(57)【要約】【課題】能動面に対向する部分における配線の気泡残留を防止できる半導体装置及び電子デバイスを提供する。【解決手段】本発明の半導体装置１００は、半導体部品２と、半導体部品２の能動面２ａ側と電気的に接続される配線部１７が形成された配線基板１と、少なくとも能動面２ａと配線部１７との接続部分を覆うように配線基板１上に設けられる樹脂材２０と、を備える。また、配線部１７は、能動面２ａに対向し、且つ半導体部品２と電気的に接続されない部分の厚さが他の部分に比べて薄くなった薄膜部１７ａを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体部品と、
前記半導体部品の能動面側と電気的に接続される配線部が形成された配線基板と、
少なくとも前記能動面と前記配線部との接続部分を覆うように前記配線基板上に設けられる樹脂材と、を備え、
前記配線部は、前記能動面に対向し、且つ前記半導体部品と電気的に接続されない部分の厚さが他の部分に比べて薄くなった薄膜部を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記薄膜部は、互いが平行に延びる複数の配線から構成され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】
前記薄膜部は、前記能動面の中央部に対向する位置に設けられ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】
前記薄膜部がプレス加工により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記薄膜部がエッチング加工により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記樹脂材は、アンダーフィル材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップ（半導体部品）を配線基板上に実装する技術では半導体チップと配線基板との導通信頼性の確保とともに、半導体装置の高密度化に伴って隣接する配線（バンプ）間の更なる狭ピッチ化（微細化）が求められている。そのため、半導体チップの能動面に対向する部分にも配線が設けられた配線基板が利用されるようになってきている。
【０００３】
このように能動面に対向する配線は、アンダーフィル材を充填する際の抵抗となるため、配線の近傍に気泡が残留するおそれがあった。そこで、配線の屈曲部における気泡の残留を防止した技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０２３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術においては屈曲部に残留する気泡については解消できるものの、配線が屈曲しない例えばストレート形状の場合、気泡の残留を防止することができないことから配線の形状によらず気泡の残留を防止できる新たな技術の提供が望まれていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、能動面に対向する部分における配線の気泡残留を防止できる半導体装置及び電子デバイス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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の半導体装置は半導体部品と、前記半導体部品の能動面側と電気的に接続される配線部が形成された配線基板と、少なくとも前記能動面と前記配線部との接続部分を覆うように前記配線基板上に設けられる樹脂材と、を備え、前記配線部は、前記能動面に対向し、且つ前記半導体部品と電気的に接続されない部分の厚さが他の部分に比べて薄くなった薄膜部を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の半導体装置によれば、気泡の残留が生じやすい能動面に対向し、且つ半導体部品に電気的に接続されない部分に設けられた薄膜部と能動面との間で十分な隙間が確保される。よって、樹脂封止をした時に薄膜部に気泡が残留することがなく、樹脂材の中に気泡が残留するのを防止できる。
従って、樹脂材中の気泡残留に起因する動作不良等の不具合の発生が防止された信頼性の高い半導体装置を提供できる。
【０００９】
前記薄膜部は、互いが平行に延びる複数の配線から構成される構成としてもよい。
この構成によれば、特に気泡が残留し易い複数の配線間における気泡残留を良好に防止することができる。
【００１０】
前記薄膜部は、前記能動面の中央部に対向する位置に設けられる構成としてもよい。
この構成によれば、気泡が残留しやすい能動面の中央部に薄膜部が設けられるので、気泡残留を効果的に防止することができる。
【００１１】
前記薄膜部がプレス加工により形成されている構成としてもよい。
この構成によれば、プレス加工によって簡便に薄膜部を形成することで低コスト化を実現できる。
【００１２】
前記薄膜部がエッチング加工により形成されている構成としてもよい。
この構成によれば、エッチング加工によって所望な形状の薄膜部を形成することができる。
【００１３】
前記樹脂材は、アンダーフィル材である構成としてもよい。
この構成によれば、アンダーフィル材に気泡を残留させないように半導体チップの実装部を樹脂封止することができる。
【００１４】
本発明の電子デバイスは、上記の半導体装置を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の電子デバイスによれば、気泡残留による不具合の発生が防止された半導体装置を備えるので、電子デバイス自体も信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】半導体装置の構成を示す平面図。
【図２】半導体装置における要部構成を示す断面図。
【図３】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図４】他の形態に係る薄膜部の形成工程を示す図。
【図５】（ａ）は液晶モジュールの構成を示す断面図、（ｂ）は液晶モジュールの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１８】
図１は本実施形態に係る半導体装置１００の構成を示す平面図であり、図２は半導体装置１００における要部構成を示す断面図である。
図１に示すように、半導体装置１００は、配線基板１と、該配線基板１に実装される半導体チップ２と、を主体として構成される。なお、半導体装置１００は、後述する液晶モジュールの駆動ドライバーを構成するためのものである。
【００１９】
配線基板１は、例えばポリイミド等のフィルム材料から構成された可撓性を有するものである。また、配線基板１は配線部１５を有する。配線部１５は入力用配線（導電部）１１と出力用配線１２とを含む。入力用配線１１は半導体チップ２の入力側に接続されるものであり、出力用配線１２は半導体チップ２の出力側に接続されるものである。入力用配線１１及び出力用配線１２は、例えば表面にＡｕ又はＳｎめっき処理が施された銅箔パターンから構成される。
【００２０】
図２に示すように半導体チップ２は、配線基板１の入力用配線１１に電気的に接続される入力側バンプ２１と、配線基板１の出力用配線１２に電気的に接続される出力側バンプ２２と、を有している。
【００２１】
本実施形態では、半導体チップ２（入力側バンプ２１及び出力側バンプ２２）と配線基板１（入力用配線１１及び出力用配線１２）の間の電気的接続は、半田接合や合金接合などの金属接合、または絶縁性接着剤、絶縁性樹脂等による圧接接合を用いても良い。
【００２２】
入力用配線１１及び出力用配線１２は、一端側が半導体チップ２にそれぞれ電気的に接続されている。また、配線基板１上には入力用配線１１及び出力用配線１２を覆うようにソルダーレジスト層１６が設けられている。入力用配線１１及び出力用配線１２の他端側は、ソルダーレジスト層１６から露出した状態とされている。
【００２３】
半導体装置１００は、半導体チップ２の能動面２ａ及び配線基板１間の隙間及び該半導体チップ２の周囲を覆うようにアンダーフィル材（樹脂材）２０が設けられている。アンダーフィル材２０は、ソルダーレジスト層１６上に重なるように設けられている。このようなアンダーフィル材２０としては、熱硬化性を有する樹脂材料から構成される。
【００２４】
本実施形態に係る半導体装置１００は、能動面２ａ及び配線基板１の隙間に充填されたアンダーフィル材２０中における気泡の残留が防止されたものとなっている。よって、半導体装置１００は、残留気泡に起因する動作不良が防止された信頼性の高いものとされている。
【００２５】
配線基板１は、上記入力用配線１１及び出力用配線１２の他に、半導体チップ２の能動面に対向するように引き回された能動面配線（配線部）１７を有している。能動面配線１７は互いが平行に延びる２本の配線から構成される。能動面配線１７は半導体チップ２に電気的に接続されることはなく、配線基板１上の別の領域に設けられた端子部から引き回されたものである。このように本実施形態においては、半導体チップ２の能動面２ａに対向する領域に能動面配線１７を引き回すことで配線の引き回し領域を小さくし、配線基板１の小型化を実現している。
【００２６】
能動面配線１７は、他の配線（入力用配線１１及び出力用配線１２）に比べて厚さが薄く（半分程度）なった薄膜部１７ａを含む。薄膜部１７ａは他の配線と電気抵抗が同じになるように幅が調整されている。具体的に断面形状が他の配線と同じとなるように幅が２倍程度に調整されている。
【００２７】
薄膜部１７ａは、配線基板１の半導体チップ２の能動面２ａに対向し、且つ半導体チップ２に接続されない部分から構成される。本実施形態に係る能動面配線１７は、半導体チップ２と電気的に接続されないことから半導体チップ２と平面的に重なる部分が上記薄膜部１７ａを構成する。薄膜部１７ａは、能動面２ａの中央部に対向する位置に設けられている。
【００２８】
なお、能動面配線１７の一部が半導体チップ２の能動面２ａに電気的に接続され、該能動面２ａから基板上の離れた領域まで引き出された構成であっても構わない。この場合、薄膜部１７ａは、能動面配線１７のうち能動面２ａに対向する部分から能動面２ａに電気的に接続される部分を除いたものから構成される。
【００２９】
図３は半導体装置１００の製造方法を説明するための図である。
はじめに図３（ａ）に示すように配線基板１を形成する。配線基板１の形成材料としてポリイミド等の可撓性材料上に銅箔をセミアディティブ法によってパターニングすることで入力用配線１１、出力用配線１２、及び能動面配線１７を形成する。そして、入力用配線１１及び出力用配線１２を覆うようにソルダーレジスト層１６を形成する。なお、入力用配線１１及び出力用配線１２の他端側についてはソルダーレジスト層１６を除去しておく。
【００３０】
続いて図３（ｂ）に示すように能動面配線１７の所定領域（能動面２ａに対向する領域）をプレス装置Ｐによるプレス加工によって押し潰す。プレス量としては、薄膜部１７ａの厚みが他の配線（入力用配線１１及び出力用配線１２）の厚みの半分となるように行う。そして、入力用配線１１、出力用配線１２、及び能動面配線１７（薄膜部１７）に対してＡｕ又はＳｎめっき処理を施す。
【００３１】
続いて図３（ｃ）に示すように半導体チップ２を配線基板１上の所定領域に実装する。具体的に半導体チップ２の能動面２ａに設けられた入力側バンプ２１及び出力側バンプ２２と配線基板１の入力用配線１１及び出力用配線１２とを位置合わせし、半田接合や合金接合などの金属接合、または絶縁性接着剤、絶縁性樹脂等による圧接接合により半導体チップ２を配線基板１に実装する。
【００３２】
続いて図３（ｄ）に示すように半導体チップ２の能動面２ａ及び配線基板１間の隙間及び該半導体チップ２の周囲を覆うように熱硬化性を有するアンダーフィル材２０を充填する。アンダーフィル材２０を充填する方法としては、ディスペンサー等が用いられる。
【００３３】
ところで、アンダーフィル材２０等の樹脂材を隙間に充填する場合、樹脂材中に気泡が入り込んでしまう。本実施形態では、アンダーフィル材２０を充填する領域、すなわち半導体チップ２の能動面２ａに対向する領域に能動面配線１７等の配線が引き回されている。そのため、アンダーフィル材２０中の気泡が該能動面配線１７に引っ掛かってしまい、アンダーフィル材２０中から排出されず半導体チップ２の能動面２ａと配線基板１との間に残留するおそれがある。このようにアンダーフィル材２０中に気泡が残留すると半導体チップ２の動作不良を招くおそれがある。
【００３４】
これに対し、本実施形態に係る能動面配線１７は、半導体チップ２と平面的に重なる部分に薄膜部１７ａを有し、他の配線（入力用配線１１及び出力用配線１２）に比べて厚さが半分程度に薄くなっている。よって、気泡Ｋの残留が生じやすい能動面２ａに対向する薄膜部１７ａと該能動面２ａとの間で十分な隙間が確保されたものとなる。
【００３５】
よって、薄膜部１７ａは、半導体チップ２の能動面２ａと配線基板１との間に充填されるアンダーフィル材２０の流れを妨げにくくなるので、アンダーフィル材２０中に含まれる気泡Ｋが薄膜部１７ａに引っ掛かることなくアンダーフィル材２０中に残留するのを抑制できる。
【００３６】
特に本実施形態においては、互いが平行に延びる２本の配線から能動面配線１７が構成されているため、これら配線（能動面配線１７）間に気泡Ｋが挟まることで残留が発生しやすくなる。これに対し、上述のように薄膜部１７ａを備えるので、気泡Ｋの残留を良好に抑制することができる。
【００３７】
また、薄膜部１７ａは、特に気泡が排出され難くなることで気泡残留を生じさせ易い能動面２ａの中央部に対向する位置に設けられているので、気泡残留を効果的に防止することができる。
【００３８】
以上のように、半導体チップ２の能動面２ａと配線基板１との間への気泡の残留が防止された半導体装置１００を製造することができる。この半導体装置１００によれば、残留気泡に起因する動作不良が防止された信頼性の高いものとなる。
【００３９】
なお、図３では薄膜部１７ａをプレス加工によって形成する場合を例に挙げて説明したが、薄膜部１７ａを形成する方法はこれに限定されることはない。
【００４０】
図４は他の形態に係る薄膜部１７ａの形成工程を示す図である。図４に示す方法では薄膜部１７ａをフォトリソ工程のみで形成する。
【００４１】
まず、配線基板１の形成材料としてポリイミド等の可撓性材料上に銅箔をサブトラクティブ法によってパターニングして入力用配線１１、出力用配線１２、及び能動面配線１７を形成する。
【００４２】
具体的に図４（ａ）に示すように薄膜部１７ａの形成部分を除く他の配線の全て（入力用配線１１、及び出力用配線１２）にマスクＭ１を設け、エッチングを行う。なお、エッチングとしてはドライエッチング或いはウエットエッチングのいずれでも構わない。これにより、マスクＭ１が設けられていない部分が選択的にエッチングされて厚みが少なることで薄膜部１７ａが形成される。
【００４３】
続いて図４（ｂ）に示すように薄膜部１７ａの上面にマスクＭ２を設ける。マスクＭ２の幅は、薄膜部１７ａの上面よりも小さく設定される。すなわち、マスクＭ２は薄膜部１７ａの上面の両端部を露出させた状態としている。そして、マスクＭ１、Ｍ２を設けた状態でエッチングを行う。
【００４４】
これにより、マスクＭ２から露出する薄膜部１７ａの上面の両端部がエッチングされ、上面の角部を面取りすることができる。
このようにフォトリソグラフィ技術を用いることで薄膜部１７ａの断面形状を任意の形状に加工することができる。
【００４５】
続いて図４（ｃ）に示すように入力用配線１１及び出力用配線１２を覆うようにソルダーレジスト層１６を形成する。なお、入力用配線１１及び出力用配線１２の他端側についてはソルダーレジスト層１６を除去しておく。そして、入力用配線１１、出力用配線１２、及び能動面配線１７（薄膜部１７）に対してＡｕ又はＳｎめっき処理を施す。
【００４６】
続いて、半導体チップ２を配線基板１上の所定領域に実装する。具体的に半導体チップ２の能動面２ａに設けられた入力側バンプ２１及び出力側バンプ２２と配線基板１の入力用配線１１及び出力用配線１２とを位置合わせし、半田接合や合金接合などの金属接合、または絶縁性接着剤、絶縁性樹脂等による圧接接合を用いて半導体チップ２を配線基板１に実装する。
【００４７】
続いて図４（ｄ）に示すように半導体チップ２の能動面２ａ及び配線基板１間の隙間及び該半導体チップ２の周囲を覆うように熱硬化性を有するアンダーフィル材２０を充填する。アンダーフィル材２０を充填する方法としては、ディスペンサー等が用いられる。
【００４８】
本実施形態に係る能動面配線１７の薄膜部１７ａは、他の配線（入力用配線１１及び出力用配線１２）に比べて厚さが半分程度に薄くされているのに加えて端面が面取りされている。よって、アンダーフィル材２０の充填中、該アンダーフィル材２０に含まれる気泡は面取りされた薄膜部１７ａの端面に引っ掛かることなく、外部に良好に排出することができる。
【００４９】
また、薄膜部１７ａの断面形状は特に限定されることはなく、円形或いは楕円形状であってもよい。このように断面を円形或いは楕円形状とすれば気泡の引っ掛かりをより確実に抑制することができる。
【００５０】
上記説明では半導体装置１００として、半導体チップ２を備えた場合を例に挙げて説明したが、半導体チップ２を例えばコンデンサ、抵抗等の電子素子に置き換えることもできる。
【００５１】
続いて、本発明の電子デバイスとして液晶モジュールに適用した場合を例に挙げて説明する。図５は液晶モジュールの構成を示す断面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）に示される液晶モジュールのＡ−Ａ線矢視による断面図、同図（ｂ）は液晶モジュールの平面構成を示す図である。
【００５２】
図５（ｂ）に示されるように、液晶モジュール（電子デバイス）２００は、液晶パネル２０１と、液晶パネル２０１を駆動する駆動ドライバー２０２と、を備えている。駆動ドライバー２０２は、上記半導体装置１００から構成されるものであり、駆動用回路が形成された上記半導体チップ２を有している。
【００５３】
液晶パネル２０１は、素子基板２１０と、対向基板２１１と、これら素子基板２１０及び対向基板２１１間に挟持された液晶層２１２と、を有している。
【００５４】
素子基板２１０は、例えばガラス基板から構成されるものであり、ＩＴＯ等の透明電極からなる画素電極、及び画素電極への電圧印可をスイッチングするためのＴＦＴ駆動部（不図示）を備えるものである。
また、対向基板２１１は、例えばガラス基板から構成されるものであり、内面にＩＴＯ等の透明電極からなる対向電極を有している。
【００５５】
素子基板２１０は対向基板２１１よりも大きく形成され、一端部が張り出した張出部２１０ａを有している。張出部２１０ａの内面には透明電極から構成された配線部２１３が形成されている。配線部２１３は、一端側が素子基板２１０に設けられた不図示のＴＦＴ駆動部に接続され、他端側がＡＣＦ２１４を介して駆動ドライバー２０２を構成する半導体装置１００の出力用配線１２と電気的に接続されている。
【００５６】
また、駆動ドライバー２０２（半導体装置１００）の入力用配線１１には、ＡＣＦ２１４を介して外部接続基板２２０が接続されている。外部接続基板２２０には、入力用配線１１と同一ピッチで形成された端子（不図示）が形成され、該端子と入力用配線１１とが位置合わせされた状態で外部接続基板２２０が実装されている。また、外部接続基板２２０は不図示の外部装置である電源装置等に接続されている。これにより、外部接続基板２２０は、駆動ドライバー２０２に対して電力を供給可能としている。
【００５７】
液晶モジュール２００は、このような構成に基づき、入力用配線１１を介して外部装置から供給した電力により駆動した駆動ドライバー２０２を介して液晶パネル２０１を駆動可能となっている。液晶パネル２０１は、駆動ドライバー２０２から送られる駆動信号に基づき、素子基板２１０側の画素電極と対向電極との間で液晶層２１２に電圧を印可することで所望の画像を表示可能となっている。
【００５８】
本実施形態によれば、駆動ドライバー２０２として、アンダーフィル材２０中の気泡残留を防止した信頼性の高い半導体装置１００を備えるので、液晶モジュール２００自体も接続信頼性が高く高品質なものとなる。
【００５９】
また、本発明の半導体装置が適用される電子デバイスは、液晶モジュールに限るものではなく、プリンターヘッドや、有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置（Field Emission Display等）など、各種の電気光学装置や各種の電子モジュールに適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…配線基板、２ａ…能動面、１５，２１３…配線部、１７…能動面配線（配線部）、１７ａ…薄膜部、２０…アンダーフィル材、２０…アンダーフィル材（樹脂材）、１００…半導体装置、２００…液晶モジュール（電子デバイス）
【図１】
2013197270.tif 000003
【図２】
2013197270.tif 000004
【図３】
2013197270.tif 000005
【図４】
2013197270.tif 000006
【図５】
2013197270.tif 000007