上とジュール発熱の低減）は重要な課題のうちの１つであり、上述した金属コア入りはんだボール（金属コア入りはんだバンプ）は該対策の有力候補になると考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０３１４７４号公報
【特許文献２】特開２００１−０６０７５９号公報
【特許文献３】特開平１０−３３５３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フリップチップ接続部における発熱密度の増大は、上述の問題のみならず、エレクトロマイグレーション現象に関する問題をもクローズアップさせるようになってきた。エレクトロマイグレーション現象は温度の上昇や電流密度の増大とともに発生し易くなる現象である。エレクトロマイグレーション現象が発生すると、フリップチップ接続部に空隙（亀裂）を生じさせ接触不良や断線という問題を引き起こす要因となるため、接続信頼性の観点からその対策が強く望まれている。
【０００７】
従って、本発明の目的は、エレクトロマイグレーション現象の発生を抑制して高い接続信頼性を確保すると共に、従来技術と同等以上の放熱性および導電性を確保したフリップチップ接続部を有する半導体装置およびそれを用いた電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様は、上記目的を達成するため、次のような特徴を有する。
球状の金属コアを内蔵したはんだボールが配設されたフリップチップ接続部を備えた半導体装置であって、前記半導体装置は前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線を有しており、前記金属コアは前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記ランドには前記はんだボールと接続する表面に球面状の窪みが形成されており、前記窪みの中心と前記引出配線との距離が前記ランドの中心と前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。なお、本発明において、「はんだボール」とは、はんだバンプを含むものとする。「球状の金属コア」の「球状」とは、単一外径を有する完全球体（真球体）である必要はなく、真球からのズレや外径のバラツキ（例えば、±5％程度）を許容するものとする。「球面状の窪み」の「球面状」とは、完全球体（真球体）の曲面である必要はなく、楕円球体や長円球体など他の球体の曲面や水滴形状（ティアドロップ形状）の曲面を含むものとする。また、「窪みの中心」とは、窪みの最深部の位置と定義する。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するため、次のような特徴を有する。
球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板とを具備する電子部品であって、前記半導体装置と前記基板とは前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、前記金属コアは前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、厚さの薄い方のランドには前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心と該第１の窪みが形成されたランドに接続する前記引出配線との距離が前記第１の窪みが形成されたランドと該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。なお、本発明において、ランドの「厚さ」とは、窪みが形成されていない領域の厚さを意味するものとする。
【００１０】
また、本発明の更に他の態様は、上記目的を達成するため、次のような特徴を有する。
球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板とを具備する電子部品であって、前記半導体装置と前記基板とは前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、前記金属コアは前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、厚さの厚い方のランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心を対面する厚さの薄い方のランドに投影した位置と該薄い方のランドに接続する前記引出配線との距離が、前記薄い方のランドと該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の更に他の態様は、上記目的を達成するため、次のような特徴を有する。
球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板とを具備する電子部品であって、前記半導体装置と前記基板とは前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、前記金属コアは前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、ランドとの接続面積が小さい方の前記引出配線が接続されているランドには前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心と該第１の窪みが形成されたランドに接続する前記引出配線との距離が前記第１の窪みが形成されたランドと該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の更に他の態様は、上記目的を達成するため、次のような特徴を有する。
球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板とを具備する電子部品であって、前記半導体装置と前記基板とは前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、前記金属コアは前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、ランドとの接続面積が大きい方の前記引出配線が接続されているランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心を対面するランドに投影した位置と該対面するランドに接続する前記引出配線との距離が、前記対面するランドの中心と該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エレクトロマイグレーション現象の発生を抑制して高い接続信頼性を確保すると共に、従来技術と同等以上の放熱性および導電性を確保したフリップチップ接続部を有する半導体装置およびそれを用いた電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】金属コア入りはんだボールを用いた従来のフリップチップ接続部における熱と電気の流れを示す拡大断面模式図である。
【図２】エレクトロマイグレーション現象の加速試験において平均寿命よりも短い寿命であったフリップチップ接続部の１例を示す断面スケッチである。
【図３】本発明に係る電子部品の１例を示す断面模式図とそのフリップチップ接続部の部分拡大模式図である。
【図４】エレクトロマイグレーション現象の加速試験を実施した各電子部品のフリップチップ接続部の拡大断面模式図である。
【図５】図４に示した各フリップチップ接続部において、チップから基板に向けて一定の熱流束がある場合におけるフリップチップ接続部内の厚さ方向の相対的な温度分布を示したグラフである。
【図６】金属コアとランドとの間に介在するはんだの厚さと金属コア中央からの距離との関係を示すグラフである。
【図７】金属コアとランドとの間に介在するはんだの平均厚さと窪みの曲率半径/金属コアの半径との関係を示すグラフである。
【図８】本発明に係る半導体装置の製造工程（窪みの形成工程）の１例を示す断面模式図である。
【図９】本発明に係る半導体装置の製造工程（はんだボールの配置工程）の１例を示す断面模式図である。
【図１０】本発明に係る電子部品の製造工程（フリップチップ接続工程）の１例を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る電子部品のフリップチップ接続部の１例を示す拡大断面模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る電子部品のフリップチップ接続部の１例を示す拡大断面模式図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る電子部品のフリップチップ接続部の他の１例を示す拡大断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。なお、同義の部材・部位には同じ符号を記して重複する説明を省略する。
【００１６】
前述したように、本発明に係る半導体装置は、球状の金属コアを内蔵したはんだボールが配設されたフリップチップ接続部を備えた半導体装置であって、前記半導体装置は、前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線を有しており、前記金属コアは、前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記ランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心と前記引出配線との距離が、前記ランドの中心と前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る電子部品は、球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板部品とを具備する電子部品であって、前記半導体装置と前記基板部品とは前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、前記金属コアは前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、厚さの薄い方のランドには前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心と該第１の窪みが形成されたランドに接続する前記引出配線との距離が前記第１の窪みが形成されたランドと該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。または、前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、厚さの厚い方のランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心を対面する厚さの薄い方のランドに投影した位置と該薄い方のランドに接続する前記引出配線との距離が、前記薄い方のランドと該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る他の電子部品は、球状の金属コアを内蔵したはんだボールを用いてフリップチップ接続された半導体装置と基板部品とを具備する電子部品であって、前記半導体装置と前記基板部品とは前記はんだボールと電気的接続されるランドおよび前記ランドと電気的接続される引出配線をそれぞれ有しており、前記金属コアは前記はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなり、前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、ランドとの接続面積が小さい方の前記引出配線が接続されているランドには前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心と該第１の窪みが形成されたランドに接続する前記引出配線との距離が前記第１の窪みが形成されたランドと該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。または、前記はんだボールを挟んで対面する各対の前記ランドのうち、ランドとの接続面積が大きい方の前記引出配線が接続されているランドには、前記はんだボールと接続する表面に球面状の第１の窪みが形成されており、前記第１の窪みの中心を対面するランドに投影した位置と該対面するランドに接続する前記引出配線との距離が、前記対面するランドの中心と該ランドに接続する前記引出配線との距離よりも長いことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記の発明に係る半導体装置または電子部品において、以下のような改良や変更を加えることができる。
（１）前記第１の窪みは該第１の窪みが形成されたランドの中心が該第１の窪みの領域内に入るように形成され、前記第１の窪みの最深部の深さは3μm以上である。
（２）前記ランドの平面視における前記第１の窪みの外径は前記ランドの外径または短辺長の1/2倍以上かつ1倍以下であり、前記ランドの断面視における前記第１の窪みの曲率半径は前記金属コアの半径の0.7倍以上かつ2.3倍以下である。なお、本発明において、「窪みの外径」および「ランドの外径」とは、円形における直径や楕円形における短軸径のように縦横（直交する２軸方向）で計測した場合の短い方の長さと定義する。「ランドの短辺長」とは、ランドが矩形状である場合の短い方の辺の長さと定義する。また、「金属コアの半径」とは、球状の金属コアの平均半径または公称製造半径と定義する。
（３）前記第１の窪みが形成されたランドと対になるランドの表面に球面状の第２の窪みが形成され、前記第２の窪みの中心は前記第１の窪みの中心と正対している。
（４）前記ランドの平面視における前記第２の窪みの外径が前記ランドの外径または短辺長の1/2倍以上かつ1倍以下であり、前記ランドの断面視における前記第２の窪みの曲率半径が前記金属コアの半径の0.7倍以上かつ2.3倍以下である。
（５）前記第１の窪みおよび前記第２の窪みは、前記ランドの平面視においてそれぞれの外縁が前記ランドの外縁を超えないように形成されている。
（６）前記金属コアの直径は、前記第１の窪みが形成されたランドの外径または短辺長の0.5倍以上かつ0.9倍以下である。なお、「金属コアの直径」とは、上述と同様に球状の金属コアの平均直径または公称製造直径と定義する。
（７）前記金属コアの主成分が銅であり、前記金属コアの表面にニッケル層が形成されている。
（８）前記半導体装置が電力伝送用である。
（９）前記ランドとの接続面積が小さい方の引出配線が接続されているランドと対になるランドに接続されている引出配線がビアである。
（１０）上記の半導体装置の製造方法であって、複数の突起部を有する治具を前記ランドに押圧することで複数の前記窪みを一括して形成する工程を有する。
（１１）上記の電子部品の製造方法であって、前記はんだの融点以上まで昇温しながら前記半導体装置と前記基板部品とを押圧してフリップチップ接続することで前記金属コアを前記第１の窪みの中心領域に配置させる工程を有する。
【００２０】
（銅コア入りはんだボールによるエレクトロマイグレーション現象への効果と課題）
本発明者等は、はんだボール（はんだバンプ）によるフリップチップ接続部において、銅コア入りはんだボールを用いたことによるエレクトロマイグレーション現象への影響を調査・研究してきた。はじめに、その調査・研究により見出された効果と課題について簡単に説明する。
【００２１】
図１は、金属コア入りはんだボールを用いた従来のフリップチップ接続部における熱と電気の流れを示す拡大断面模式図である。なお、金属コアは、はんだよりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料（例えば、銅）からなる。図１に示したように、フリップチップ接続部においては、チップ（半導体素子）11のチップ側ランド12と基板21の基板側ランド22とが、はんだボール（はんだバンプ）16を介して接続されている。はんだボール16は、金属コア15がはんだ14に内蔵されているものである。また、チップ側ランド12にはチップ側引出配線13が接続され、基板側ランド22には基板側引出配線23が接続されている。
【００２２】
図１(ａ)に示すように、一般的に熱は、発熱源であるチップ11から基板21に流れるので、フリップチップ接続部を図中の上下方向（厚さ方向）に流れる。ここで、金属コア15ははんだ14よりも高い熱伝導率を有することから、金属コア入りはんだボールは、金属コア無しはんだボールよりも熱抵抗を低減することができ放熱性が向上する。
【００２３】
一方、図１(ｂ)に示すように、電流（厳密には電子の流れ、電子流）はチップ側引出配線13または基板側引出配線23のいずれかの一方から他方に向かって流れる。ここで、金属コア15ははんだ14よりも高い電気伝導率を有することから、金属コア入りはんだボールは、金属コア無しはんだボールよりも電気抵抗を低減することができ、フリップチップ接続部でのジュール発熱が低減する。
【００２４】
はんだボール内を流れる電子の密度分布（電子流密度分布）を金属コアが有る場合と無い場合とでそれぞれ二次元シミュレーションを行った。その結果、電子流密度の最も高い領域は、電子流の上流側におけるランドと引出配線との接合箇所近傍であることが判った（図１(ｂ)参照）。また、金属コア入りはんだボールの場合、電子流は金属ボール内を優先して流れるため、はんだ領域内の最大電子流密度が、金属コア無しはんだボールの場合よりも小さくなることが判った。
【００２５】
前述したように、エレクトロマイグレーション現象は温度の上昇や電流密度の増大とともに発生し易くなる現象である。金属コア入りはんだボールを用いたフリップチップ接続部は、上述したような放熱性の向上、ジュール発熱の低減、および最大電子流密度の低下から、エレクトロマイグレーション現象の発生が抑制されることが期待された。
【００２６】
そこで、金属コア無しはんだボールを用いたフリップチップ接続部および金属コア入りはんだボールを用いたフリップチップ接続部に対してエレクトロマイグレーション現象の加速試験（環境温度：150℃、チップ内平均電流密度：1×104 A/cm2）を行った。チップ側ランドと基板側ランドとの間の電気抵抗を測定し、初期抵抗値の1.5倍に達した時間を寿命とした。その結果、金属コア無しはんだボールを用いたフリップチップ接続部は、平均寿命約210時間（変動幅：±約30時間）であった。それに対し、金属コア入りはんだボールを用いたフリップチップ接続部は、平均寿命約850時間（変動幅：±約150時間）となった。
【００２７】
金属コア入りはんだボールを用いることによってフリップチップ接続部の平均寿命が約4倍長寿命化するという効果が確認されたが、寿命変動幅は約5倍に拡大するという問題が生じた。一方、フリップチップ接続部の接続信頼性という観点においては、平均寿命よりも最短寿命の方が重要であり、最近では1000時間以上の最短寿命（接続信頼性）が求められている。すなわち、寿命変動幅を縮小するとともに、更なる長寿命化が次の課題として見出された。
【００２８】
（寿命変動幅の拡大要因の調査と解析）
寿命変動幅の拡大要因を調査するため、上記加速試験を行った各試料の微構造観察を行った。図２は、エレクトロマイグレーション現象の加速試験において平均寿命よりも短い寿命であったフリップチップ接続部の１例を示す断面スケッチである。図２に示したように、エレクトロマイグレーション現象による空隙（亀裂）は、最大電子流密度の初期領域（電子流の上流側におけるランドと引出配線との接合箇所近傍）から発生・進展していることが確認された。加えて、平均寿命よりも短い寿命の試料では、金属コア15がはんだボール16の中央に位置しておらず、最大電子流密度の初期領域に近い側に位置しているという新たな事実を見出した。
【００２９】
そこで、金属コア入りはんだボールを用いたフリップチップ接続部における金属コアの位置と最大電子流密度との関係に着目して二次元シミュレーションを行った。その結果、金属コア無しはんだボールを用いたフリップチップ接続部での最大電子流密度を100（基準）とした場合、はんだボール16中での金属コア15の位置（図１中の左右方向での位置）によって最大電子流密度が91〜101と大きく変動することが判った。
【００３０】
より具体的には、金属コア15がはんだボール16の中央に位置している場合で93、最大電子流密度の初期領域から遠い側に位置している場合で91と基準よりも減少するのに対し、最大電子流密度の初期領域に近い側に位置している場合は101と基準よりも増大することが判明した。すなわち、寿命変動幅が拡大した要因は、はんだボール16中での金属コア15の位置が一定していないためと考えられた。なお、フリップチップ接続部の熱抵抗に関しては、熱流が厚さ方向に流れるため、はんだボール16中で金属コア15の位置（厚さ方向に直交する方向の位置）が変動したとしても、ほとんど影響を受けない。
【００３１】
（本発明に係る半導体装置および電子部品の基本思想）
本発明は、上述した調査・研究により得られた知見に基づいて完成されたものである。本発明のエッセンスは、金属コア入りはんだボールを用いてフリップチップ接続される半導体装置またはフリップチップ接続された電子部品において、フリップチップ接続部での最大電子流密度の初期領域からできるだけ遠い位置に前記金属コアを安定して配設することである。なお、フリップチップ接続部において、一般的に、チップ側ランド12の方が基板側ランド22よりも薄く形成されることから、最大電子流密度の初期領域はチップ側ランド12とチップ側引出配線13との接続箇所近傍になることが多く、そこからできるだけ遠い位置に金属コア15を配設することが好ましい。また、同じ最大電子流密度を有する箇所が金属コア15を挟んで電子流の上流側と下流側とにある場合は、電子流の上流側にある最大電子流密度の領域を対象としてそこからできるだけ遠い位置に金属コア15を配設する。
【００３２】
［本発明の第１実施形態］
（本発明に係る電子部品の構造）
図３は、本発明に係る電子部品の１例を示す断面模式図とそのフリップチップ接続部の部分拡大模式図である。図３に示したように、本発明に係る電子部品30は、本発明に係る半導体装置10の電極（ランド）と該ランドの対になる基板部品20のランドとがフリップチップ接続部を介して接続されているものである。フリップチップ接続部には、はんだ14中に金属コア15が内蔵されたはんだボール16が用いられる。なお、半導体装置10と基板部品20との間にアンダーフィル31が配設されることが好ましいが、アンダーフィル31が無くてもよい。
【００３３】
フリップチップ接続部において、チップ11の下表面（基板部品20に対向する面）にはチップ側ランド12が設けられ、チップ側ランド12にはチップ側引出配線13が接続されている。チップ側ランド12の表面には球面状の第１の窪み17が形成され、はんだボール16の金属コア15が第１の窪み17内に収容されるように固定される。ここで、第１の窪み17は、第１の窪み17の中心とチップ側引出配線13との距離が、チップ側ランド12の中心とチップ側引出配線13との距離よりも長くなる位置（すなわち、チップ側ランド12の中心よりも遠い側の位置）に形成されている。
【００３４】
基板21の上表面（半導体装置10に対向する面）には基板側ランド22が設けられ、基板側ランド22には基板側引出配線23が接続されている。基板側ランド22の表面で第１の窪み17と正対する位置には球面状の第２の窪み24が形成され、はんだボール16の金属コア15が第２の窪み24内に収容されるように固定される。なお、金属コア15をはんだボール16中で安定して固定する観点および後述する熱抵抗や電気抵抗の低減の観点から、第２の窪み24が形成されることが好ましいが、形成されていなくてもよい。
【００３５】
チップ側ランド12の中心が第１の窪み17の領域内に入るように第１の窪み17が形成され、基板側ランド22の中心が第２の窪み24の領域内に入るように第２の窪み24が形成されることが望ましい。より具体的には、チップ側ランド12を平面視したとき（基板側ランド22から見たとき）の第１の窪み17の外径は、チップ側ランド12の外径または短辺長の1/2倍以上かつ1倍以下であることが望ましい。また、基板側ランド22を平面視したとき（チップ側ランド12から見たとき）の第２の窪み24の外径は、基板側ランド22の外径または短辺長の1/2倍以上かつ1倍以下であることが望ましい。ただし、第１の窪み17および第２の窪み24は、はんだボール16からの金属コア15の飛び出しを防止するため、それぞれの外縁がランドの平面視におけるランドの外縁を超えないように形成される。これらにより、フリップチップ接続する際に、金属コア15を所望の位置へ容易に誘導することができる。ランドを断面視したときの窪みの曲率半径に関しては後述する。
【００３６】
金属コア15を覆うはんだ14の厚さは最薄部で通常3μm程度あることから、金属コア15を窪みの深さ方向に収容するために、第１の窪み17および第２の窪み24の少なくとも一方の最深部の深さは、3μm以上であることが望ましく、5μm以上がより望ましく、10μm以上が更に望ましい（特段言うまでもないが、それぞれのランドの厚さ未満である）。言い換えると、チップ側ランド12および基板側ランド22の少なくとも一方の厚さは、3μm超であることが望ましく、5μm超がより望ましく、10μm超が更に望ましい。これにより、金属コア15をより確実に窪みに収容することができる。
【００３７】
本発明において、球状の金属コア15の直径に特段の限定はないが、フリップチップ接続部における熱抵抗や電気抵抗の低減の観点から、チップ側ランド12および基板側ランド22の小さい方のランドの外径または短辺長の0.5倍以上かつ0.9倍以下であることが望ましい。また、金属コア15の材質に関しても、はんだ14よりも高い熱伝導率と電気伝導率とを有する材料からなる限り特段の限定はないが、好適な例としては、主成分が銅であり該銅コアの表面にニッケル層が形成されている金属コアが挙げられる。
【００３８】
（エレクトロマイグレーション現象の抑制効果）
本発明に係る電子部品におけるエレクトロマイグレーション現象の抑制効果を確認するために、前述と同様のエレクトロマイグレーション現象加速試験（環境温度：150℃、チップ内平均電流密度：1×104 A/cm2）を行ってフリップチップ接続部の最短寿命を調査した。図４は、エレクトロマイグレーション現象の加速試験を実施した各電子部品のフリップチップ接続部の拡大断面模式図である。図４(ａ)は本発明に係る電子部品（実施例１）、図４(ｂ)は金属コア入りはんだボールを用いているがランドに窪みが形成されていない従来の電子部品（比較例１）、図４(ｃ)は金属コア無しはんだボールを用いかつランドに窪みが形成されていない従来の電子部品（比較例２）である。
【００３９】
各電子部品（実施例１、比較例１、比較例２）の半導体装置において、チップ11を平面寸法が一辺10 mmで厚さ400μmのシリコンチップとし、チップ側ランド12を直径100μmで厚さ10μmの銅ランドとし、チップ側引出配線13を幅80μmで厚さ1μmのアルミ配線として統一した。また、各電子部品の基板部品において、基板21を平面寸法が一辺15 mmで厚さ800μmのガラスエポキシ基板とし、基板側ランド22を直径100μmで厚さ18μmの銅ランドとし、ランド側引出配線23を幅80μmで厚さ10μmの銅配線として統一した。
【００４０】
また、はんだ14にはSn-Ag-Cu系の鉛フリーはんだを用い、金属コア15には公称直径80μmの銅ボールの表面にニッケルメッキ（厚さ2μm）を施したものを用いた。なお、ニッケルメッキを施すのは、はんだ14中に金属コア15の銅が拡散することを防止するためである。はんだボールの直径は100μmで統一した。
【００４１】
実施例１において、チップ側ランド12の下表面および基板側ランド22の上表面には、それぞれ第１の窪み17および第２の窪み24が設けられている。第１の窪み17は、チップ側ランド12の中心が第１の窪み17の領域内に入り、かつ第１の窪み17の中心（最深部の位置）とチップ側引出配線13との距離がチップ側ランド12の中心とチップ側引出配線13との距離よりも長くなる位置に形成した。第２の窪み24は、その中心（最深部の位置）が第１の窪み17の中心と正対するように形成した。
【００４２】
第１の窪み17および第２の窪み24の深さは、それぞれ7μmとした。また、ランドの断面視における第１の窪み17および第２の窪み24の曲率半径は、それぞれ50μmとした。なお、ランドの平面視における第１の窪み17および第２の窪み24の外径は、それぞれ51μmであった。その結果、金属コア15は、第１の窪み17と第２の窪み24との間に挟まれて、両窪み内に収容されるように配置された。
【００４３】
エレクトロマイグレーション現象加速試験によるフリップチップ接続部の最短寿命の結果を表１に示す。表１に示したように、比較例１の最短寿命が約700時間、比較例２の最短寿命が約180時間であったのに対し、実施例１の最短寿命は1000時間超であり要求される1000時間以上を十分クリアするものであった。すなわち、本発明に係る電子部品のフリップチップ接続部は、エレクトロマイグレーション現象に対する高い耐性を有し、優れた接続信頼性を示すことが実証された。
【００４４】
【表１】
2012099642.tif 000003
【００４５】
（熱抵抗および電気抵抗の低減効果）
本発明に係る半導体装置および電子部品のフリップチップ接続部における熱抵抗や電気抵抗について検討した。図５は、図４に示した各フリップチップ接続部において、チップから基板に向けて一定の熱流束がある場合におけるフリップチップ接続部内の厚さ方向の相対的な温度分布を示したグラフである。図５に示したように、比較例２（金属コア無しはんだボール）における基板側ランド22下面からチップ側ランド12上面までの温度差を1.0とした場合、比較例１（金属コア入りはんだボール、窪み無し）の温度差は0.46であり、実施例１（金属コア入りはんだボール、窪み有り）は0.31である。本発明のフリップチップ接続部が厚さ方向の温度差が最も小さい。言い換えると、本発明のフリップチップ接続部は従来よりも小さい熱抵抗を有し、実施例１は比較例１と比べて約3割小さい熱抵抗を示した。
【００４６】
実施例１と比較例２とを比較すると、フリップチップ接続部厚さ方向の中央領域において実施例１は比較例２よりも温度勾配が小さい。これは、比較例２でははんだボール16’の内部に金属コアを持たないのに対して、実施例１でははんだボール16の内部にはんだ14よりも熱電導率の高い金属コア15を持つためである。
【００４７】
また、実施例１と比較例１とを比較すると、双方ともはんだボール16の内部に金属コア15を持つため厚さ方向の中央領域での温度勾配に違いは無いが、金属コアと各ランドとの間の領域（すなわち、はんだ14の領域）において実施例１は比較例１よりも温度勾配が小さい。これは、金属コア15と各ランドとの間に介在するはんだ14の平均厚さが、実施例１と比較例１とで異なるためと考えられた。
【００４８】
図６は、金属コアとランドとの間に介在するはんだの厚さと金属コア中央からの距離との関係を示すグラフである。図６では、はんだ最薄部の厚さを5μmとして計算した。図６に示したように、比較例１では、両ランドに窪みを持たないのでランドと金属コアとの間に介在するはんだの厚さは金属コア中央から離れるにつれて急激に大きくなる。一方、実施例１では、両ランド12，22が窪み17，24を持つことで、窪みの領域内でのはんだ厚さの変化が小さい。その結果、比較例１の平均はんだ厚さ18.3μmに対して、実施例１の平均はんだ厚さは12.9μmと薄くなる。これが、実施例１と比較例１との温度勾配の差異（熱抵抗の差異）に寄与したものと考えられる。
【００４９】
上記の結果から、ランドに窪みを形成することで、金属コアとランドとの間に介在するはんだの平均厚さが薄くなりフリップチップ接続部の熱抵抗が低下することが明らかになった。加えて、電気抵抗率が比較的高いはんだの平均厚さが薄くなることは、該領域の電気抵抗が低減されることを意味しジュール発熱の低減につながる効果もある。そこで、はんだ平均厚さに対する窪みの曲率半径と金属コアの半径との比（窪みの曲率半径/金属コアの半径）の影響について検討した。
【００５０】
図７は、金属コアとランドとの間に介在するはんだの平均厚さと窪みの曲率半径/金属コアの半径との関係を示すグラフである。図７では、金属コアの半径を40μm、はんだ最薄部の厚さを5μm、窪みの深さを10μmとして計算した。図７に示したように、「窪みの曲率半径/金属コアの半径≒1」の領域ではんだ平均厚さが最小となり、窪みの曲率半径が大きくなるにつれてはんだ平均厚さは緩やかに増大することが判った。また、窪みの曲率半径が小さくなるにつれてはんだ平均厚さは急激に増大することが判った。これは、窪みの曲率半径が金属コアの半径超の場合には、はんだ最薄部が金属コアの中央位置となるのに対し、窪みの曲率半径が金属コアの半径以下の場合は、はんだ最薄部が窪みの外縁部となるためである。なお、これらの傾向は、金属コア半径やはんだ最薄部の厚さが異なる条件でも同様である。
【００５１】
前述したように、フリップチップ接続部の熱抵抗や電気抵抗を低減するためには、はんだの平均厚さを薄くすることが望ましく、少なくとも窪みが形成されていない場合のはんだ平均厚さ（例えば、図６の比較例１参照）よりも薄くすることが望ましい。有意な効果を得るためには、窪みが形成されていない場合よりも2割程度以上薄くすること（例えば、図７の場合で15μm程度以下）が望ましい。一方、エレクトロマイグレーション現象を抑制するためには、望ましい位置に金属コアを安定して固定する必要がある（最大電子流密度の初期領域からできるだけ遠い位置に金属コアを安定して配設するためには、窪みの中心をランドの中心からずらし、ランドの中心が窪みの領域内に入るように窪みを形成する）。それらの要求を勘案すると、窪みの曲率半径は金属コアの半径の0.7倍以上2.3倍以下であることが望ましく、1倍以上2.2倍以下がより望ましい。なお、窪みは1つの曲率半径で構成される必要はなく、1つの窪みの中で曲率半径が変化していてもよい。
【００５２】
なお、本発明においては、１つの半導体装置または１つの電子部品におけるフリップチップ接続部の全てのランドに本発明の構成（窪みの形成）を備えなくても良い。フリップチップ接続部の各接続は、信号の伝送や電力の伝送などそれぞれ役割が異なり、流れる電流や配線幅が異なる。本発明は、電子流密度が大きいフリップチップ接続部や高放熱を要求されるフリップチップ接続部に用いることが有効であり、具体的には、電力の伝送に用いるフリップチップ接続部は電流量や発熱量が大きいことから特に有効である。言い換えると、本発明は電力の伝送に用いる半導体装置や電子部品に対して好適に適用できる。
【００５３】
（本発明に係る半導体装置の製造方法）
図８〜９を用いて本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する。図８は、本発明に係る半導体装置の製造工程（窪みの形成工程）の１例を示す断面模式図である。初めに、図８(ａ)に示すように、フリップチップ接続する側の表面にチップ側ランド12を備えたチップ11を用意する。このとき、チップ11は個片化した後であっても、個片化前のウェハ状態であっても良い。
【００５４】
次に、図８(ｂ)に示すように、治具41をチップ11の上に配置する。治具41の一方の面には突起部42があり、各突起部42がチップ11上のチップ側ランド12に面するように配置する。治具41（少なくとも突起部42）は、チップ側ランド12よりも硬い材料（例えば、鉄鋼材料）で構成される。
【００５５】
次に、図８(ｃ)に示すように、治具41の突起部42をチップ側ランド12にプレスする。プレス荷重は、チップ側ランド12を塑性変形させるが、チップ11内部の回路や配線がダメージを受けない範囲で任意に選ぶことができる。次に、治具41を取り外すことで、チップ側ランド12に第１の窪み17が形成されたチップ11を製造できる（図８(ｄ)参照）。
【００５６】
チップの個片化前に本工程を行う場合、個片化した後に行う場合と比較して一度にプレス加工できるランド数を増やせるので、プレス加工の作業回数を減らすことができる。一方、使用する治具41の寸法が大きくなり、均一な加圧をするための制御が必要となる。これらの特徴を鑑みて、工程の順序を選択することができる。
【００５７】
図９は、本発明に係る半導体装置の製造工程（はんだボールの配置工程）の１例を示す断面模式図である。図９(ａ)に示すように、チップ11のチップ側ランド12が形成された面上にフラックス用マスク43を配置し、フラックス44を塗布する。フラックス用マスク43は、チップ11上でチップ側ランド12部分のみが露出するようにマスキングされたマスクである。
【００５８】
次に、図９(ｂ)に示すように、フラックス用マスク43を取り外し、換わりにはんだボール用マスク45を配置する。次に、図９(ｃ)に示すように、はんだ14に金属コア15を内蔵するはんだボール16を塗布した各フラックス44の上に配置する。
【００５９】
最後に、はんだボール用マスク45を取り外すと、各チップ側ランド12の上にはんだボール16が配置された半導体装置10が完成する。はんだボール16はフラックス44の粘性によって固定されている。なお、上記の工程ではフラックス44を用いてはんだボール16をチップ側ランド12上に固定したが、ペースト状のはんだ材を用いてもよい。この場合、リフロー工程後の各接続部のはんだ量が所定の量になるように、はんだボール16のはんだ14の量を調整する。
【００６０】
（本発明に係る電子部品の製造方法）
次に、本発明に係る電子部品の製造方法を説明する。図１０は、本発明に係る電子部品の製造工程（フリップチップ接続工程）の１例を示す断面模式図である。図１０に示すように、半導体装置10の各はんだボール16が基板部品20の各基板側ランド22に面するように半導体装置10を配置する。なお、詳細な説明は省略するが、基板側ランド22の表面にも図８と同様な方法で第２の窪み24を形成することができる。
【００６１】
次に、はんだ14の融点以上まで昇温しながら半導体装置10と基板部品20とを押圧する。ここで、第１の窪み17および第２の窪み24は、チップ側ランド12の中心および基板側ランド22の中心がそれぞれの窪みの領域内に入るように形成されていることから、金属コア15は、窪みの勾配に沿って窪みの中心（最深部）に移動する。最後に、はんだ14の凝固点以下に降温して除圧することで本発明に係る電子部品が完成する。
【００６２】
［本発明の第２実施形態］
本実施形態は、フリップチップ接続部に流れる電子流の上流下流が定まらない場合（例えば交流の場合）に好適な電子部品の例である。図１１は、本発明の第２実施形態に係る電子部品のフリップチップ接続部の１例を示す拡大断面模式図である。図１１に示したように、第２実施形態に係る電子部品は、はんだボール16を挟んで対向するチップ側ランド12と基板側ランド22とでランド厚さに差異がある場合であって、薄い方のランドと該薄い方のランドに接続する引出配線との接続箇所から遠くなる側に窪みが形成されている。
【００６３】
ランドが厚い場合、引出配線から流れ込んだ電子流は、はんだ14に到達するまでに広がりやすいため、ランドと引出配線との接続箇所近傍のはんだに生じる電子流密度が低下する。言い換えると、チップ側と基板側のランドの厚さが異なる場合、薄い方のランドと引出配線との接続箇所近傍で最大電子流密度が発生する。したがって、エレクトロマイグレーション現象の発生を抑制するためには、薄い方のランドと該薄い方のランドに接続する引出配線との接続箇所から遠くなる側に窪みを形成することが有効である。
【００６４】
なお、本実施形態では、チップ側と基板側とでランドの厚さが異なることから、第１の窪み17の深さと第２の窪み24の深さを同じにする必要はなく、厚い方のランドに形成される窪みをより深く形成してもよい。それにより、金属コアとランドとの間に介在するはんだの平均厚さをより薄くすることができる。また、厚い方のランドに第１の窪みを形成し、薄い方のランドには窪みを形成しなくてもよい。
【００６５】
［本発明の第３実施形態］
本実施形態も第２実施形態と同様に、フリップチップ接続部に流れる電子流の上流下流が定まらない場合に好適な電子部品の例である。図１２は、本発明の第３実施形態に係る電子部品のフリップチップ接続部の１例を示す拡大断面模式図である。図１２に示したように、第３実施形態に係る電子部品の１例は、基板側ランド22に接続される引出配線が基板21を貫通するビア25であり、チップ側ランド12とチップ側引出配線13との接続箇所から遠くなる側に窪みが形成されている。
【００６６】
図１３は、本発明の第３実施形態に係る電子部品のフリップチップ接続部の他の１例を示す拡大断面模式図である。図１３に示したように、第３実施形態に係る電子部品の他の１例は、チップ側引出配線13が絶縁層18で絶縁されていてチップ側ランド12とチップ側引出配線13との接続が窓状接続部19を介してなされており、基板側ランド22と基板側引出配線23との接続箇所から遠くなる側に窪みが形成されている。
【００６７】
すなわち、第３実施形態に係る電子部品は、ランドと引出配線との接続面積に差異がある場合であって、接続面積が小さい方のランドと該ランドに接続する引出配線との接続箇所から遠くなる側に窪みが形成されている。ビア25や窓状接続部19のようにランドとの接続面積が大きくランドの中央部近傍に接続される引出配線の場合、ビア25や窓状接続部19から流れ込んだ電子流は、はんだ14に到達するまでに速やかに広がるため、該ランドと接続するはんだ14の端部に電子流集中は生じない。
【００６８】
言い換えると、ランドと引出配線との接続面積がチップ側と基板側のランドで異なる場合、接続面積が小さい方のランドと引出配線との接続箇所近傍で最大電子流密度が発生する。したがって、エレクトロマイグレーション現象の発生を抑制するためには、接続面積が小さい方のランドと該ランドに接続する引出配線との接続箇所から遠くなる側に窪みを形成することが有効である。なお、チップ側ランド12と基板側ランド22の両方に窪みが形成されることが望ましいが、フリップチップ接続部の電流量などに応じてどちらか一方の窪みを省略してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
10…半導体装置、
11…チップ、12…チップ側ランド、13…チップ側引出配線、
14…はんだ、15…金属コア、16，16’…はんだボール、
17…第１の窪み、18…絶縁層、19…窓状接続部、
20…基板部品、
21…基板、22…基板側ランド、23…基板側引出配線、
24…第２の窪み、25…ビア、
30…電子部品、31…アンダーフィル、
41…治具、42…突起部、
43…フラックス用マスク、44…フラックス、45…はんだボール用マスク。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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